石油炼制过程(ppt)

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1、石油炼制过程默芮达知识与您分享 主要内容 原油组成 石油馏分 常减压蒸馏装置与设备 催化裂化装置 延迟焦化 加氢技术 脱硫装置默芮达知识与您分享 原油组成 石油（Petroleum）或称原油（Crude Oil）是一种从地下 深处开采出来的黄色、褐色乃至黑色的可燃性粘稠液体， 它常与天然气并存，有“黑色金子”之称。 主要是由远古海洋或湖泊中的生物在低层中经过漫长的地 球化学演化而形成的烃类和非烃类的复杂混合物。 常规原油的相对密度在0.800.95之间。 而我国原油的相对密度大多在0.850.95之间，属偏重的 常规原油。 重质原油的相对密度均在0.93以上，有的还大于1.0。默芮达知识与您分

2、享石油中烃类的类型及分布规律 （C、H元素） 石油中的烃类主要有烷烃、环烷烃和芳烃 原油中一般不含烯烃，炔烃更少 石油中的非烃化合物（同时含有C、H元素） S、N、O为石油中的非烃组成元素，也称之 为杂原子，它们组成了石油中的非烃化合 物，虽然这三种元素在原油中的含量并不 高，但是含这些杂原子的非烃化合物在原 油中的含量则相当可观。 微量金属与非金属元素，如Ni、V、Fe、Cu默芮达知识与您分享 石油馏分 馏分 ：用分馏方法把原油分成的不同沸点范围的 组分，每个馏分的沸点范围简称为馏程或沸程 馏分与产品的区别：石油产品是石油的一个馏分 ，但馏分并不等同于产品。石油产品要满足油品 的规格要求，馏

3、分要变成产品还必须对其进一步 加工 直馏馏分：从原油直接分馏得到的馏分。它基本 保留了石油化学组成的本来面目，如：不含不饱 和烃，在化学组成中含有烷烃、环烷烃、芳香烃 等默芮达知识与您分享 石油馏分 石油中含有的馏分，一般规定： 小于180的馏分为汽油馏分（也称为低沸点馏分，轻 油或石脑油馏分）Gasoline fraction 180350的馏分为煤、柴油馏分（也称中间馏分， AGO） Atmospheric gas oil由于原油从350开始有明显的分解现象，所以对于 沸点高于350 的馏分，需在减压下进行分馏，在减压 下蒸出馏分的沸点再换算成常压沸点。 350500的馏分为减压馏分（也称

4、高沸点馏分或润 滑油,VGO） Vacuum gas oil 大于500的馏分为减压渣油馏分(VR) Vacuum gas oil默芮达知识与您分享原油汽油煤、柴油减压馏分单环及少量双环环烷烃单环芳烃(苯系)C10C20左右的正构烷烃 单环、双环及多环环烷烃单环、双环芳香烃C20C36左右的正构烷烃 单、双、三环以及三环以上的环烷烃 单、双、多环芳烃 减压渣油C5-C10的正构烷烃默芮达知识与您分享 常减压蒸馏装置与设备默芮达知识与您分享几乎所有炼油厂中原油的第一个加工过程就是蒸 馏distillation （俗称为龙头）。所谓原油一次加工， 即指原油蒸馏而言。 默芮达知识与您分享 蒸馏有多种

5、形式，可归纳为闪蒸（平衡气化或一 次气化）、简单蒸馏（渐次气化）和精馏三种方 式。 作为原料的液体混合物被放置在蒸馏釜中加热。 在一定的压力下，当被加热到某一温度时，液体 开始气化，生成了微量的蒸气，即开始形成第一 个汽泡。此时的温度，即为该液相的泡点温度， 液体温合物到达了泡点状态。生成的气体当即被 引出，随即冷凝，如此不断升温，不断冷凝，直 到所需要的程度为止。这种蒸馏方式称为简单蒸 馏。 简单蒸馏常用于实验室或小型装置上，如恩氏蒸 馏默芮达知识与您分享 闪蒸和精馏是在工业上常用的两种蒸馏方式，前 者如闪蒸塔、蒸发塔或精馏塔的气化段等，精馏 过程通常是在精馏塔中进行的。 加热某一物料至部分

