1. 從原油到化學品七大煉化工藝全解
從原油到石油的基本途徑一般為:①將原油先按不同產品的沸點要求,分割成不同的直餾餾分油,然後按照產品的質量標准要求,除去這些餾分油中的非理想組分;②通過化學反應轉化,生成所需要的組分,進而得到一系列合格的石油產品。石油煉化常用的工藝流程為常減壓蒸餾、催化裂化、延遲焦化、加氫裂化、溶劑脫瀝青、加氫精製、催化重整。
一、常減壓蒸餾
1.原料:原油等。
2.產品:石腦油、粗柴油(瓦斯油)、渣油、瀝青、減一線。
3.基本概念:常減壓蒸餾是原油的一次加工,包括三個工序:a.原油的脫鹽、脫水;b.常壓蒸餾;c.減壓蒸餾。
4.生產工藝:原油經過脫鹽、脫水預處理後,進行常壓蒸餾和減壓蒸餾,得到不同沸點范圍的油品。常減壓蒸餾主要得到石腦油、粗柴油、渣油和瀝青,減一線為減壓餾分油。
二、催化裂化
1.原料:渣油和蠟油70%左右,催化裂化一般以減壓餾分油和焦化蠟油為原料。
2.產品:汽油、柴油、油漿(重質餾分油)、液體丙烯、液化氣;各自佔比汽油佔42%,柴油佔21.5%,丙烯佔5.8%,液化氣佔8%,油漿佔12%。
3.基本概念:催化裂化是將重質油通過裂化反應轉化為輕質油品的過程,通過加氫除去雜質,防止生成焦炭,同時提高烯烴的飽和度。
4.生產工藝:原料油經加熱爐加熱後,進入分餾塔進行分離,部分油氣進入粗汽油塔、吸收塔、空壓機進入凝縮油罐,經再吸收塔、穩定塔處理後得到汽油。部分油氣經分餾塔進入柴油汽提塔,精製後得到柴油。部分油氣經分餾塔進入油漿循環,生產油漿。部分油氣經液態烴緩沖罐進入脫丙烷塔、迴流塔、脫乙烷塔、精丙稀塔、迴流罐,最後進入丙稀區球罐,生產液體丙稀。
三、延遲焦化
1.原料:延遲焦化以重油、渣油甚至是瀝青為原料。
2.產品:蠟油、柴油、焦碳、粗汽油和部分氣體,各自比重分別是:蠟油佔23-33%,柴油22-29%,焦碳15-25%,粗汽油山型碼8-16%,氣體7-10%,外甩油1-3%。
3.基本概念:延遲焦化是將重質油在高溫下進行深度熱裂化反應,生成輕質油品和焦炭的過程,是處理渣油的重要手段。
4.生產工藝:延遲焦化裝置的生產工藝分為焦化和除焦兩部分,焦化為連續操作,除焦為間歇操作。原料油經預熱、分餾後,與焦炭塔產出的油氣在分餾塔內換熱。原料油和循環油一起抽送入加熱爐輻射段升溫,加熱至焦化反應所需的溫度後,進入焦炭塔進行反應。原料在焦炭塔內反應生成焦炭聚積在焦炭塔內,油氣從焦炭塔頂出來進入分餾塔,與原料油換熱後,經分餾得到氣體、汽油、柴油和蠟油。塔底循環油和原料一起再進行焦化反應。
四、加氫裂化
1.原料:重油等。
2.產品:輕質油(汽油、煤油、柴油或催化裂化、裂解制烯烴的原料)。
3.基本概念:加氫裂化是通過加氫和催化裂化過程的有機結合,將重質油品轉化為輕質油品,同時除去雜質,提高油品的質量和收率。
4.生產流程:加氫裂化按反應器中催化劑所處的狀態不同,可分為固定床、沸騰床和懸浮床等幾種型式。
五、溶劑脫瀝青
1.原料:減壓渣油或者常壓渣油等重質油。
2.產品:脫瀝青油等。
3.基本概念:溶劑脫瀝青是利用丙烷、丁烷等烴類作為溶劑進行萃取,將重質油轉化為脫瀝青油的過程,脫瀝青油可做重質潤滑油原料或裂化原料,萃余物脫油瀝青可做道路瀝青或其他用途。
4.生產流程:包括萃取和溶劑回收。萃取部分一般採取一段萃取流程,也可採取二段萃取流程。瀝青與重脫瀝青油溶液中含丙烷少,採用一次蒸發及汽提回收丙烷,輕脫瀝青油溶液中含丙烷較多,採用多效蒸發及汽提或臨界回收及汽提回收丙烷,以減少能耗。
