石油加工基础知识Word文档下载推荐.docx

1、在直馏产品中，直馏汽油、煤油、轻柴油由于都是在原油进厂后第一次蒸馏后馏出的轻组分油品，因此，该产品具有馏程轻、品质低或抗氧化性能差（又称安定性）等特点。该类产品一般只能作为同类产品的调和组分或是二次加工装置的原料。例如，在直馏汽油产品中，其辛烷值只有4060，远远达不到辛烷值90以上的市场质量标准，所以，只能与辛烷值较高的重整、催化汽油或加入添加剂进行调和后才能出厂。大部分由含蜡高、含硫低的原油生产的直馏灯用煤油和轻柴油，品质都较好。其中，灯用煤油的无烟高度高，轻柴油的燃烧性能良好。但轻柴油因受凝点的限制，馏分的切割终点不能太高，因而限制了柴油的拔出，影响了其收率。作为直馏的重馏分油一般供给催

2、化裂化或加氢裂化装置进料，以得到更多的轻质油品。有些原油的重馏分油则适合生产各种润滑油。由于原油来源的差异，对于硫与金属含量较高的重馏分油（如减压渣油）用于催化裂化装置进料时，需要先经过加氢精制（如渣油加氢精制装置）后才能满足催化裂化装置原料的质量要求；用于生产润滑油时，由于其凝固点高，就要通过酮苯脱蜡、糠醛精制后，才能视为润滑油的理想组分。2、炼油厂主要石油产品的基本特性与用途2.1、发动机燃料石油发动机燃料按照其应用于发动机的类型分为：汽油、喷气燃料和柴油机燃料。汽油按用途分为航空（由于航空汽油在市场的分量较少，故不作说明）与车用汽油。其中车用汽油的品质又以辛烷值为9093与97分为普通和

3、优质两大类牌号产品。汽油的主要性能要求分别是抗爆性、蒸发性、安定性、腐蚀性和低温性（结晶点），以及环保标准中的烯烃、苯（芳烃）和硫/氧化物等。被誉为是“清洁、环保、节能”型汽油标准的17930-2006车用汽油标准，已经于2006年12月6日将该标准发布实施，与老标准汽油有90#、93#、95#和97#四个牌号相比，新标准汽油仅有90#、93#和97#三个牌号。此外，新标准汽油的硫、苯、烯烃、芳烃及重金属含量大幅降低，同时还增加了氧、甲醇、锰、铁含量的控制指标，每升油的行驶里程也更长，已部分达到了欧洲的相关汽油标准。具体见下表：国内外清洁汽油规格主要指标项目硫,ug/g烯烃,v芳烃,v苯,v实

4、施时间（年）欧（EN228-99）15021421.02000欧（2003/17EC）5018352005欧（ULSG）102009US TIER-11202004US TIER-290US TIER-330142006GB17930-1999800402.52003国汽油5003844国汽油2.0国汽油（北京）252008国汽油（全国）20102011喷气燃料（或称航空煤油）主要用于喷气发动机，该燃料按用途分为1、2、3、4、5种牌号，目前炼厂都以3号航煤为主供应市场。喷气燃料的性能主要有：燃烧性、低温性能、腐蚀性、安定性、安全性、洁净度和润滑性。柴油机燃料既是我国消费量最大，又是发动机燃料

5、中品种和牌号形成系列较多的产品。柴油机燃料一般分为馏分型和残渣型两大类。前者即为柴油,其中轻柴油适合于高速柴油机，重柴油用于中、低速柴油机；后者的残渣型柴油由于是通过减压渣油与柴油调和而成，品质较差，所以主要还是用于船用大功率及低速柴油机上。柴油机燃料的主要性能要求是自燃性（一般用十六烷值指标来予以评价）、蒸发性和粘度、流动性、安定性和抗腐蚀性（其中包含了对总硫等腐蚀性物质的环保指标要求等），甚至还要达到超低硫（硫含量不大于0.05%）的欧洲号车用柴油标准。2.2、润滑油润滑油是石油产品中品种、牌号最多的一大类产品。其全部用量虽占燃料油用量的23，但品种却是十分复杂，应用也十分广泛，而且随着机

