石油化工生產技術專業(yè)認識講座2

大型煉油廠整體流程常減壓蒸餾聯合裝置催化裂化聯合裝置模型催化重整聯合裝置模型合成氨工段整體布置圖合成氨生產聯合裝置化工單元根底實訓室——實際操作拆卸組裝動手操作——數據記錄化工單元仿真操作實訓室主要內容1.石油化工概述2.石油化工產品3.石油煉制4.石油化工開展前景5.石油化工專業(yè)介紹1.石油化工概述我們用原油、油田氣、天然氣為原料，來生產有機化工原料、合成塑料、合成纖維、合成橡膠、合成氨及其它有機化工產品，這類工業(yè)部門，稱為石油化學工業(yè)。近幾十年中，石油化工開展極其迅速。石油化學工業(yè)簡稱石油化工，是化學工業(yè)的重要組成局部，在國民經濟的開展中有重要作用，是我國的支柱產業(yè)部門之一。石油化工指以石油和天然氣為原料，生產石油產品和石油化工產品的加工工業(yè)。石油產品又稱油品，主要包括各種燃料油〔汽油、煤油、柴油等〕和潤滑油以及液化石油氣、石油焦碳、石蠟、瀝青等。生產這些產品的加工過程常被稱為石油煉制，簡稱煉油。1.1、石油化學工業(yè)的含義

石油化工產品以煉油過程提供的原料油進一步化學加工獲得。生產石油化工產品的第一步是對原料油和氣〔如丙烷、汽油、柴油等〕進行裂解，生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯為代表的根本化工原料。第二步是以根本化工原料生產多種有機化工原料〔約200種〕及合成材料〔塑料、合成纖維、合成橡膠〕。這兩步產品的生產屬于石油化工的范圍。有機化工原料繼續(xù)加工可制得更多品種的化工產品，習慣上不屬于石油化工的范圍。1.2、石油化工的開展1.世界石油化工的開展石油化工的開展與石油煉制工業(yè)、以煤為根本原料生產化工產品和三大合成材料的開展有關?？煞譃槿缦聨讉€階段：〔1〕起源于19世紀20年代；〔2〕20世紀20年代汽車工業(yè)飛速開展，帶動了汽油生產,以生產汽油為目的熱裂化工藝開發(fā)成功。此時，開始以石油煉制副產品的氣體丙烯生產異丙醇，這被認為是第一個石油化工產品〔3〕40年代催化裂化工藝開發(fā)成功，加上其他加工工藝的開發(fā)，形成了現代石油煉制工藝。

2.我國石油化工的開展我國石油化工起始于50年代，70年代以后開展較快，建立了一系列大型石油化工廠及一批大型氮肥廠等，乙烯及三大合成材料有了較大增長。80年代，為適應原料價格波動，石油化工企業(yè)正在采取多種措施。90年代，我國石油化工開展更加迅速，97年乙烯產量已達358．6×104t，塑料產量是685．76×104t，合成纖維是428．46×104t合成橡膠是64．23×104t。２００３年以來，我國石油和化學工業(yè)進入新一輪快速開展階段，主要產品產量、現價工業(yè)總產值、工業(yè)增加值、銷售收入、利潤總額以及進出口貿易等主要經濟指標都連續(xù)大幅度增長，創(chuàng)下歷史最好水平。1.3石油化工在國民經濟中的作用1．石油化工是能源的主要供給者石油煉制生產的汽油、煤油、柴油、重油以及天然氣是當前主要能源的主要供給者。2.石油化工是材料工業(yè)的支柱之一金屬、無機非金屬材料和高分子合成材料，被稱為三大材料。都是以石化產品為原料的。3．石油化工促進了農業(yè)的開展氮肥、農藥的應用，農用塑料薄膜的推廣，使農業(yè)產量不斷提高！2.石油化工產品

