一、煉油工業(yè)簡介

1、石油煉制工業(yè)發(fā)展史

    1823年，俄國杜比寧三兄弟在莫茲多克建立俄國的第一座釜式蒸餾工廠煉制石油。1854年,美國B.西利曼建立最早的原油分餾裝置。1860年,美國人W.巴恩斯代爾和W.A.艾博特在賓夕法尼亞州的泰特斯維爾建造了美國第一座煉油廠,投資15000美元。至19世紀(jì)末全世界已建設(shè)了許多煉油廠或煉油裝置，大都采用釜式間歇蒸餾或釜式連續(xù)蒸餾，主要生產(chǎn)照明用的煤油。當(dāng)時(shí)，汽油和重質(zhì)油沒有找到用途，一度成了煉油廠難以處理的廢料。19世紀(jì)80年代初，煤油燈因電燈的發(fā)明而相形見絀，并逐漸被淘汰。特別當(dāng)19世紀(jì)末葉，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)相繼問世以后，汽油和柴油很快取代燈用煤油的地位。由于汽車工業(yè)的突飛猛進(jìn)，以及第一次世界大戰(zhàn)的刺激，汽油需要量激增，僅從原油蒸餾(即一次加工)中得到的汽油已遠(yuǎn)不能滿足需要，人們進(jìn)行了把大分子烴類裂化成小分子烴類的試驗(yàn)。

    1913年W.M.伯頓液相裂化工藝首先實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，在一定的壓力和溫度下進(jìn)行石油餾分的熱裂解，獲得了更多的汽油。1930年，美國建成延遲焦化裝置，對(duì)減壓渣油進(jìn)行焦化,生產(chǎn)輕質(zhì)油品和石油焦。 40年代 是煉油工業(yè)由熱加工轉(zhuǎn)向催化加工的時(shí)期。轉(zhuǎn)變的原因是為了增產(chǎn)汽油和提高辛烷值，以滿足第二次世界大戰(zhàn)的需要。E.J.胡德利發(fā)明了用活性白土作催化劑（見固體酸催化劑）的固定床催化裂化工藝，并于1936年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。這是煉油工業(yè)發(fā)展中的一項(xiàng)重大突破。以后相繼出現(xiàn)的流化床催化裂化裝置(1942)和移動(dòng)床催化裂化裝置(1943)，掀起了建設(shè)催化裂化裝置的高潮。

    50年代是世界石油化工的重要發(fā)展時(shí)期。戰(zhàn)后，催化裂化和催化重整裝置的大量建設(shè)，以及石油、天然氣的廣泛利用，為石油化工提供了含有大量烯烴的煉廠氣和充足的芳烴（苯、甲苯、二甲苯）原料，促進(jìn)了石油化學(xué)工業(yè)的全面發(fā)展（見石油化工發(fā)展史）。

1973年中東戰(zhàn)爭開始后，隨之而來的兩次石油價(jià)格上漲給煉油工業(yè)帶來了沖擊，迫使一些煉油公司停建新煉油廠，并關(guān)閉一部分煉油廠，而致力于增加二次加工能力，以便充分利用原油，提高石油產(chǎn)品的產(chǎn)率。因此，全世界的原油加工總能力上升速度明顯減慢，并從1982年起,出現(xiàn)了逐年下降的情況。另一方面,催化裂化、催化重整、延遲焦化等加工能力卻繼續(xù)增加。這使得煉油工業(yè)的裝置結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，加工深度增加了。

中國雖然很早就發(fā)現(xiàn)了石油，但現(xiàn)代煉油工業(yè)的起步卻比較晚。1905年，陜西地方當(dāng)局興辦了延長石油官廠，1907年開鉆出油，并生產(chǎn)了煤油。1937年該廠改名為延長石油廠。到1942年，用釜式蒸餾法生產(chǎn)了汽油、煤油、柴油、機(jī)油（即潤滑油）和石蠟等產(chǎn)品。1941年成立甘肅油礦局，建設(shè)了以釜式蒸餾為主的煉油廠。1949年,中國原油產(chǎn)量只有120kt，原油加工能力約170kt,50年代除了恢復(fù)已有石油煉廠和頁巖油廠外，還利用蘇聯(lián)的技術(shù)建設(shè)了以蘭州煉油廠為代表的年加工原油量1Mt級(jí)的現(xiàn)代化煉油廠,掌握了移動(dòng)床催化裂化和潤滑油生產(chǎn)等技術(shù)。進(jìn)入60年代以后，隨著原油產(chǎn)量的迅速增加，依靠自己的力量建設(shè)了以大慶煉油廠為代表的年加工原油量1.5Mt級(jí)的煉油廠,掌握了延遲焦化、流化床催化裂化、鉑重整、尿素脫蠟等技術(shù)和相應(yīng)的催化劑制造工藝，以及加氫裂化、然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫、烷基化等工藝1974年使用分子篩催化劑的提升管催化裂化裝置在玉門煉油廠投產(chǎn)。

2、煉油概述

（1）定義

    煉油一詞一般是指石油煉制，是將石油通過物理分離或化學(xué)轉(zhuǎn)化的方法，生產(chǎn)出為符合內(nèi)燃機(jī)使用的煤油、汽油、柴油、重油等燃料油并生產(chǎn)化工原料，如烯烴、芳烴等，現(xiàn)在的煉油廠一般為油化結(jié)合型煉廠。

