【明辉说油】原油加⼯的七种常⽤⼯艺流程
市场讯息:10⽉12⽇(周五),美国原油库存增长及IEA下调需求预期带来利空,但全球股市⼤幅回升提振市场信⼼,国际油价⼩幅反弹。
WTI 11⽉原油期货收涨0.37美元,涨幅0.52%,报71.34美元/桶。布伦特12⽉原油期货收涨0.17美元,涨幅0.21%,报80.43美元/桶。
12⽇,中国SC主⼒1812跌13.1元⾄570.4元/桶,近⽉1811涨6.9元⾄569.7元/桶。BDI指数收于1579,反弹64点。
从原油到⽯油产品的加⼯,基本途径⼀般为:
⼀、将原油先按不同产品的沸点要求,分割成不同的直馏馏分油,然后按照产品的质量标准要求,除去这些馏分油中的⾮理想组分;
⼆、通过化学反应转化,⽣成所需要的组分,进⽽得到⼀系列合格的⽯油产品。
⽬前,⽯油炼化常⽤的⼯艺流程为常减压蒸馏、催化裂化、延迟焦化、加氢裂化、溶剂脱沥青、加氢精制、催化重整。通过资料查询,做个简单介绍。
⼀、常减压蒸馏
1.原料:原油等。
2.产品:⽯脑油、粗柴油(⽡斯油)、渣油、沥青、减⼀线。
3.基本概念
常减压蒸馏是常压蒸馏和减压蒸馏的合称,基本属物理过程:原料油在蒸馏塔⾥按蒸发能⼒分成沸点范围不同的油品(称为馏分),这些油有的经调合、加添加剂后以产品形式出⼚,相当⼤的部分是后续加⼯装置的原料。
常减压蒸馏是炼油⼚⽯油加⼯的第⼀道⼯序,称为原油的⼀次加⼯,包括三个⼯序:a.原油的脱盐、脱⽔;b.常压蒸馏;c.减压蒸馏。
4.⽣产⼯艺
原油⼀般是带有盐份和⽔,能导致设备的腐蚀,因此原油在进⼊常减压之前⾸先进⾏脱盐脱⽔预处理,通常是加⼊破乳剂和⽔。
原油经过流量计、换热部分、沏馏塔形成两部分,⼀部分形成塔顶油,经过冷却器、流量计,最后进⼊罐区,这⼀部分是化⼯轻油(即所谓的⽯脑油);⼀部分形成塔底油,再经过换热部分,进⼊常压炉、常压塔,形成三部分,⼀部分柴油,⼀部分蜡油,⼀部分塔底油;剩余的塔底油在经过减压炉,减压塔,进⼀步加⼯,⽣成减⼀线、蜡油、渣油和沥青。
各⾃的收率:⽯脑油(轻汽油或化⼯轻油)占1%左右,柴油占20%左右,蜡油占30%左右,渣油和沥青约占42%左右,减⼀线约占5%左右。
常减压⼯序是不⽣产汽油产品的,其中蜡油和渣油进⼊催化裂化环节,⽣产汽油、柴油、煤油等成品油;⽯脑油直接出售由其他⼩企业⽣产溶剂油或者进⼊下⼀步的深加⼯,⼀般是催化重整⽣产溶剂油或提取萃类化合物;减⼀线可以直接进⾏调剂润滑油。手机没有红外线怎么遥控空调
5.⽣产设备
常减压装置是对原油进⾏⼀次加⼯的蒸馏装置,即将原油分馏成汽油、煤油、柴油、蜡油、渣油等组分的加⼯装置。原油蒸馏⼀般包括常压蒸馏和减压蒸馏两个部分。
油蒸馏⼀般包括常压蒸馏和减压蒸馏两个部分。
a.常压蒸馏塔
所谓原油的常压蒸馏,即为原油在常压(或稍⾼于常压)下进⾏的蒸馏,所⽤的蒸馏设备叫做原油常压精馏塔(或称常压塔)。
胡歌演的电视剧常压蒸馏剩下的重油组分分⼦量⼤、沸点⾼,且在⾼温下易分解,使馏出的产品变质并⽣产焦炭,破坏正常⽣产。因此,为了提取更多的轻质组分,往往通过降低蒸馏压⼒,使被蒸馏的原料油沸点范围降低。这⼀在减压下进⾏的蒸馏过程叫做减压蒸馏。