6、气化，经减压设施，在容器 （如闪蒸罐、闪蒸塔、蒸馏塔的气化段等）的空 间内，于一定温度和压力下，气、液两相分离， 得到相应的气相和液相产物，叫做闪蒸。 闪蒸只经过一次平衡，其分离能力有限，常用于 只需粗略分离的物料。如石油炼制和石油裂解过 程中的粗分。默芮达知识与您分享精馏是分离液相混合物的有效手段，它是在多次部分气化和多次部分冷凝过程的基础上发展起来的一种蒸馏方式。炼油厂中大部分的石油精馏塔，如原油精馏塔、催化裂化和焦化产品的分馏塔、催化重整原料的预分馏塔以及一些工艺过程中的溶剂回收塔等，都是通过精馏这种蒸馏方式进行操作的。默芮达知识与您分享由于塔顶液相回流和塔底 气相回流的作用，沿精馏塔高

7、 度建立了两个梯度：(1) 自塔 底至塔顶逐级下降的温度梯度 ； (2) 气、液相中轻组分自塔底 至塔顶逐级增大的浓度梯度。精馏塔内沿塔高的温度梯 度和浓度梯度的建立及接触设 施的存在是精馏过程得以进行 的必要条件默芮达知识与您分享由于两个梯度的存在，在塔中每一个气、液两相的接 触级中，由下而上的较高温度和较低轻组分浓度的气相与 由上而下的较低温度和较高轻组分部的液相存在差别，因 此气、液两相在接触前处于不平衡状态，形成相间推动力 ，使气、液两相在接触过程中进行相间的传热和扩散传质 ，最终使气相中的轻组分和液相中的重组分分别得到提纯 。经过多次气、液相逆流接触，最后在塔顶得到较纯的轻 组分，在

8、塔底得到较纯的重组分。精馏的实质：气、液两相进行连续多次的平衡汽化 和平衡冷凝精馏的分离效果要远远优于平衡汽化和简单蒸馏。默芮达知识与您分享 常减压装置 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（Gasoline）、 煤油（kerosene ）、柴油（diesel）、蜡 油(wax oil)、渣油(residual oil)等组分的加 工装置。默芮达知识与您分享默芮达知识与您分享 减压蒸馏减压蒸馏（Vacuum distillation)及其特点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

9、，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。减压蒸馏是在压力低于100KPa的负压状态下进行的蒸馏过程。默芮达知识与您分享 由于物质的沸点随外压的减小而降低，因此在较低的压力 下加热常压重油，上述高沸点馏分就会在较低的温度下气 化，从而避免了高沸点馏分的裂解。 通过减压精馏塔可得到这些高沸点馏分，而塔底得到的是 沸点在500以上的减压渣油。 塔底产品减压渣油 Vacuum residuum 焦化原料、催化原料等二次加工原料 经加工后生产重质润滑油 生产沥青 做燃料油默芮达知识与您分享 减压蒸馏的核心设备是减压塔和它的抽真 空系统 减压塔的基本要

10、求：尽量提高拔出率，对 馏分组成要求不是很严格 提高拔出率的关键：提高减压塔的真空度默芮达知识与您分享 减压精馏塔分燃料型和润滑油型两种 燃料型减压塔主要生产二次加工如催化裂 化、加氢裂化等原料，它对分离精确度要 求不高，希望在控制杂质含量的前提下， 如残炭值低、重金属含量少等，尽可能提 高馏分油拔出率。 润滑油型减压塔以生产润滑油馏分为主， 希望得到颜色浅、残碳值低、馏程较窄、 安定性好的减压馏分油，因此不仅要求拔 出率高，而且具有较高的分离精确度。默芮达知识与您分享 重质油转化为轻质油 从大分子分解为较小的分子 主要依靠分解反应（热反应和催化反应） 从低H/C的组成转化成较高H/C的组成

11、脱碳（溶剂脱沥青、催化裂化、焦炭化等 ） 加氢（加氢裂化）默芮达知识与您分享 催化裂化 催化裂化是重质油在酸性催化剂存在下，在 500左右、11053105Pa下发生裂解，生成 轻质油、气体和焦炭的过程。催化裂化是现代化 炼油厂用来改质重质瓦斯油和渣油的核心技术， 是炼厂获取经济效益的重要手段。催化裂化是目 前石油炼制工业中最重要的二次加工过程，也是 重油轻质化的核心工艺 催化裂化是提高原油加工深度、增加轻质油收率 的重要手段 催化裂化于1936年实现工业化 催化裂化原料：重质馏分油(减压馏分油、焦化馏 分油)、常压重油、减渣、脱沥青油默芮达知识与您分享 催化裂化产品分布 气体:1020%，气

