炼油、石化行业及其工程的简介.

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1、炼油、石化行业及其工程的简介 黄夑源讲稿二 一石油化工和炼油 石油化工：就是用原油或原油炼制后的产品、天然气 作为原料，采取不同工艺，生产燃料型油品、润滑油产 品、化工原料、化工中间体和化工产品的工业，叫做石 油化工（简称：石化）。，它是化学工业（化工）的一 个重要组成部分。 其它如：无机化工（三酸三碱）、有机化工、煤化 工、盐化工、医药化工、生物化工等，也都属于化工。 化工所涉及的面、专业很广，因本人经历和知识 面的局限，对无机化工、盐化工、医药化工、生物化工 等了解甚少，是外行。即使炼油和石化方面和大家的交 流，也只能是局部和肤浅的。 石化又可划分为很多生产行业，如炼油、石化原料、 化肥、

2、合成橡胶及橡胶助剂、合成材料、精细化工、农 药、塑料等。 炼油：就是用原油或中间产品，主要生产油品(汽 油、煤油、柴油、石脑油)、润滑油等产品的工业叫炼油 工业。 现在一般也有将石化分为燃料型和化工型： 燃料型：以生产汽、煤、柴油等燃料油为主，以生产石化、化 工原料为辅。 化工型：以生产石化、化工原料为主（如三烯：乙烯、丙烯、 丁二烯；三苯：苯、甲苯、二甲苯），以生产汽、煤、柴油等燃料 为辅。 由于市场竞争，以及更好的综合利用能源、节能环保，无论是 燃料型或是化工型，最终都是要向综合型方向拓展。 由于我国贫油，多煤，近二十年来，我国的煤化工有了很 大的发展。 煤制油（神华），直接液化、间接液化

3、； 煤制甲醇（西北、内蒙），制合成氨、化肥，制合成天然气， 制甲烷、制低碳烯烃； 这些煤化工的大部分装置、车间（除了原煤储运、制备以外） 的工艺特点、条件都可以讲是属于石化项目的范畴（易燃易爆、高 温高压）。 关于医药化工，像原药或医药中间体， 它应属于化工项目范畴（有各种塔、釜、换热 器、容器、机泵，用管道连接，生产过程中的 介质是液体、气体等），但由于它的行业特点 ，其规模较小、压力温度相对较低；但材质、 洁净度、环境要求较高。 一般讲，像无机、盐化工、医药化工、生物化 工等工程项目，其规模、压力、温度，易燃易 爆的程度总体讲比石化项目要低。 二、石化常见的典型的生产行业的概况： 1. 炼

4、油（燃料型）： 原料：天然气、原油或原油炼制后的中间产品凝析油、化工轻 油（石脑油、宽馏份汽油组分、烷基苯料、各类溶剂油等）、重油、渣油 等。 产品：汽油、煤油、柴油、燃料油、石油沥青、石油焦、液化石 油气、化工轻油、润滑油等。 它的生产装置和设施主要分四大部分： a. 一次加工（原油蒸馏）：原油预处理（电脱盐脱水）、常压蒸 馏、减压蒸馏（有的常减压合在一起）。 利用原油/原料加热气化后，不同组分不同的沸点，分离出汽、 煤、柴油等。 减压蒸馏也称真空蒸馏，把在常压下难于蒸馏的常压重 油在抽真空的条件下降低其沸点进行蒸馏，可以把沸点高达500以 上的馏分拔出来。 总的讲，一次加工，基本上属于物理

5、过程。 b. 二次加工（深加工）：催化裂化装置(包括重油催化、渣油 催化)、加氢裂化、延迟焦化、催化重整（连续重整、芳烃抽提 ）、氧化沥青等。 目的： 提高轻质油的产量。 也有为下游合成纤维作原料的，如：生产PX，他是将常减 压和加氢裂化装置的生产作少许变化，生产石脑油，作为连续重整 的原料，进而生产重整汽油，重整汽油作为PX装置（对二甲苯） 的原料。 二次加工，有的是利用催化剂作为触媒，在一定条件下，进行 裂解、异构化、氢转移等反应，使重质油变成轻质油，并提高其汽 油的辛烷值（如：催化裂化、加氢裂化、连续重整等）； 有的是通过氧化或高温，改变原料的组分（如：氧化沥青、延 迟焦化）； c油品精