机械类专业就业前景b.减压蒸馏塔
减压蒸馏是在压⼒低于100KPa的负压状态下进⾏的蒸馏过程。减压蒸馏的核⼼设备是减压塔和它的抽真空系统。
减压塔的抽真空设备常⽤的是蒸汽喷射器(也称蒸汽吸射泵)或机械真空泵。其中机械真空泵只在⼀些⼲式减压蒸馏塔和⼩炼油⼚的减压塔中采⽤,⽽⼴泛应⽤的是蒸汽喷射器。
⼆、催化裂化
⼀般原油经过常减压蒸馏后可得到的汽油,煤油及柴油等轻质油品仅有10~40%,其余的是重质馏分油和残渣油。如果想得到更多轻质油品,就必须对重质馏分和残渣油进⾏⼆次加⼯。催化裂化是最常⽤的⽣产汽油、柴油⽣产⼯序,汽油柴油主要是通过该⼯艺⽣产出来。这也是⼀般⽯油炼化企业最重
要的⽣产的环节。
1.原料
渣油和蜡油70%左右,催化裂化⼀般是以减压馏分油和焦化蜡油为原料,但是随着原油⽇益加重以及对轻质油越来越⾼的需求,⼤部分⽯炼化企业开始在原料中搀加减压渣油,甚⾄直接以常压渣油作为原料进⾏炼制。
2.产品
汽油、柴油、油浆(重质馏分油)、液体丙烯、液化⽓;各⾃占⽐汽油占42%,柴油占21.5%,丙烯占5.8%,液化⽓占8%,油浆占12%。
3.基本概念
催化裂化是在有催化剂存在的条件下,将重质油(例如渣油)加⼯成轻质油(汽油、煤油、柴油)的主要⼯艺,是炼油过程主要的⼆次加⼯⼿段。属于化学加⼯过程。
4.⽣产⼯艺
常渣和腊油经过原料油缓冲罐进⼊提升管、沉降器、再⽣器形成油⽓,进⼊分馏塔。
⼀部分油⽓进⼊粗汽油塔、吸收塔、空压机进⼊凝缩油罐,经过再吸收塔、稳定塔、最后进⾏汽油精制,⽣产出汽油。
⼀部分油⽓经过分馏塔进⼊柴油汽提塔,然后进⾏柴油精制,⽣产出柴油。⼀部分油⽓经过分馏塔进⼊油浆循环,最后⽣产出油浆。
⼀部分油⽓经分馏塔进⼊液态烃缓冲罐,经过脱硫吸附罐、砂滤塔、⽔洗罐、脱硫醇抽提塔、预碱洗罐、胺液回收器、脱硫抽提塔、缓冲塔,最后进⼊液态烃罐,形成液化⽓。
⼀部分油⽓经过液态烃缓冲罐进⼊脱丙烷塔、回流塔、脱⼄烷塔、精丙稀塔、回流罐,最后进⼊丙稀区球罐,形成液体丙稀。液体丙稀再经过聚丙稀车间的进⼀步加⼯⽣产出聚丙稀。
5.⽣产设备
a.再⽣器
再⽣器的主要作⽤是烧去结焦催化剂上的焦炭以恢复催化剂的活性,同时也提供裂化所需的热量。再⽣器由壳体、旋风分离器、空⽓分布器、辅组燃烧室和取热器组成
b.提升管反应器
直管式:多⽤于⾼低并列式反再系统,特点是从沉降器底部直接插⼊,结构简单,压降⼩。
折叠式:多⽤于同轴式式反再系统。
c.沉降器
沉降器的作⽤是使来⾃提升管的反应油⽓和催化剂分离,油⽓经旋风分离器分出夹带催化剂后经集⽓室去分馏系统;由快速分离器出来的催化剂靠重⼒在沉降器中向下沉降,落⼊⽓体段。
d.三机
主风机:供给再⽣器烧焦⽤空⽓。
洛克王国雪影娃娃超进化⽓压机:⽤于给分馏系统来的富⽓升压,然后送往吸收稳定系统。
增压机:供给Ⅳ型反应再⽣装置密相提升管调节催化剂循环量。
e.三阀
单动滑阀:在Ⅳ型催化裂化装置中,正常操作时全开,紧急情况下关闭,切断两器联系,防⽌催化剂倒流;在提升管催化裂化装置中调节两器催化剂循环量。
