原油及原油加工流程簡介【行業(yè)一類】

1、,原油加工及流程簡介,1,1,2,主要內(nèi)容,石油的化學組成及石油產(chǎn)品的質(zhì)量要求 煉油工藝過程簡介 原油的加工方案 原油的燃料化工加工方案 世界煉油技術(shù)發(fā)展趨勢,2,3,第一節(jié) 石油的化學組成及石油產(chǎn)品的質(zhì)量要求,3,4,石油中的非烴化合物,1、含硫化合物 硫在石油中的存在形態(tài) 元素硫極少 酸性硫：H2S、硫醇（RSH） 中性硫：硫醚（RSR）、二硫化物（RSSR） 熱穩(wěn)定性硫：噻吩、苯硫酚,4,5,含硫化合物,分布規(guī)律 硫在石油餾分中的分布一般是隨著石油餾分沸程的升高而增加，大部分硫均集中在重餾分和渣油中 直餾汽油中，以硫醇和硫醚為主，少量二硫化物和噻吩 中間餾分中，主要是硫醚和噻吩類 高沸點

2、餾分中，主要是硫醚、噻吩及其同系物 除上述含硫化合物外，原油中還有相當大一部分硫存在于膠質(zhì)、瀝青質(zhì)中；這部分含硫化合物的分子量更大、結(jié)構(gòu)也復雜得多,5,6,含硫化合物對加工過程及產(chǎn)品的危害,對石油產(chǎn)品質(zhì)量影響催化裂化、焦化產(chǎn)品 對加工過程的影響催化劑污染、加快失活 設(shè)備腐蝕硫化氫腐蝕、硫醇腐蝕、元素硫腐蝕 對環(huán)境污染硫氧化物,對策：產(chǎn)品精制、氣體脫硫、廢水處理,6,7,含氮化合物,氮在石油中的存在形態(tài),六員環(huán),五員環(huán),7,8,含氮化合物分布規(guī)律,與硫在原油中的分布一樣，石油中的氮含量也是隨餾分沸程的升高而增加的，但其分布比硫更不均勻 石油中的硫約有70%是集中在其減壓渣油中，而石油中的氮則更集

3、中，約有90%集中于其減壓渣油中 對多數(shù)原油而言，其堿性氮含量約占總氮含量的1/41/3 一般來說，在較輕餾分中的氮主要是堿性氮；而在較重的餾分及渣油中的氮則主要是非堿性氮,8,9,含氮化合物,含氮化合物的危害 導致催化劑中毒 催化裂化催化劑 油品中的氮易生成膠狀沉淀，影響油品的安定性 油品燃燒生成NOX，造成環(huán)境污染,9,10,含氧化合物,氧在石油中的存在形態(tài) 石油中的氧元素是以有機含氧化合物的形式存在的,10,11,含氧化合物,分布規(guī)律 與硫、氮在原油中的分布不同 特殊：中間餾分分布較多 特點 石油酸中90%為環(huán)烷酸 我國只有克拉瑪依原油含酸較多（0.48%）,11,12,含氧化合物,含氧

4、化合物的影響 原油乳化，不利加工 設(shè)備腐蝕 環(huán)烷酸的利用 是一種高附加值的產(chǎn)品 木材防腐、表面活性劑、燃料和潤滑油添加劑 鈉鹽為植物生長素、鈣鹽是殺蟲劑,需要脫除,12,13,石油中的微量元素,微量元素的分類 變價金屬，如V、Ni、Fe、Mo、Co、W、Cr、Cu、Mn、Pb、Hg等 堿金屬和堿土金屬：如Na、K、Ba、Ca、Sr、Mg等 鹵素和其它元素：如Cl、Br、Si、Al、As等,13,14,石油中的微量元素,微量元素的存在形態(tài) 一是以乳化狀態(tài)分散于原油的水中所含的鹽類，如K、Na、Ca、Mg的氯化物 二是結(jié)合于有機化合物或絡(luò)合物中， 如V、Ni、Fe、Cu等 三是懸浮于原油中的極細的