6、械工业的发展，对其质量和性能都将提出新的和更高的质量要求。润滑油是由常减压蒸馏装置的馏分油（个别也有取自加氢裂化的尾油，又称为 “白油”）作为原料，经过溶剂（丙酮与甲苯的混合剂）脱蜡、糠醛精制或白土补充精制后获得的基础油，再与各种添加剂调和而成（部分高级润滑油的基础油还要通过深度加氢精制工艺制取）。常用的润滑油如内燃机油、齿轮油、液压油、汽轮机油和电器用油等都是由此而来。由于润滑油按照应用场合的不同，其种类和质量要求过于繁多，但其通用性的质量要求仍以如下标准为条件：即，一是适当的粘度和良好的粘温性能；二是较强的抗氧化能力和良好的清净分散性；三是良好的抗磨和防腐性能等等。由馏分油精制后获得的润滑

7、油基础油，其中粘度指数大于95的润滑油调和组分基础油，还可以按照润滑脂的使用及质量要求，通过间歇法或连续法的制脂工艺生产锂基类等系列润滑脂产品。2.3、石油蜡石蜡是利用润滑油生产过程中的润滑油馏分油脱出蜡，经过脱油（发汗）和白土精制（高品质的食品级蜡则要进行加氢精制制取）制得。石油蜡外观为白色至淡黄色，常温下为固态。石油蜡通常分为石蜡、微晶蜡、凡士林（又称石油脂）和特种蜡四大类等。石蜡的品种很多，按照石蜡的形态分为液蜡和块蜡；按照用途分则有工业蜡和食品蜡。常用于控制石蜡质量的主要性能指标有熔点（这是决定石蜡牌号的基本指标）、含油量、安定性和无毒性（稠环芳烃含量）等。2.4、石油沥青石油沥青是以

8、减压渣油为原料经氧化制取或减压渣油经丙烷脱沥青（为润滑油基础油精制制取原料的工艺过程）后获得的沥青原料生产而成。石油沥青作为一种黑色固态或半固态粘稠状物质，是由高分子烃类和非烃类等各种结构复杂的化合物组成的胶体分散体系，该体系又与饱和烃、芳烃、胶质和沥青质的分布及各组分的组成密切相关。因此，石油沥青产品就以此为依据，形成了道路、建筑、专用沥青、乳化沥青和改性沥青等产品系列。石油沥青不仅大量应用于道路铺设与建筑工程上，而且还是水利、电器、防腐和油漆工业的重要原材料。由于沥青中的组分含量性质对其的应用影响较大，因此，沥青的质量指标都会与其应用的对象和条件，提出相应的不同的产品质量性能要求。仅以道路

9、沥青为例，其主要的性能指标就有硬稠性（它包括针入度、延度）、耐热性（它包括软化点、粘度）、低温性（包括低温针入度、低温延度）和抗老化性等。2.5、石油焦石油焦是一种黑色或呈暗灰色的坚硬固体石油产品，带有金属光泽，呈多孔性，是由微小的石墨结晶形成粒状、柱状或针状构成的炭体物。石油焦中的组分主要是碳青质，含碳9097，含氢1.58，也含少量的氮、氯、硫及重金属化合物。石油焦的生产是通过延迟焦化的裂解聚合反应形成的另一种固态石油化工产品。在全精制流程或以加工低硫原油为主的石油加工企业中，其石油焦产品因含硫量低和灰分少深受市场的青睐；通过调整延迟焦化的工艺条件，生产出的针状焦更是具有更高的品质和特殊用