双动滑阀:安装在再⽣器出⼝和放空烟囱之间,调节再⽣器的压⼒,保持两器压⼒平衡。
塞阀:在同轴式催化裂化装置中调节催化剂的循环量。
三、延迟焦化
焦炭化(简称焦化)是深度热裂化过程,也是处理渣油的⼿段之⼀。它⼜是唯⼀能⽣产⽯油焦的⼯艺过程,是任何其他过程所⽆法代替的。尤其是某些⾏业对优质⽯油焦的特殊需求,致使焦化过程在炼油⼯业中⼀直占据着重要地位。
1.原料
延迟焦化与催化裂化类似的脱碳⼯艺以改变⽯油的碳氢⽐,延迟焦化的原料可以是重油、渣油甚⾄是沥青,对原料的品质要求⽐较低。渣油主要的转化⼯艺是延迟焦化和加氢裂化。
2.产品
主要产品是蜡油、柴油、焦碳、粗汽油和部分⽓体,各⾃⽐重分别是:蜡油占23-33%,柴油22-29%,焦碳15-25%,粗汽油8-16%,⽓体7-10%,外甩油1-3%。
3.基本概念
焦化是以贫氢重质残油(如减压渣油、裂化渣油以及沥青等)为原料,在⾼温(400~500℃)下进⾏深度热裂化反应。通过裂解反应,使渣油的⼀部分转化为⽓体烃和轻质油品;由于缩合反应,使渣油的另⼀部分转化为焦炭。⼀⽅⾯由于原料重,含相当数量的芳烃,另⼀⽅⾯焦化的反应条件更加苛刻,因此缩合反应占很⼤⽐重,⽣成焦炭多。
4.⽣产⼯艺
延迟焦化装置的⽣产⼯艺分为焦化和除焦两部分,焦化为连续操作,除焦为间隙操作。由于⼯业装置⼀般设有两个或四个焦炭塔,所以整个⽣产过程仍为连续操作。
a.原油预热,焦化原料(减压渣油)先进⼊原料缓冲罐,再⽤泵送⼊加热炉对流段升温⾄340~350 ℃左右。
b.经预热后的原油进⼊分馏塔底,与焦炭塔产出的油⽓在分馏塔内(塔底温度不超过400℃)换热。
c.原料油和循环油⼀起从分馏塔底抽出,⽤热油泵打进加热炉辐射段,加热到焦化反应所需的温度(500 ℃左右),再通过四通阀由下部进⼊焦炭塔,进⾏焦化反应。
d.原料在焦炭塔内反应⽣成焦炭聚积在焦炭塔内,油⽓从焦炭塔顶出来进⼊分馏塔,与原料油换热后,经过分馏得到⽓体、汽油、柴油和蜡油。塔底循环油和原料⼀起再进⾏焦化反应。
5.⽣产设备
a.焦炭塔
焦炭塔是⽤厚锅炉钢板制成的空筒,是进⾏焦化反应的场所。
b.⽔⼒除焦设备
焦炭塔是轮换使⽤的,即当⼀个塔内焦炭聚结到⼀定⾼度时,通过四通阀将原料切换到另⼀个焦炭塔.聚结焦炭的焦炭塔先⽤蒸汽冷却,然后进⾏⽔⼒除焦。
c. ⽆焰燃烧炉
焦化加热炉是本装置的核⼼设备,其作⽤是将炉内迅速流动的渣油加热⾄500℃左右的⾼温。因此,要求炉内有较⾼的传热速率以保证在短时间内给油提供⾜够的热量,同时要求提供均匀的热场,防⽌局部过热引起炉管结焦。为此,延迟焦化通常采⽤⽆焰炉。
四、加氢裂化
重油轻质化基本原理是改变油品的相对分⼦质量和氢碳⽐,⽽改变相对分⼦质量和氢碳⽐往往是同时进⾏的。改变油品的氢碳⽐有两条途径,⼀是脱碳,⼆是加氢。
1.原料:重质油等
2.产品:轻质油(汽油、煤油、柴油或催化裂化、裂解制烯烃的原料)
3.基本概念
加氢裂化属于⽯油加⼯过程的加氢路线,是在催化剂存在下从外界补⼊氢⽓以提⾼油品的氢碳⽐。