6、制和提高质量、环保的有关工艺装置：它主 要是为了进一步提高产品质量，使产品达到有关标准；或 者为保证环保、节能综合利用而设置的工艺装置。 如：加氢精制（汽油加氢、柴油加氢）、气体分馏、 MTBE、脱硫醇、硫回收等装置。 汽油加氢、柴油加氢是在催化剂、氢气存在，并在一 定温度压力下，脱除原料油品中的硫、氮、氧和金属杂质 ，并使烯烃饱和，获得精制汽油、柴油。 又如：脱硫醇。它是为了脱除直馏汽油、煤油、溶剂 油、轻柴油中的硫丶硫醇、氮、氧等杂质，一般采用预碱 洗，然后在反应器中（内有某种活性炭）进行氧化反应， 得到脱硫醇汽油等。 d. 第四大部分，为上述三大部分正常生产而提供水、电、蒸汽、 风、氢气

7、及原料、产成品储运；自控；消防等的公用配套设施。如：供水 厂/站；循环水厂；污水处理厂/站；高、低压变配电所/间；汽电联产的动 力站/发电厂；空压站；空分装置、制氢装置；全厂中心控制室；原料罐 区、中间原料罐区、成品罐区/库区、装卸车站/台；输送带/栈桥、消防站 ；检维修车间、全厂给排水、工艺热力管网、火炬等。 燃料型的石化装置或设施（炼油），一般都是按照它主要的生产工 艺来命名的，如：常压装置、催化裂化装置、汽油加氢装置、连续重整装 置、硫磺回收装置等，少数按照装置的主要产品来命名。 总体讲，二次加工装置的工艺技术、操作条件较复杂，施工技术难 度、技术含量也相对要大。 就一次加工装置而言，由

8、于现在的单套规模越来越大，（150万吨 8001000万吨），另外原料中硫、重金属等的含量也越来越高，其设 备、管道的材质档次也不断提高，因此，其现场施工的工作量很大，其施 工技术难度、技术含量也不能小视（150万吨和800万吨不是一个档次的 ）。 2石化（化工型）：上面讲到的以生产石化、化工原料为主（如三烯：乙烯、丙烯、丁二烯； 三苯：苯、甲苯、二甲苯），即我们常说的“乙烯”，扬子乙烯、齐鲁乙烯、抚顺乙烯等。 原料：石脑油、炼厂气、加氢裂化尾油；油田的天然气(湿性天然气)加工后的天然 气凝析液/油（LPG、NGL）， 目前，还有用甲醇来制取低碳烯烃（乙烯、丙烯等）；有用液化石油气制丙烯、丁二

9、 烯、异丁烯的。 产品：“乙烯、丙烯、丁二烯”三烯是基本化工原料，通过它们可以生产许多化工 产品。 2.1乙烯： * 聚合聚乙烯塑料制品； * 氧化环氧乙烷乙二醇（化纤、炸药、增塑剂）； 二乙二醇、二乙醇胺等（溶剂、香料等）； 乙酸乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等（溶剂、香料、医药等）； * 齐聚高碳醇（洗涤剂、增塑剂、医药）； * 氯化氯乙烯（塑料制品）； * 烃化乙苯（医药中间体） 苯乙烯 聚苯乙烯、丁苯橡胶、各类树脂； * 水合乙醇； * 共聚乙丙橡胶等。 由于乙烯为无色、无臭、易燃、易爆的气体，它的沸点： 104 度，与空气混合是的爆炸极限为2.5%34%，因此，凡涉及乙烯的装 置、工程

10、项目，都有一些特殊的技术要求，如：密封要求高，乙烯装置的 裂解炉、急冷锅炉等施工的技术含量、难度都很大；还有低温输送、储存 涉及低温钢等。 2.2丙烯： * 聚合聚丙烯（塑料制品）； * 共聚（与上面的乙烯）乙丙橡胶； * 环氧丙烷（溶剂、表面活性剂、聚醚）； 丙二醇（不饱和聚酯树脂、化妆品、防冻剂等）； * 氧化丙烯酸甲基丙烯酸（有机玻璃、溶剂、涂料）； * 丙烯氰（綪纶、丁綪橡胶、ABS树酯）； * 异丙醇（溶剂、涂料、医药等）； 2.3 丁二烯： 主要制备橡胶（氯丁、顺丁、丁苯橡胶）；及ABS树脂等。 2.4苯： 通过烃化/加氢/硝化/氧化/氯化可以制备各类化工产品，如：烷 基苯、顺酐、

11、苯酚等（合成洗涤剂、增塑剂、染料、各类树脂、溶 剂、农药等） 2.5甲苯： 甲苯是生产染料、炸药、有机颜料、甲酚、漂白剂等化工产品 的重要原料。我们常讲的：PX、PTA，就是对二甲苯和对苯二甲 酸，它是制涤纶的原料。 2.6二甲苯： 甲苯通过分离可得到对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯。邻二甲 苯可制苯酐，进而制增塑剂（DOP）；间二甲苯可制各类树脂、涂 料、耐高温材料等。 这些化工型装置或设施，基本上都是按照它的最终的主要产品 的名称来命名的，如：聚乙烯、聚丙烯、环氧乙烷、苯酐、DOP、 丁苯橡胶等。 2.7 乙烯装置的主要生产工艺： 由于自然界没有烯烃存在，因此，烯烃的获得主要采用石油烃高温 裂