10、途。石油焦产品分为生焦、针状焦和特种焦三大类。生焦与针状焦主要用于炼钢、炼铝工业中作石墨电极、铝用碳素及化学工业中的碳化物及燃料；特种焦在核工业和国防军工企业里都是不可缺少的重要原料。3、炼厂其它石油产品的特性及用途3.1、200#溶剂油（又称油漆工业用溶剂油）200#溶剂油为无色水白透明液体。200#溶剂油是以直馏汽油馏分，经加氢精制而制得。因有适宜的馏程和挥发性，对某些油性漆和磁性漆溶解性好；硫醇硫含量低；溴值小，不饱和烃含量低，安定性好；闪点高，初馏点高，可减少毒性和火险，利于安全；适用于作涂料工业的溶剂和稀释剂。3.2、6#溶剂油（又称大豆抽提溶剂油或工业溶剂油）以催化重整装置中经过芳

11、烃抽提后所产的抽余油（非芳烃）为原料，经精制、分馏制成（与120#溶剂油相同）。6#溶剂油外观为无色透明液体。是各种低级烷烃（如正己烷等）的混合物，能与除蓖麻油以外的多数液态油脂混溶，可溶解低级脂肪酸。由于芳烃与硫的含量低较低，可用于香料、植物油脂的萃取溶剂，也可作为合成橡胶工艺中的溶剂及精密零件洗涤溶剂等。3.3、120#溶剂油（又称120#橡胶工业溶剂油或工业庚烷）120#溶剂油为无色透明液体。易燃,易挥发。 对天然橡胶溶解性好，溴值小，化学稳定性好,芳烃与硫的含量低,是一种用途广泛，主要被用于橡胶工业,制鞋行业,再生胶的综合利用,调制各种粘合剂等行业的有机溶剂。3.4、芳烃类产品（苯、甲

12、苯、混合二甲苯）苯、甲苯、混二甲苯等芳烃类产品在石油加工过程中是通过催化重整装置生产的产品（在制取乙烯的裂解工艺中也能产出苯、甲苯、混二甲苯等芳烃类产品）。苯、甲苯、混二甲苯等芳烃类产品的性质与用途如下。3.4.1、苯苯是组成结构最简单的芳香烃，在常温下为一种无色、有甜味的透明液体，并具有强烈的芳香气味。苯可燃，有毒，为一类致癌物。苯难溶于水，易溶于有机溶剂，本身也可作为有机溶剂。苯是一种石油化工基本原料。苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。苯具有的环系叫苯环，是最简单的芳环。苯的最大用途是作为生产苯乙烯的单体原料，约占世界苯消耗量的50%。环已烷和苯酚也是苯重要消费

13、领域。二者各占苯消费量的15%-18%此外，苯胺、烷基苯、顺丁烯二酸酐也都是由苯生产的重要衍生物。 苯是重要的有机化工原料。以苯为原料可合成250种以上的有机化学品，但主要衍生物为乙苯、异丙苯、环己烷和硝基苯。3.4.2、甲苯甲苯在常温下呈液体状，无色、易燃，甲苯不溶于水水，但溶于乙醇和苯的溶剂中。甲苯容易发生氯化，生成苯氯甲烷或苯三氯甲烷，它们都是工业上很好的溶剂；它可以萃取溴水中的溴，但不能和溴水反应；它还容易硝化，生成对硝基甲苯或邻硝基甲苯，它们都是染料的原料；一份甲苯和三份硝酸硝化，可得到三硝基甲苯（俗名TNT）；它还容易磺化，生成邻甲苯磺酸或对甲苯磺酸，它们是做染料或制糖精的原料。甲

14、苯的蒸汽与空气混合形成爆炸性物质，因此它可以制造梯思梯炸药。甲苯与苯的性质很相似，是工业上应用很广的有机化工原料。为了解决市场上对苯的需求，利用甲苯择形歧化（又称为PX工艺）技术，将甲苯转换为苯、对二甲苯或精对二甲苯酸等产品的装置正在各炼油企业中广泛应用。3.4.3、混二甲苯混二甲苯是一种无色透明液体，不溶于水，溶于乙醇和乙醚。是未将对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯及乙基苯等碳八芳烃进行分离的混合物。混二甲苯广泛用于有机溶剂和合成医药、涂料、树脂、染料、炸药和农药。尤其是作为异构级的对二甲苯，为日益增加的聚脂行业用量提供了广阔的市场。3.5、液化石油气液化石油气由炼油工艺过程的催化裂化、加氢裂化等