加氢裂化实质上是加氢和催化裂化过程的有机结合,⼀⽅⾯能使重质油品通过裂化反应转化为汽油、煤油和柴油等轻质油品,另⼀⽅⾯⼜可防⽌像催化裂化那样⽣成⼤量焦炭,⽽且还可将原料中的硫、氯、氧化合物杂质通过加氢除去,使烯烃饱和。
4.⽣产流程
按反应器中催化剂所处的状态不同,可分为固定床、沸腾床和悬浮床等⼏种型式。
(1)固定床加氢裂化
固定床是指将颗粒状的催化剂放置在反应器内,形成静态催化剂床层。原料油和氢⽓经升温、升压达到反应条件后进⼊反应系统,先进⾏加氢精制以除去硫、氮、氧杂质和⼆烯烃,再进⾏加氢裂化反应。
反应产物经降温、分离、降压和分馏后,⽬的产品送出装置,分离出含氢较⾼(80%,90%)的⽓体,作为循环氢使⽤。
未转化油(称尾油)可以部分循环、全部循环或不循环⼀次通过。
(2)沸腾床加氢裂化
沸腾床(⼜称膨胀床)⼯艺是借助于流体流速带动具有⼀定颗粒度的催化剂运动,形成⽓、液、固三相床层,从⽽使氢⽓、原料油和催化剂充分接触⽽完成加氢反应过程。
沸腾床⼯艺可以处理⾦属含量和残炭值较⾼的原料(如减压渣油).并可使重油深度转化;但反应温度较⾼,⼀般在400~450℃范围内。
此种⼯艺⽐较复杂,国内尚未⼯业化。
(3)悬浮床(浆液床)加氢⼯艺
悬浮床⼯艺是为了适应⾮常劣质的原料⽽重新得到重视的⼀种加氢⼯艺。其原理与沸腾床相类似,其基本流程是以细粉状催化剂与原料预先混合,再与氢⽓⼀向进⼊反应器⾃下⽽上流动,催化剂悬浮于液相中,进⾏加氢裂化反应,催化剂随着反应产物⼀起从反应器顶部流出。
该装置能加⼯各种重质原油和普通原油渣油,但装置投资⼤。该⼯艺⽬前在国内尚属研究开发阶段。
5.⽣产设备
太阳膜品牌加氢⼯艺⽣产装置的主要设备是在⾼温、⾼压及有氢⽓和硫化氢存在的条件下运⾏的,故其设计、制造和材料的选⽤等要求都很⾼,对⽣产操作的控制也极严格。
⾼压加氢反应器是装置中的关键设备,⼯作条件苛刻,制造困难,价格昂贵。
根据介质是否直接接触⾦属器壁,分为冷壁反应器和热壁反应器两种结构。反应器由筒体和内部结构两部分组成。三八节放假半天规定
a.加氢反应器筒体
反应器筒体分为冷壁筒和热壁筒两种。
b.加氢反应器内件
加氢反应是在⾼温⾼压及有腐蚀介质(H2、H2S)的条件下操作,除了在材质上要注意防⽌氢腐蚀及其他介质的腐蚀以外,加氢反应器还应保证:反应物(油⽓和氢)在反应器中分布均匀,保证反应物与
催化剂有良好的接触;及时排除反应热,避免反应温度过⾼和催化剂过热.以保证最佳反应条件和延长催化剂寿命;在反应物均匀分布的前提下,反应器内部的压⼒降不致过⼤,以减少循环压缩机的负荷,节省能源。
为此,反应器内部需设置必要的内部构件,以达到⽓液均匀分布为主要⽬标。典型的反应器内构件包括:⼊⼝扩散器、⽓液分配盘、去垢篮筐、催化剂⽀持盘、急冷氢箱及再分配盘、出⼝集合器等。
五、溶剂脱沥青
溶剂脱沥青是⼀个劣质渣油的预处理过程。⽤萃取的⽅法,从原油蒸馏所得的减压渣油(有时也从常压渣油)中,除去胶质和沥青,以制取脱沥青油同时⽣产⽯油沥青的⼀种⽯油产品精制过程。
1.原料:减压渣油或者常压渣油等重质油
2.产品:脱沥青油等
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