（2）煉廠分類

燃料型

主要產(chǎn)品用做燃料的石油產(chǎn)品。除了生產(chǎn)部分重質(zhì)原料油以外，減壓餾分油和減壓榨油通過各種輕質(zhì)化途徑轉(zhuǎn)換為各種輕質(zhì)原料。燃料型有包括：常壓蒸餾-鉑重整型、常減壓-催化裂化-焦化型、常減壓-催化裂化-加氫裂化-焦化型三種類型。

燃料-潤滑油型

此類方案除生產(chǎn)燃料外，部分或者大部分減壓餾分油和減壓渣油還被生產(chǎn)各種潤滑油產(chǎn)品，由于一部分原料用來生產(chǎn)潤滑油，因此，燃料和石油化工原料的產(chǎn)率就相應(yīng)地降低。

燃料-化工型

此類方案除生產(chǎn)各種燃料外，還利用催化裂化裝置生產(chǎn)的液化氣和鉑重整裝置生產(chǎn)的苯、甲苯、二甲苯等作為化工原料，生產(chǎn)各種化工產(chǎn)品如合成橡膠、合成纖維、塑料、合成氨等，使煉廠向煉油-化工綜合企業(yè)發(fā)展。這種加工方案體現(xiàn)了充分利用石油資源的要求，也是提高煉油廠經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。是目前石油加工的發(fā)展方向。

（3）煉廠裝置

a) 常減壓蒸餾

常壓蒸餾和減壓蒸餾習(xí)慣上合稱常減壓蒸餾，常減壓蒸餾基本屬物理過程。原料油在蒸餾塔里按蒸發(fā)能力分成沸點(diǎn)范圍不同的油品（稱為餾分），這些油有的經(jīng)調(diào)合、加添加劑后以產(chǎn)品形式出廠（由于隨著原油劣質(zhì)化加劇，目前至少都需經(jīng)過精制過程），相當(dāng)大的部分是后續(xù)加工裝置的原料。因此，常減壓蒸餾又被稱為原油的一次加工。包括三個(gè)工序：原油的脫鹽、脫水 ；常壓蒸餾；減壓蒸餾。

b) 催化裂化

催化裂化是在熱裂化工藝上發(fā)展起來的，在熱和催化劑的作用下使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應(yīng)，是提高原油加工深度，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)汽油、柴油最重要的工藝操作。原料主要是原油蒸餾或其他煉油裝置的350~540℃餾分的重質(zhì)油。催化裂化工藝由三部分組成：原料油催化裂化、催化劑再生、產(chǎn)物分離。催化裂化所得的產(chǎn)物經(jīng)分餾后可得到氣體、汽油、柴油和重質(zhì)餾分油。部分重質(zhì)油返回反應(yīng)器繼續(xù)加工稱為回?zé)捰?。催化裂化操作條件的改變或原料波動(dòng)，可使產(chǎn)品組成出現(xiàn)變化。

c) 催化重整

在有催化劑作用的條件下，對(duì)石腦油中的烴類分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新排列成新的分子結(jié)構(gòu)的過程叫催化重整。 使石腦油原料轉(zhuǎn)變成富含芳烴的高辛烷值汽油（重整汽油），并副產(chǎn)液化石油氣和氫氣的過程。如果以80~180℃餾分為原料，產(chǎn)品為高辛烷值汽油；如果以60~165℃餾分為原料油，產(chǎn)品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳烴。重整汽油可直接用作汽油的調(diào)合組分，也可經(jīng)芳烴抽提制取苯、甲苯和二甲苯。副產(chǎn)的氫氣是石油煉廠加氫裝置（如加氫精制、加氫裂化）用氫的重要來源。

d) 延遲焦化

是指以重質(zhì)油（一般為減壓渣油、催化油漿）為原料，在高溫（約500℃）進(jìn)行深度的熱裂化和縮合反應(yīng)，生產(chǎn)富氣、粗汽油、柴油、蠟油和焦炭的技術(shù)。它是世界渣油深度加工的主要方法之一。原料油經(jīng)過加熱爐加熱迅速升溫至焦化反應(yīng)溫度，在反應(yīng)爐管內(nèi)不生焦，而進(jìn)入焦炭塔再進(jìn)行焦化反應(yīng)，故有延遲作用，稱為延遲焦化技術(shù)。一般都是一爐（加熱爐）二塔(焦化塔）或二爐四塔，加熱爐連續(xù)進(jìn)料，焦化塔輪換操作，是一種半連續(xù)工藝過程。

e) 加氫裂化

是指在加熱、高氫壓和催化劑存在的條件下，使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為氣體、汽油、噴氣燃料、柴油等的過程。加氫裂化原料通常為原油蒸餾所得到的重質(zhì)餾分油（如減壓餾分油、催化重柴油）。其主要特點(diǎn)是生產(chǎn)靈活性大，產(chǎn)品產(chǎn)率可以用不同操作條件控制，或以生產(chǎn)汽油為主，或以生產(chǎn)低冰點(diǎn)噴氣燃料、低凝點(diǎn)柴油為主，或用于生產(chǎn)潤滑油原料。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性好（含硫、氧、氮等雜質(zhì)少）。