12、解生产烯烃的技术。我们常说的乙烯装置，主要包括管式炉裂解（裂解 炉）和深冷分离。 裂解炉得到的裂解产物（裂解气）是含有甲烷、乙烷、乙烯、丙 烷、丙烯、氢和混台碳四、碳五、裂解汽油等混合物，还含有少量杂质， 必须对其进行分离精制才能得到合格的乙烯、丙烯和其他产品。 目前，裂解气分离方法主要采用深冷分离法。它是利用裂解气中各 组分沸点相差较大，相对挥发度不同，在不同温度下用精馏方法进行分 离。有在常温下的、有在3040的、有在90100等。 混台碳四、碳五要经丁二烯抽提才能得到丁二烯； 裂解汽油须经汽油加氢和芳烃抽提才能得到苯、甲苯和二甲苯。 这里还有一个要注意的，同样一个装置名称，如果它采用不同

13、的 生产工艺技术、生产流程（不同的技术/专利），它们的设备、材料、控 制水平等会有很大的区别，相应的工程特点、施工难点、施工方法等也会 有很大区别。 三、石化及炼油行业及其工程的特点： 第一， 生产规模的大型化； 由于生产规模的大型化，相应的设备、管道等就必然大型化， 其配套的电气、自控仪表的量级也大，也带来配件、阀门、电气、 自控仪表等的配置大、现场工作量大。 第二，工艺过程复杂、生产连续化、自动化程度较高； 第三，高温高压或深冷、易燃易爆、不同程度的有毒有害： 它所使用的设备（动、静设备、电气、仪表等）、以及材料、 材质具有复杂，等级高的特点。 所以，石化/炼油工程，从设计到设备制造、到材

14、料配件、到 施工、到投料试车，对质量控制要求都十分严格，都要求严格遵循 有关的规范标准，按照一定的管理程序和标准来组织实施。 第四，在工程建设、项目管理上有不少地方有别于其它一些行 业（如工业、民用建筑工程、市政公用工程、水利水电工程、电力 工程、铁路工程、公路工程、一般的大型机电安装工程等）。 四石化/炼油工程的主要硬件结构 1按照它的使用状态，可分为动设备和静设备两大类： 动设备（机械设备），像各类泵、压缩机、送/引风机等； 静设备（工艺设备），像塔、反应器/釜、再生器、冷凝器、 换热器、空冷器、加热炉、加热/聚合/搅拌釜、重沸器、容器、储 罐等等，也叫“非标设备”； 泵： 按泵体材质：铸

15、铁、铸钢、合金、不锈钢、塑料等； 按其构造和工作原理：主要有离心、漩涡、往复、计量、螺杆、齿 轮泵等； 压缩机：按结构：主要可分为：往复式、离心式和螺杆式 ； 按它的作用：有空气压缩机、石油气压缩机、氧气压缩机、新 氢压缩机、循环氢压缩机、氨压缩机等。 送/引风机、鼓风机：和我们市政公用工程、工业民用建筑 工程等其它的行业的基本一样， 塔：根据它的内件结构，分为两大类：填料塔和板式塔 反应器：绝大部分反应器都是高温、高压，（材质、 制造工艺要求较高），反应器基本上都是制造商整体交货， 其重量从几十吨到数百吨。也有的反应器需现场组装（如： 催化裂化反应器），里面构件较复杂。 容器：一般讲，容积1

16、00 m3，称为容器，100 m3 的称储罐，分为简单和复杂容器两种。 冷换设备（是换热器、冷凝器、冷却器的统称）： a.管壳式：主要又分： 固定管板式、 浮头式； b水浸式冷却器； c管式换热器； d板式换热器； e空气冷却器（空冷器）； 炉子：石化/化工工程常见的有：园筒炉、立式炉、箱 式炉、裂解炉、气化炉、废热锅炉、焚烧炉等：（除大型蒸 汽锅炉）；煤气化炉，主要用在煤化工，煤气化炉对安装及 炉砌筑要求较高。 2储罐（拱顶罐、内外浮顶罐、气柜、球形罐、料仓等）； 一般讲：化工用的罐较小，一般3000立（因品种多）， 石化、炼油的罐较大，5000立10万（原油）。 储罐，所采用的材质也很多，有碳钢、低合金钢、铝镁合金、低温钢（A333）、不锈钢等。 3管道（工艺管道、热力管道、给排水管道的统称）： 管道制作安装在石化、化工工程建设中占有很重要的地位，它占得工作量比重较大，对一个项目（特别 是装置）的工期、质