5、礦物質(zhì)微粒,14,15,石油中的微量元素,從世界范圍來看，石油中含量最高的微量元素是釩，最高可達1000 ppm以上；其次是鎳，最高可達100 ppm以上 微量元素的分布規(guī)律與S、N相似，即隨沸點升高含量增加，而且主要濃集在渣油中,15,16,石油中微量元素的危害,微量元素的危害 從目前來看，對石油加工影響最大的微量元素有釩(v)、鎳(Ni)、鐵(Fe)、銅(Cu)，它們是催化裂化催化劑的毒物，而且在重油固定床加氫裂化過程中也能造成催化劑的失活和床層的堵塞 砷(As)是催化重整催化劑的毒物；鈉(Na)和鉀(K)也會使催化劑減活,16,17,渣油中的膠質(zhì)和瀝青質(zhì),石油中所包含的膠狀、瀝青狀物質(zhì)，

6、是一大類非烴化合物，它們在組成中除含C、H外，還有S、N、 O及金屬元素,17,18,渣油中的膠質(zhì)和瀝青質(zhì),膠質(zhì) 膠質(zhì)是深棕色至深褐色的，極為粘稠不易流動的液體或無定形固體 其相對密度略小于1.0 有很強的著色能力 H/C：1.41.5 受熱時熔化，對熱不穩(wěn)定，能轉(zhuǎn)化成瀝青質(zhì),18,19,渣油中的膠質(zhì)和瀝青質(zhì),瀝青質(zhì) 黑色至深褐色的無定形固體 其相對密度略大于1.0 全部集中在渣油中，一般不揮發(fā) H/C原子比：1.11.3,19,20,渣油中的膠質(zhì)和瀝青質(zhì),膠質(zhì)和瀝青質(zhì)存在差別，但沒有截然的不同，從膠質(zhì)到瀝青質(zhì)是一個漸變的過程,20,21,石油產(chǎn)品基本性質(zhì)要求,汽油：低硫、低烯烴、低芳烴、高辛

7、烷值 柴油：低硫、低芳烴、低凝點、高十六烷值 潤滑油：粘溫性能好、低溫流動性能好、抗氧化性能好 瀝青：延伸度好、軟化點與針入度適宜 固體蠟：滴點高、含油量低,21,22,原油,脫鹽脫水,常壓蒸餾,常壓餾分：汽油（石腦油）、煤油、柴油 石腦油作為催化重整、蒸汽裂解原料,AR,減壓蒸餾,減壓餾分：VGO(減壓瓦斯油Vacuum Gas Oil) 潤滑油基礎(chǔ)油、催化裂化、加氫裂化的原料,焦化、減粘裂化、催化裂化、加氫轉(zhuǎn)化、溶劑脫瀝青、氣化的原料 AR:常壓渣油 VR:減壓渣油,VR,第二節(jié) 煉油工藝過程簡介,簡介,22,23,原 油,23,24,煉油工藝過程,原油分離常減壓蒸餾 一次加工，煉廠的龍頭

8、 脫鹽、脫水、脫機械雜質(zhì) 獲得直餾產(chǎn)品、二次加工的原料 重油輕質(zhì)化 二次加工、化學加工 催化裂化、加氫裂化、焦化 提高輕質(zhì)油收率,24,25,煉油工藝過程,油品精制 二次加工、化學物理加工 脫硫氮、提高辛烷值和十六烷值 生產(chǎn)清潔油品調(diào)和組分 高辛烷值汽油組分的生產(chǎn) 二次加工、化學加工 輕烴異構(gòu)化，提高汽油前端組分的辛烷值 C4烷基化，生產(chǎn)高辛烷值的汽油調(diào)和組分理想組分 醚化高ON的含氧化合物，環(huán)境污染？美國加州 烯烴疊合烯烴，但是汽油標準對烯烴含量有限制,25,26,第三節(jié) 原油加工方案,加工方案,生產(chǎn)哪些產(chǎn)品 采用何種加工過程,基本類型,內(nèi)容,因素,確定依據(jù),26,27,(非燃料油)化工原料

9、生產(chǎn) 二次加工、化學加工 催化重整苯、甲苯、二甲苯 催化裂解、蒸汽裂解乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯 潤滑油生產(chǎn) 二次加工、物理加工、化學加工,27,28,常減壓蒸餾：煉油廠的龍頭 催化裂化：中國煉油界的立足之本 加氫精制：中國煉油界的未來 加氫裂化：中國煉油界的未來 催化裂解：煉油與化工的橋梁 延遲焦化：劣質(zhì)原料加工的有效途徑 溶劑脫瀝青：劣質(zhì)原料預(yù)處理的方式,28,29,第四節(jié) 原油的燃料化工加工方案,原油,常減壓蒸餾,催化重整,汽油,液化氣,裂解原料,催化裂化,VGO,延遲焦化,VR,加氫精制,加氫精制,汽油,柴油,蠟油,石油焦,燃料油,芳烴分離,苯,甲苯,二甲苯,AGO,乙苯合成,氣體 分離