以石油或石油氣為原料生產出的產品稱之為石油化工產品。一般采用各種物理或化學的方法，使石油按沸點分成不同的餾分，再經過精制除去含硫、氧、氮等非烴類雜質，最后經過調合制成不同的產品。由石油得到的主要產品大致上可以分成以下四類：1．液體燃料它是發(fā)動機的動力來源，大約占石油產品產量的90％以上。液體燃料根據用途又可分為內燃機燃料〔它包括用作飛機、汽車的汽油發(fā)動機燃料，用作載重汽車、內燃機車的柴油發(fā)動機燃料，以及噴氣發(fā)動機燃料〕、鍋爐燃料及燈用煤油。2.1．主要產品2．潤滑油及潤滑脂潤滑油及潤滑脂是原油蒸出汽油、煤油、柴油以后的重油。它們的產量不大，大約占石油產品產量的1．5％以下。3．其它產品主要是蠟、瀝青、油焦、凡士林及溶劑等，它們的產量也不多。4．石油化工產品包括塑料、合成纖維、合成橡膠、醫(yī)藥、農藥、化肥、染料、炸藥、洗滌劑、合成皮革等，是近年來開展很快的一類石油產品。(1)汽油是消耗量最大的品種。汽油的沸點范圍〔又稱餾程〕為30～205°C，密度為0.70～0.78克/厘米3，商品汽油按該油在汽缸中燃燒時抗爆震燃燒性能的優(yōu)劣區(qū)分，標記為辛烷值70、80、90或更高。號俞大，性能俞好，汽油主要用作汽車、摩托車、快艇、直升飛機、農林用飛機的燃料。商品汽油中添有添加劑〔如抗爆劑四乙基鉛〕以改善使用和儲存性能。受環(huán)保要求，今后將限制芳烴和鉛的含量。(4)柴油沸點范圍有180~370℃和350~410℃兩類。對石油及其加工產品，習慣上對沸點或沸點范圍低的稱為輕，相反成為重。故上述前者稱為輕柴油，后者稱為重柴油。廣泛用于大型車輛、船艦。由于高速柴油機〔汽車用〕比汽油機省油，柴油需求量增長速度大于汽油，一些小型汽車也改用柴油。對柴油質量要求是燃燒性能和流動性好。燃燒性能用十六烷值表示愈高愈好，大慶原油制成的柴油十六烷值可達68。高速柴油機用的輕柴油十六烷值為42~55，低速的在35以下。(5)燃料油用作鍋爐、輪船及工業(yè)爐的燃料。商品燃料油用粘度大小區(qū)分不同牌號。(6)石油溶劑用于香精、油脂、試劑、橡膠加工、涂料工業(yè)做溶劑，或清洗儀器、儀表、機械零件。(7)潤滑油從石油制得的潤滑油約占總潤滑劑產量的95%以上。除潤滑性能外，還具有冷卻、密封、防腐、絕緣、清洗、傳遞能量的作用。產量最大的是內燃機油〔占40%〕，其余為齒輪油、液壓油、汽輪機油、電器絕緣油、壓縮機油，合計占40%。商品潤滑油按粘度分級，負荷大，速度低的機械用高粘度油，否那么用低粘度油。煉油裝置生產的是采取各種精制工藝制成的根底油，再加多種添加劑，因此具有專用功能，附加產值高。(8)潤滑脂俗稱黃油，是潤滑劑加稠化劑制成的固體或半流體，用于不宜使用潤滑油的軸承、齒輪部位。(9)石蠟油包括石蠟〔占總消耗量的10%〕、地蠟、石油脂等。石蠟主要做包裝材料、化裝品原料及蠟制品，也可做為化工原料產脂肪酸〔肥皂原料〕。(10)石油瀝青主要供道路、建筑用。(11)石油焦用于冶金〔鋼、鋁〕、化工〔電石〕行業(yè)做電極。除上述石油產品外，各個煉油裝置還得到一些在常溫下是氣體的產物，總稱煉廠氣，可直接做燃料或加壓液化分出液化石油氣，可做原料或化工原料。各種油、煉廠氣都可按不同生產目的、生產工藝選用。