15、装置产生的石油气，经脱硫、分离而得。主要用于工业和民用燃料，也可用作化工原料。其特性是碳三与碳四烃类的含量高，挥发性适宜，燃烧完全；主要成份的沸点在O以下，常压为气体，易燃易爆，其密度比空气重1.5-2.0倍，与空气混合能形成爆炸性混合物。3.6、工业丁烷工业丁烷由加氢裂化等装置产生的石油气经脱硫精制而得。工业丁烷主要用作玻璃加工、机械制造业、纺织印染业的燃料。也可用于打火机专用气及化工发泡剂。工业丁烷的特点是C5及C5以上烃类含量低，残留物少；蒸气压较低，挥发性不高，使用安全；以及硫化氢和元素硫含量低，腐蚀性低。第三节、石油化工基础原料的特性及用途 石油化工的基础原料有4类：炔烃乙炔）、烯烃

16、乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯、芳烃苯、甲苯、二甲苯及合成气。由这些基础原料可以制备出各种重要的有机化工产品和合成材料1、乙烯乙烯用量最大的是生产聚乙烯，约占乙烯耗量的45%；其次是由乙烯生产的二氯乙烷和氯乙烯；乙烯氧化制环氧乙烷和乙二醇。另外乙烯烃化可制苯乙烯，乙烯氧化制乙醛、乙烯合成酒精、乙烯制取高级醇。2、丙烯丙烯用量最大的是生产聚丙烯，另外丙烯可制丙烯腈、异丙醇、苯酚和丙酮、丁醇和辛醇、丙烯酸及其脂类以及制环氧丙烷和丙二醇、环氧氯丙烷和合成甘油等。3、丁烯丁烯的利用是以混合丁烯生产高辛烷值汽油组分为主，约占丁烯消费量的60%，另有11%的混合丁烯用作工业或民用燃料。用作石油化工原料的丁烯仅占

17、丁烯消费量的29%，其中正丁烯主要用于丁二烯的生产，其余用于生产顺丁烯二酸酐和仲丁醇、庚烯、聚丁烯、乙酸酐等。 4、丁乙烯丁二烯是合成橡胶和合成树脂的重要单体。由于二烯可生产顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、也可生产聚丁二烯、ABS、BS等树脂。此外还可生产丁二醇、己二胺尼龙的单体第二章、石油加工的分类与炼油装置构成第一节、石油加工的分类1、天然气化工以天然气为原料的化学工业简称天然气化工。其主要内容有：1）天然气制碳黑；2）天然气提取氦气；3）天然气制氢；）天然气制氨；5）天然气制甲醇；6）天然气制乙炔；7）天然气制氯甲烷；8）天然气制四氯化碳；9）天然气制硝基甲烷；10）天然气制二硫

18、化碳；11）天然气制乙烯；12）天然气制硫磺等。2、炼油厂的分类以天然原油为原料的石油加工工业简称石油炼制或石油化工工业，按照石油炼制过程的目的产品组成和分类，可分为种类型：2.1、燃料油型生产汽油、煤油、轻重柴油和锅炉燃料油。2.2、燃料润滑油型除生产各种燃料油外，还生产各种润滑油。2.3、燃料化工型以生产燃料油和化工产品为主。2.4、燃料润滑油化工型它是综合型炼厂，既生产各种燃料、化工原料或产品同时又生产润滑油。3、炼厂的一、二、三次加工装置将原油通过蒸馏的方式将其分割为多个不同沸点范围即馏分）油品（如直馏汽油、煤油、柴油）的加工过程叫一次加工；将一次加工得到的馏分油再加工成商品油叫二次加