10、,干氣,乙苯,丙烯,丁烯,LPG,加氫精制,裂解原料,減粘裂化,29,30,稠油的加工方案,如何合理加工稠油是煉油技術(shù)發(fā)展中的一個難題 稠油的特點是密度和粘度大、膠質(zhì)及瀝青質(zhì)含量高、凝點低，多數(shù)稠油的硫含量較高，其渣油的殘?zhí)恐蹈摺⒅亟饘俸扛?稠油的輕質(zhì)油含量很低，減壓渣油一般占原油的60%以上 稠油的加工方案問題主要是如何合理加工其渣油的問題,30,31,稠油的加工方案,稠油的渣油中蠟含量低、膠質(zhì)及瀝青質(zhì)含量高，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)瀝青的原料 例如單家寺稠油的減壓渣油不需復雜的加工就可以生產(chǎn)出高等級道路瀝青 因此，對稠油的加工應(yīng)優(yōu)先考慮生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)瀝青 由于受瀝青市場的限制，除了生產(chǎn)瀝青外，還須考慮渣油的

11、輕質(zhì)化問題,31,32,稠油的加工方案,稠油渣油的殘?zhí)恐蹈?、重金屬含量高，不宜直接用作催化裂化的原?較好的辦法是先經(jīng)加氫處理后再送去催化裂化，但是渣油加氫處理的投資和操作費用高 采用溶劑脫瀝青過程可以抽出渣油中的較輕部分作為催化裂化的原料，但須解決抽提殘渣的加工利用問題,32,33,稠油的加工方案,采用延遲焦化過程可以得到部分餾分油，經(jīng)加氫和催化裂化可得到輕質(zhì)油品，但同時得到相當多的含硫石油焦 稠油的凝點低，在制定加工方案時應(yīng)考慮如何利用這個特點。例如，考慮生產(chǎn)低凝點柴油、對粘溫性質(zhì)要求不高的較低凝點潤滑油產(chǎn)品等,33,34,稠油的加工方案,原油,常減壓蒸餾,催化重整,汽油,液化氣,精制,航

12、煤,柴油,加氫裂化,催化裂化,VGO,延遲焦化,VR,加氫精制,加氫精制,汽油,柴油,蠟油,石油焦,加氫處理,瀝青氧化,石油瀝青,燃料油,溶劑脫瀝青,減粘裂化,34,35,第五節(jié) 世界煉油技術(shù)發(fā)展趨勢,一、世界煉廠裝置構(gòu)成及加工趨向 加工重質(zhì)、含硫原油適應(yīng)原料劣質(zhì)化的趨勢 深度加工，提高輕質(zhì)油收率提高資源利用效率和經(jīng)濟效益 采用清潔生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)清潔燃料環(huán)境保護 實現(xiàn)煉油化工一體化為下游化工行業(yè)提供原料，提高煉油企業(yè)經(jīng)濟效益,35,36,世界煉廠裝置構(gòu)成趨向,21世紀的煉油廠將由生產(chǎn)常規(guī)石油產(chǎn)品的傳統(tǒng)煉油廠轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)超低排放/超清潔燃料的智能化無渣油煉油廠 這樣的煉油廠能夠加工高硫、高金屬含量

13、的重質(zhì)原油，生產(chǎn)符合更加清潔的車用汽油和車用柴油規(guī)格要求的油品，少生產(chǎn)重燃料油品 這要求未來煉廠的煉油技術(shù)需要有更大的靈活性,36,37,新世紀煉油廠的潛在特點,采用生物技術(shù)降低原油的硫、氮、重金屬含量，為下游加工裝置提供質(zhì)量較好的原料 對傳統(tǒng)煉油技術(shù)進行升級換代，提高目的產(chǎn)品的質(zhì)量和收率 采用綠色技術(shù)，改善生產(chǎn)環(huán)境，生產(chǎn)綠色的油品調(diào)和組分 采用加氫裂化異構(gòu)脫蠟/加氫處理技術(shù)，生產(chǎn)新一代潤滑油基礎(chǔ)油,37,38,采用納米催化劑和納米添加劑技術(shù)，提高催化劑的活性、選擇性、穩(wěn)定性和油品的使用性能 采用反應(yīng)蒸餾和膜分離/反應(yīng)技術(shù)，降低裝置的投資和消耗 采用氣化聯(lián)合一體化技術(shù)，把渣油、瀝青和石油焦全部