六、加氫精製
1.精製原料:含硫、氧、氮等有害雜質較多的汽油、柴油、煤油、潤滑油、石油蠟等。
2.精製產品:精製改質後的汽油、柴油、煤油、潤滑油、石油蠟等產品。
3.基本概念:加氫精製工藝是各種油品在氫壓力下進行催化改質的一個統稱,通過精製來改善油品的使用性能。
4.生產流程:加氫精製的工藝流程一般包括反應系統、生成油換熱、冷卻、分離系統和循環氫系統三部分。
七、催化重整
1.主要原料:石腦油(輕汽油、化工輕油、穩定輕油)。
2.主要產品:高辛烷值的汽油、苯、甲苯、二甲苯等產品,還有大量副產品氫氣。
3.基本概念:催化重整是將烴類分子重新排列成新的分子結構的過程,通過脫氫環化、加氫裂化和異構化等反應,以生產C6~C9芳烴產品或高辛烷值汽油為主要目的。
4.生產流程:根據催化重整的基本原理,一套完整的重整工業裝置大都包括原料預處理和催化重整兩部分。以生產芳烴為目的的重整裝置還包括芳烴抽提和芳烴精餾兩部分。原料預處理將原料切割成適合重整要求的餾程范圍和脫去對催化劑有害的雜質。預處理包括預脫砷、預分餾、預加氫三部分。催化重整是將預處理後的精製油採用多金屬(鉑錸、鉑銥、鉑錫)催化劑在一定的溫度、壓力條件下,將原料油分子進行重新排列,產生環烷脫氫、芳構化、異構化等主要反應,以增產芳烴或提高汽油辛烷值為目的。工業重整裝置廣泛採用的反應系統流程可分為兩大類:固定床反應器半再生式工藝流程和移動床反應器連續再生式工藝流程。
2. 常減壓蒸餾原理
常減壓蒸餾原理是通過精餾過程,在常壓和減壓的條件下,根據各組分相對揮發度的不同,在塔盤上汽液兩相進行逆向接觸、傳質傳熱,經過多次汽化和多次冷凝,將原油中的汽、煤、柴餾分切割出來,生產合格的汽油、煤油、柴油及蠟油及渣油等。
原油分餾塔的原理與一般精餾塔相同,但由於石油及其產品的組成比較復雜,其產品只是符合一定要求沸程的餾分,因此它又有不同的特點。
一般精餾塔要求有較高的分離精度,在塔頂和塔底出很純的產品,一般只能得到兩個產品。原油通過常壓蒸餾要切割成汽油、煤油、輕柴油、重柴油和重油等四五種產品。
按照一般的多元精餾方法,需要有N-1個精餾塔才能把原料分割成N個產品。當要分成五種產品時就需要四個精餾塔串聯或採用其它方式排列。
但是在石油精餾中,各種產品本身也還是一種復雜混合物,它們之間的分離精確度並不要求很高,兩種產品之間需要的塔板數並不高,因此,可以把這幾個塔結合成一個塔。
(2)常減壓蒸餾發展方向擴展閱讀
原油減壓蒸餾油品在加熱條件下容易受熱分解而使油品顏色變深、膠質增加。在常壓蒸餾時,為保證產品質量,爐出口溫度一般不高於370 ℃,通過常壓蒸餾可以把原油中350 ℃以前的汽油、煤油、輕柴油等產品分餾出來。
350 ℃~500 ℃的餾分在常壓下則難以蒸出,而這部分餾分油是生產潤滑油和催化裂化原料油的主要原料。根據油品沸點隨系統壓力降低而降低的原理,可以採用降低蒸餾塔壓力(2.67~8.0KPa)的方法進行蒸餾。
減壓蒸餾塔與常壓蒸餾塔相同,關鍵是採用了抽真空設施,使塔內壓力降到幾十毫米、甚至小於10mmHg。減壓蒸餾根據任務不同,分為兩種類型:燃料型減壓塔和潤滑油型減壓塔。
1、燃料型減壓塔主要是生產二次加工原料,對分餾精度要求不高,在控制產品質量的前提下希望盡可能提高拔出率。
2、潤滑油型減壓塔以生產潤滑油為主,要求得到顏色淺、殘炭值低、鎦程較窄、安定性好的減壓餾分油,不僅應有較高的拔出率,還應具有較高的分餾精度。與常壓蒸餾塔相比,減壓蒸餾塔具有高真空、低壓降、塔徑大、板數少的特點 。