19、工；将二次加工得到的商品油制取基本有机化工原料的工艺叫三次加工。一次加工装置；常压蒸馏或常减压蒸馏；二次加工装置：催化裂化、加氢裂化、延迟焦化、催化重整、烃基化、加氢精制等；三次加工装置：PX、石脑油裂解制取乙烯、芳烃等化工原料。（有资料统计。一个100104t/年原油加工能力的炼油厂可产出：乙烯15t，丙烯9，丁二烯2.5，芳烃8，汽油，燃料油47.5第二节、燃料生产型石油加工企业的装置构成与工艺石油炼制的目的，就是通过一系列的炼制工艺过程，把原油加工成各种液体燃料、溶剂、润滑油、石蜡、沥青、石油焦等石油产品和提供石油化工的基本原料，如炼厂气（丙烯、丁烯等）、石脑油、芳烃等等。为了能对这些炼

20、制工艺有所了解和认识，现就有代表性的炼油装置工艺介绍如下。1、常减压蒸馏（原油蒸馏）1.1、常减压蒸馏装置主要工艺过程及产品常减压蒸馏是原油加工的第一道工序。该装置是根据原油中各组份的沸点（挥发度）不同用加热的方法从原油中分离出各种石油馏份。在常压塔蒸馏出低沸点的汽油、煤油、柴油等组份，而沸点较高的蜡油、渣油等组份留在未被分出的液相中。将常压渣油经过加热后，送入减压塔，使常压渣油在避免裂解的较低温度下进行分馏，分离出减压馏份油和减压渣油。常减压蒸馏装置构成一般由电脱盐和初馏（常压）蒸馏、减压蒸馏三级蒸馏及三注等部分所组成，部分常减压蒸馏装置还设置轻烃回收系统用以轻烃的集中回收。电脱盐的作用是在

21、原油进入常减压蒸馏之前，使其含有的盐和水，在破乳剂和高压电场的共同作用下，集成大的水滴，最后靠重力从油中沉降下来后脱除出去，为原油的蒸馏及下游装置的加工提供质量和安全保障。经过脱盐、脱水后的原油，先后进入初馏塔（个别常减压蒸馏装置根据原料的轻重组分含量情况，采取了不单独设置初馏塔的工艺流程）、常压塔和减压塔进行蒸馏，根据炼油装置的不同类型（如燃料型、燃料-润滑油型和化工型），分别蒸馏切割出各个不同组分馏程范围的油品（又称之为直馏汽油、煤油、柴油、馏分油及渣油等），为二次加工提供原料，或将其产品经过调和或精制后作为最终产品出厂。2、催化裂化装置2.1催化裂化装置主要工艺过程及产品催化裂化装置是当

22、前炼油厂中最为重要的二次加工手段和创收来源。其主要产品有汽油、柴油和液化气。催化裂化装置以加工的常减压蒸馏原料不同，区分为馏分油催化裂化装置和渣油（重油）催化裂化装置；为了利于制取更多的基本化工原料，以生产低分子烃为主要目的的催化装置又在原催化裂化工艺的基础上相续开发了催化裂解工艺。因此，根据生产的目的不同、原料不同、催化剂不同、操作条件与反应机理不同等因素，该类的催化裂解装置又区分为催化裂解工艺（DCC工艺）、催化热裂解工艺（CPP工艺）和重油直接裂解制乙烯工艺（HCC工艺）等。催化裂化装置工艺主要由反应、再生、分馏和吸收稳定部分组成，为了更好的发挥产品性能作用和能源效益，新型的催化裂化装置

23、（如渣油（重油）催化裂化）还配置了液化气和汽油（醚化）精制、干气脱硫、气体分离和烟气能量回收设施。通过溶剂脱硫精制，催化裂化装置出来的液化气和汽油产品可以直接出厂，即能降低硫的腐蚀和污染危害，又能回收硫磺增加效益。干气即可作为炉用燃料，又可以进行氢提纯制取高纯度氢气，为下游的加氢精制装置提供氢源。气体分离能够为聚丙烯和MTBE提供优质的石油化工的基础原料；烟气能量回收则可以达到既产高压蒸汽，又能发电的目的，大大降低了装置的能耗和提高了能源的利用。催化裂化装置的生产工艺过程如下：馏分油或渣油原料经换热和加热后，首先进入装置的催化反应器，原料在催化剂的作用下通过非扩散型的化学反应，使馏分油或重质原