常壓下的氣態(tài)原料主要制乙烯、丙烯、合成氨、氫氣、乙炔、碳黑。液態(tài)原料〔液化石油氣、輕汽油、輕柴油、重柴油〕經裂解可制成開展石油化工所需的絕大局部根底原料〔乙炔除外〕，是開展石油化工的根底。此外，煉油廠還是苯、甲苯、二甲苯等重要芳烴的提供者。2.2生產工藝1.石油煉制以石油為原料，采用物理別離和化學反響的方法，得到各種石油產品和化工原料的過程。常見石油煉制廠中的加工過程有：(1)常壓分餾，生產汽油、煤油、輕柴油、重柴油。(2)減壓分餾，以常壓蒸餾所得的重油〔塔底油〕為原料生產多種潤滑油，如錠子油、機器油、氣缸油，并在精制和處理過程中出產凡士林和石油蠟。(3)延遲焦化，使減壓渣油發(fā)生深度裂化反響，以生產焦化汽油、焦化柴油、石油焦，并經脫瀝青工序獲得瀝青?！?〕催化裂化，把常壓分餾的一局部重餾分和減壓渣油中的重餾分經化學裂化生產汽油、柴油等；從裂化氣中可別離出甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等煉廠氣，且可經“疊合〞使小分子烴變大，生產疊合汽油等?！?〕催化重整，使分餾出的汽油在鉑、錸等催化劑作用下發(fā)生異構化、脫氫、芳香化。2.裂解裂解就是以石油分餾產品為原料，采用比裂化更高的溫度，使具有長鏈分子的烴斷裂為各種短鏈氣態(tài)烴和少量液態(tài)烴的石油加工方法。石油裂解的過程中發(fā)生了復雜的化學變化。裂解是更深度的裂化。裂解產品中主要是乙烯等不飽和烴。因此常把乙烯的產量作為衡量石油化工開展水平的標志。

3.石油煉制3.1石油的組成與性質石油又稱原油，是從地下深處開采的棕黑色可燃粘稠液體。石油是古代海洋或湖泊中的生物經過漫長的演化形成的混合物，與煤一樣屬于化石燃料。石油是由多種元素組成的多種化合物的混合物。其中主要化合物是由碳〔83%~87%〕、氫〔11%~14%〕兩種元素構成的，其它還有少量的硫〔0.06%~0.8%〕、氧〔0.08%~1.82%〕、氮〔0.02%~1.7%〕以及微量的磷、釩、鉀、鎳、硅、鈣、鐵、鎂等元素。碳元素和氫元素結合所生成的有機化合物叫做碳氫化合物，化學上通常簡稱為“烴〞。石油中的烴類主要有三大類：一類是烷烴。它的分子式通式是CnH2n+2。在常溫常壓下，含1～4個碳原子的烷烴是氣體，含5～15個碳原子的是液體，含16個碳原子以上的為固體。二類是環(huán)烷烴。它的分子式通式是CnH2n。它的分子中的碳原子相互連接成環(huán)狀結構，化學性質和烷烴相似。通常情況下，石油成分中的主要局部是環(huán)烷烴。三類是芳香烴。它的分子式通式是CnH2n-6。芳香烴包括苯、甲苯、二甲苯等。它在石油中含量一般較少。在有機化合物中由于普遍存在著同分異構現象，因此，石油中的烷烴、環(huán)烷烴及芳香烴有數百種之多。有些石油中還含有烯烴等少量不飽和碳氫化合物。石油的性質因產地而異，但由碳和氫化合形成的烴類構成石油的主要組成局部，約占95%~99%，含硫、氧、氮的化合物對石油產品有害，應盡量除去。不同產地的石油中，各種烴類的結構和所占比例相差很大，但主要屬于烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴三類。我國主要原油的特點是含蠟較多，硫含量低，鎳、氮含量中等，釩含量極少。組成不同類的石油，加工方法有差異，產品的性能也不同，應當物盡其用。大慶原油的主要特點是含蠟量高，凝點高，硫含量低，屬低硫石蠟基原油。3.２主要煉油工藝簡介