14、轉(zhuǎn)化為氫氣、蒸汽、電力、甲醇或羰基合成醇 采用電子/信息技術(shù)對各裝置和全廠進行優(yōu)化控制和管理，實現(xiàn)效益最大化,38,39,新世紀煉油廠的潛在特點,采用天然氣合成液體烴技術(shù)，以天然氣為原料，生產(chǎn)清潔燃料、高檔潤滑油基礎(chǔ)油和專用化工原料，為煉油工業(yè)的發(fā)展提供后勁,39,40,新世紀煉油廠的生產(chǎn)模式,1、清潔燃料型 燃料的清潔化 低硫氮、低烯烴、低芳香烴、符合未來的標準 生產(chǎn)清潔的油品調(diào)和組分 對部分調(diào)和組分進行改質(zhì)處理催化裂化汽油降烯烴、汽柴油的加氫精制等 生產(chǎn)過程的清潔化 降低生產(chǎn)過程的潛在危害更換強毒性、腐蝕性的催化劑碳四烷基化 減少污染物的排放催化裂化再生器，采用CO助燃劑、SOx轉(zhuǎn)移劑、降

15、低再生煙氣NOx助劑,40,41,商品汽油的調(diào)和組分,商品汽油,41,42,生產(chǎn)低硫清潔汽油的方案,生產(chǎn)低硫清潔汽油需要用到的幾個工藝過程： 催化重整、輕烴異構(gòu)化、烷基化、醚化、齊聚加氫、加氫精制等,理 想 調(diào) 和 組 分,42,43,商品柴油的調(diào)和組分,商品柴油,43,44,生產(chǎn)低硫清潔柴油的方案,生產(chǎn)低硫清潔柴油需要用到的幾個工藝過程： 加氫精制脫硫、脫芳、加氫裂化,44,45,清潔燃料型煉廠加工流程模式,45,46,新世紀煉油廠的生產(chǎn)模式,2、油化結(jié)合型（燃料化工型） 重油轉(zhuǎn)化為清潔燃料 多產(chǎn)化工原料，三烯、三苯 與現(xiàn)有乙烯廠和芳烴廠結(jié)合,46,47,常規(guī)獨立的煉廠與裂解裝置的示意流程,

16、47,48,煉油化工一體化模式,催化重整,BTX,餾分油加工與調(diào)和,航煤,柴油,BTX,常減壓 蒸餾,芳烴抽提,重整生成油,加氫精制,催化裂化,汽油加工與調(diào)和,汽油,凝析油 分餾,原油,凝析油,蒸汽 裂解,石腦油,催化裂化氣體,氫氣,裂解燃料油,C4抽余油,C8餾分,芳香基石腦油,芳香基石腦油,石蠟基石腦油,噴氣燃料,石蠟基石腦油,三烯,Atofina-BASF公司的Port Arthur 煉廠,48,49,石油化工聯(lián)合裝置的示意流程,49,50,三、新世紀煉油廠的生產(chǎn)模式,3、化工型 重質(zhì)原料轉(zhuǎn)化為化工原料 生產(chǎn)乙丙烯，聯(lián)產(chǎn)芳烴 輕烴、石腦油蒸汽裂解 VGO催化裂解 VGO加氫裂化蒸汽裂解 VR加氫處理催化裂解 VR焦化加氫蒸汽/催化裂解,50,51,原油,常減壓蒸餾,催化裂解,VGO,加氫處理,VR,加氫精制,BTX,柴油,燃料油,AGO,氣體 分離,丙烯,丁烯,加氫裂化,蒸汽裂解,乙烯,芳烴抽提,石腦油,柴油,石腦油+尾油+LPG,氣體,輕烴,裂解汽油,汽油,汽油,燃料氣,化工型煉廠的生產(chǎn)模式,減粘裂化,51,52,新世紀煉油廠的生產(chǎn)模式,4、氣電一體化模式,52,53,5種汽電一體化方案,減渣不加工，直接用作燃料油 減渣全部氣化 德國BASF公司 減渣