24、料进行裂化和异构化等化学反应，生成的反应物再分别通过吸收、稳定和分馏等过程生产出优质的汽油、柴油和液化气等轻质油品。反应后的催化剂则通过移动的床层进入到再生器中进行再生，恢复活性后再次回流到反应器内循环、重复利用。再生过程产生的高温烟气及能量通过烟气轮机动力回收技术进行回收，并将回收的热源提供给废热锅炉，发生的蒸汽后用于发电及并入蒸汽管网中使用。2.2、催化裂化装置的主要化学反应催化裂化装置工艺过程主要由四类化学反应构成。、裂化反应。裂化反应是C-C键断裂反应，反应速度较快。、异构化反应。它是在分子量大小不变的情况下，烃类分子发生结构和空间位置的变化。、氢转移反应。即某一烃分子上的氢脱下来，立

25、即加到另一烯烃分子上，使这一烯烃得到饱和的反应。、芳构化反应。芳构化反应是烷烃、烯烃环化后进一步氢转移反应，反应过程不断放出氢原子，最后生成芳烃。3、焦化装置3.1、焦化装置主要工艺过程及产品 焦化装置又称为延迟焦化装置，是一个相当成熟的减压渣油加工工艺，多年来一直被作为一种普通的深加工手段。焦化过程按其焦化方法可分为釜式焦化、平炉焦化、延迟焦化、接触焦化和流化焦化等。釜式及平炉焦化属于间歇操作，已被淘汰。接触焦化与流化焦化由于设备结构复杂、维修费用高，工业上没有得到发展。流化焦化在西欧一些国家采用较多，仅次于延迟焦化。延迟焦化应用范围最为广泛。延迟焦化与热裂化相似，只是在短时间内加热到焦化反

26、应所需温度，控制原料在炉管中基本上不发生裂化反应，而延缓到专设的焦炭塔中进行裂化反应，“延迟焦化”也正是因此得名。延迟焦化装置主要由8个部分组成：（1）焦化部分，主要设备是加热炉和焦炭塔。有一炉两塔、两炉四塔，也有与其它装置直接联合的。（2）分馏部分，主要设备是分馏塔。（3）焦化气体回收和脱硫，主要设备是吸收解吸塔，稳定塔，再吸收塔等。（4）水力除焦部分。（5）焦炭的脱水和储运。（6）吹气放空系统。（7）蒸汽发生部分。（8）焦炭焙烧部分。延迟焦化原料可以是重油、渣油、甚至是沥青。延迟焦化产物分为气体、汽油、柴油、蜡油和焦炭。对于国产渣油，其气体收率为7.010%，粗汽油收率为8.216.0%，

27、柴油收率为22.028.66%，蜡油收率为23.033.0%，焦炭收率为15.024.6%，外甩油为13.0%。焦化汽油和焦化柴油是延迟焦化的主要产品，但其质量较差。焦化汽油的辛烷值很低，一般为5164（MON），柴油的十六烷值较高，一般为5058。但两种油品的烯烃含量高，硫、氮、氧等杂质含量高，安定性差，只能作半成品或中间产品，经过精制处理后，才能作为汽油和柴油的调和组分。焦化蜡油由于含硫、氮化合物、胶质、残炭等含量高，是二次加工的劣质蜡油，目前通常掺炼到催化或加氢裂化作为原料。石油焦是延迟焦化过程的重要产品之一，根据质量不同可用做电极、冶金及燃料等。焦化气体经脱硫处理后可作为制氢原料或送燃料管网做燃料使用。焦化装置的工艺过程可以概括为生焦和除焦两部分组成，具体流程是：常减压蒸馏的减压塔底渣油作为焦化装置的原料，进入装置后先经过换热再入焦化加热炉的对流段加热，然后进入分馏塔中下部的集油槽，为进一步提高生焦温度和建立循环量等操作创造条件。此时，塔底的原料油由泵抽出，经焦化加热炉的辐射室进一步加热后的原料在一定配比的水蒸汽