從油田里開采出來沒有經過加工處理的石油叫原油。原油成分很復雜，還含有水和氯化鈣、氯化鎂等鹽類。含水多，在煉制時要浪費燃料，含鹽多會腐蝕設備。所以，原油要先經過脫水、脫鹽等處理過程，才能進行煉制。石油的煉制一般包括石油的分餾、石油的裂化和石油的催化重整。3.1常壓蒸餾和減壓蒸餾常壓蒸餾和減壓蒸餾習慣上合稱常減壓蒸餾，常減壓蒸餾根本屬物理過程。原料油在蒸餾塔里按蒸發(fā)能力分成沸點范圍不同的油品〔稱為餾分〕，這些油有的經調合、加添加劑后以產品形式出廠，相當大的局部是后續(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。包括三個工序：原油的脫鹽、脫水；常壓蒸餾；減壓蒸餾。(1)原油的脫鹽、脫水又稱預處理，原油預處理。從油田送往煉油廠的原油往往含鹽〔主要是氯化物〕、帶水〔溶于油或呈乳化狀態(tài)〕，可導致設備的腐蝕，在設備內壁結垢和影響成品油的組成，需在加工前脫除。即應用電化學別離或加熱沉降方法脫除原油所含水、鹽和固體雜質的過程。加破乳劑和水，使油中的水集聚，并從油中分出，而鹽份溶于水中，再加以高壓電場配合，使形成的較大水滴順利除去。主要目的是防止鹽類〔鈉、鈣、鎂的氯化物〕離解產生氯化氫而腐蝕設備和鹽垢在管式爐爐管內沉積。(2)常壓蒸餾石油是由相對分子質量不同、沸點不同的烴組成的粘稠狀混和物，它沒有固定的沸點。利用石油各成分的沸點不同，通過加熱，將它們別離開來的方法，就叫石油的分餾。分餾出來的各種成分叫做餾分。常壓分餾也稱常壓蒸餾；在接近常壓下蒸餾出汽油、煤油〔或噴氣燃料〕、柴油等餾分，塔底剩余為常壓渣油〔即重油〕?！?〕減壓蒸餾以常壓蒸餾所得的重油〔塔底油〕為原料生產多種潤滑油，如錠子油、機器油、氣缸油，并在精制和處理過程中出產凡士林和石油蠟。2)催化裂化直接從石油中分餾出汽油，產量不高，僅占石油總質量的25%左右。為了提高汽油的產量，而采用裂化的方法將分子量大、沸點高的烴斷裂成分子量小，沸點低的烴。為了克服熱裂化的溫度過高會結焦以及產量不高的缺點，在使用催化劑的情況下，進行的裂化叫做催化裂化。

催化裂化工藝流程催化裂化工藝現場圖石油重質餾分經過催化裂化可得質量比較高的汽油。假設將石油分餾產品采用更高的溫度〔＞700℃〕進行深度裂化，可使烴分子中的碳鏈斷裂成各種氣態(tài)烴〔如乙烯、丙烯、丁二烯、甲烷、乙烷等〕和少量液態(tài)烴，這種深度裂化稱為裂解?！傲鸦暫汀傲呀猕曤m屬同一種反響，但在石油工業(yè)中具有不同的意義。裂化是為了提高汽油的產量和質量，副產品是裂化氣。裂解是將裂解氣進行別離得到各種低級烯烴；成為合成纖維、合成塑料、合成橡膠的原料，副產品是液態(tài)烴。3)催化重整催化重整〔簡稱重整〕是在催化劑和氫氣存在下，將常壓蒸餾所得的輕汽油轉化成含芳烴較高的重整汽油的過程。如果以80~180℃餾分為原料，產品為高辛烷值汽油；如果以60~165℃餾分為原料油，產品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳烴，重整過程副產氫氣，可作為煉油廠加氫操作的氫源。重整的反響條件是：反響溫度為490~525℃，反響壓力為1~2兆帕。重整的工藝過程可分為原料預處理和重整兩局部4)加氫裂化