12、体中主要是C3、C4，烯烃 含量很高 汽油:产率在3060%之间，辛烷值较高，约80 90 柴油:产率在040%， 十六烷值较低，需调和 或精制 油浆：产率在010% 焦炭:产率在5%10%，原子比大约是 C:H=1:0.31默芮达知识与您分享 焦炭沉积在催化剂的表面上，使催化剂的 活性下降。因此，经过一段时间的反应后 ，必须烧去催化剂上的焦炭以恢复催化剂 的活性。这种用空气烧去积炭的过程称做“ 再生”。 由此可见，一个工业催化裂化装置必须包 括反应和再生两个部分。催化裂化反应分解等反应生成气体、汽油等小分子产物 缩合反应生成焦炭 默芮达知识与您分享 因此，一个工业催化裂化装置必须解决周期性地

13、进行反应和再生，同时又周期性地供热和取热这一个问题。 如何解决反应和再生这一对矛盾是早期促进催化裂化工业装置型式发展的主要推动力。反应：吸热过程，一般每公斤新鲜原料的反 应大约需吸热400KJ 催化裂化再生：放热过程，每公斤焦炭燃烧约放出 热量33500kJ默芮达知识与您分享 催化裂化装置 1.固定床反应器 预热后的原料进入反应器内进行反 应，通常只经过几分钟到十几分钟 ，催化剂的活性就因表面积炭而下 降，此时，停止进料，用水蒸气吹 扫后，通入空气进行再生。因此， 反应和再生是轮流间歇地在同一个 反应器内进行。 为了在反应时供热及在再生时取走 热，在反应器内装有取热的管束， 用一种融盐循环取热

14、。为了使生产 连续化，可以将几个反应器组成一 组，轮流地进行反应和再生。 设备结构复杂，生产连续性差默芮达知识与您分享 2.移动床催化裂化反应和再生是分别在反应器和再生器内进行的 。原料油与催化剂同时进入反应器的顶部，它 们互相接触，一面进行反应，一面向下移动。 当它们移动至反应器的下部时，催化剂表面上 已沉积了一定量的焦炭，于是油气从反应器的 中下部导出，而催化剂则从底部下来，再由气 升管用空气提升至再生器的顶部，然后，在再 生器内向下移动的过程中进行再生。再生过的 催化剂经另一根气升管又提升至反应器。 由于催化剂在反应器和再生器之间循环，起到 热载体的作用，因此，移动床内可以不设加热 管。

15、但是在再生器中，由于再生时放出的热量 很大，虽然循环催化剂可以带走一部分热量， 但仍不能维持合适的再生温度。因此，在再生 器内还须分段安装一些取热管束，用高压水进 行循环以取走剩余的热量。默芮达知识与您分享 3.流化床催化裂化 其反应和再生也是分别在两个设备中进 行，其原理与移动床相似，只是在反应 器和再生器内，催化剂与油气形成与沸 腾的液体相似的流化状态。为了便于流 化，催化剂制成直径为20100m的微 球。 由于在流化状态时，反应器或再生器内 温度分布均匀，而且催化剂的循环量大 ，可携带的热量多，减少了反应器和再 生器内温度变化的幅度，因而不必再在 设备内专设取热设施，从而大大简化了 设备

16、的结构。默芮达知识与您分享 同固定床催化裂化相比较，移动床 或流化床催化裂化都具有生产连续 、产品性质稳定及设备简化等优点 。在设备简化方面，流化床的优点 更突出，特别是流化床更适用于大 处理量的生产装置。由于流化床催 化裂化的优越性，它很快就在各种 催化裂化型式中占据了主导地位。 自60年代以来，为配合高活性的分 子筛催化剂，流化床反应器又发展 为提升管反应器。 目前，在全世界催化裂化装置的总 加工能力中，提升管催化裂化已占 绝大部分。我国的情况也是如此。默芮达知识与您分享催化裂化装置，也称为流化催化裂化装置 (“FCC”)。所谓“流化（Flowing）”是指当气体以 一定的速度通过装有催化剂（Catalyst）的 空间时，催化剂将剧烈扰动，气固两相混 合在一起，像流体一样