是在高壓、氫氣存在下進行，需要催化劑，把重質原料轉化成汽油、煤油、柴油和潤滑油。加氫裂化由于有氫存在，原料轉化的焦炭少，可除去有害的含硫、氮、氧的化合物，操作靈活，可按產品需求調整。產品收率較高，而且質量好。5)延遲焦化它是在較長反響時間下，使原料深度裂化，以生產固體石油焦炭為主要目的，同時獲得氣體和液體產物。延遲焦化用的原料主要是高沸點的渣油。延遲焦化的主要操作條件是：原料加熱后溫度約500℃，焦炭塔在稍許正壓下操作。改變原料和操作條件可以調整汽油、柴油、裂化原料油、焦炭的比例。6)煉廠氣加工原油一次加工和二次加工的各生產裝置都有氣體產出，總稱為煉廠氣，就組成而言，主要有氫、甲烷、由2個碳原子組成的乙烷和乙烯、由3個碳原子組成的丙烷和丙烯、由4個碳原子組成的丁烷和丁烯等。它們的主要用途是作為生產汽油的原料和石油化工原料以及生產氫氣和氨。7)石油產品精制前述各裝置生產的油品一般還不能直接作為商品，為滿足商品要求，除需進行調合、添加添加劑外，往往還需要進一步精制，除去雜質，改善性能以滿足實際要求。常見的雜質有含硫、氮、氧的化合物，以及混在油中的蠟和膠質等不理想成分。它們可使油品有臭味，色澤深，腐蝕機械設備，不易保存。除去雜質常用的方法有酸堿精制、脫臭、加氫、溶劑精制、白土精制、脫蠟等。4.近代的開展方向3．重視環(huán)境保護，開發(fā)無公害工藝污染控制和環(huán)境保護是近來世界各國十分關注和致力解決的重大問題之一。石油化學工業(yè)在生產中不斷排放出有毒的廢氣、廢水及廢渣，這是一種巨大的污染源。國外現在采取了一系列措施：如制定某些污染限制法，對違犯限制法的企業(yè)實行監(jiān)視、罰款以至勒令停產等。與此同時，增加鏟除三廢的研究費用，開發(fā)無公害工藝的研究，現在有不少產品的生產已采用全新的工藝來代替?zhèn)鹘y的污染十分嚴重的方法。5.石油化工專業(yè)石油化工專業(yè)是伴隨著中國的石油化工的開展同時產生的化工學習專業(yè)課程，目的是培養(yǎng)適應社會主義現代化建設需要，認同石油化工企業(yè)文化，具有良好的綜合素質、較強的專業(yè)技能、較寬的開展空間，能從事石油化工生產一線，效勞于石油化工總控操作、石油化工工藝操作、油品分析檢驗和石油化工設備儀表的維護保養(yǎng)等崗位群的高素質技能型專門人才。課程體系職業(yè)基礎課程思想政治理論、高等數學、英語、體育、計算機基礎、就業(yè)指導、軍事訓練等專業(yè)學習課程四大化學、化工識圖及制圖、化工單元操作技術、化工設備操作及維護、化工儀表及自動化、石油煉制工藝、儀器分析、化學工藝等素質拓展課程人文選修課程、素質拓展訓練、專業(yè)選修課程等專業(yè)基礎課模塊無機化學機械制圖石油化工生產技術專業(yè)必需的化學基本知識，是后期學習的基礎。有機化學物理化學分析化學分析檢驗技術知識。是培養(yǎng)學生處理實驗數據、分析、選擇合適的分析方法的能力。培養(yǎng)學生正確閱讀、繪制零件圖和安裝的能力。獲得初級技能圖4專業(yè)基礎課模塊分析圖專業(yè)技術課模塊化工單元操作技術化工設備操作及維護化工儀表及自動化石油化工煉制工藝離心泵的操作、使用、維護及故障