(最新整理)原油加工方案及流程

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➢ 从目前看来,对石油加工影响最大的微量元素有钒(v)、 镍(Ni)、铁(Fe)、铜(Cu),它们是催化裂化催化剂的毒物 ,而且在重油固定床加氢裂化过程中也能造成催化剂的 失活和床层的堵塞
➢ 砷(As)是催化重整催化剂的毒物;钠(Na)和钾(K)也会使 催化剂减活
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5、渣油中的胶质和沥青质
• 石油中所包含的胶状、沥青状物质,是一大类非烃 化合物,它们在组成中除含C、H外,还有S、N、 O及金属元素
低硫、硫、 低硫、 石蜡基 石蜡基
低硫 、
石蜡 基
低硫 、石 蜡- 中间 基
低硫 、
石蜡 基
低硫 、
石蜡 基
41
第四节 炼油工艺过程简介
原 油
电 脱 盐 脱 水

常压馏分:汽油(石脑油)、煤油、柴油
压 蒸
石脑油作为催化重整、蒸汽裂解原料


AR
压 蒸

减压馏分:VGO
• 氮在石油中的存在形态
含氮 化合物
碱性氮:吡啶 、喹啉、
N
N
氮杂蒽、氮杂菲
非碱性氮:吡咯 咔唑
、吲哚
N
N
H
H
、卟啉类化合物
N
CH3
7
2、含氮化合物
• 分布规律
➢ 与硫在原油中的分布一样,石油中的氮含量也是随馏分 沸程的升高而增加的,但其分布比硫更不均匀
➢ 石油中的硫约有70%是集中在其减压渣油中,而石油中 的氮则更集中,约有90%集中于其减压渣油中
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5、渣油中的胶质和沥青质
• 胶质
➢ 胶质是深棕色至深褐色的,极为粘稠不易流动的液体或 无定形固体
➢ 其相对密度略小于1.0 ➢ 有很强的着色能力 ➢ H/C:1.4~1.5 ➢ 受热时熔化,对热不稳定,能转化成沥青质
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5、渣油中的胶质和沥青质
• 沥青质
➢ 黑色至深褐色的无定形固体 ➢ 其相对密度略大于1.0 ➢ 全部集中在渣油中,一般不挥发 ➢ H/C原子比:1.1~1.3
• 1、实沸点蒸馏装置
➢ 间歇釜式精馏设备,理论板数15~17,回流比5:1,馏出 物的最终沸点为500~520℃
➢ 为避免原油的裂解,釜底温度不超过350℃,重馏分采用 减压蒸馏
➢ 整个蒸馏过程分为三段进行:常压蒸馏,减压蒸馏(10 mmHg),二段减压蒸馏(1~2 mmHg,不带精馏柱)
26
1、实沸点蒸馏装置
40
我国主要原油的基属
原油 属性
大庆
低硫、 石蜡基
胜利
含硫、 中间基
孤岛
含硫、 中间- 环烷基
辽河
低硫、 中间基
华北
低硫、 石蜡基
中原
含硫 、 石蜡 基
新疆
低硫 、石 蜡- 中间 基
鲁宁 大港 管输
含硫 低硫 、、
中间 中间 基基
原油 吉林
南阳
长庆 江汉 江苏 青海 玉门 延长 四川
属性
低硫、 石蜡基
21
第二节 原油评价
• 确定一种原油的加工方案是炼厂设计和生产的首要 任务
• 根据所加工原油的性质、市场对产品的需求、加工 技术的先进性和可靠性,以及经济效益等方面的大 量信息,进行全面的综合分析、研究对比,方能制 订出合理的加工方案
• 在上述的诸多考虑因素中,原油性质是最基本的因 素
22
原油评价
19
5、渣油中的胶质和沥青质
• 胶质和沥青质存在差别,但没有截然的不同,从胶 质到沥青质是一个渐变的过程
20
二、石油产品基本性质要求
• 汽油:低硫、低烯烃、低芳烃、高辛烷值 • 柴油:低硫、低芳烃、低凝点、高十六烷值 • 润滑油:粘温性能好、低温流动性能好、抗氧化性
能好 • 沥青:延伸度好、软化点与针入度适宜 • 固体蜡:滴点高、含油量低
润滑油、石 蜡和地蜡的 潜含量测定
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第三节 原油分类
• 一、特性因数分类法
➢ 特性因数K >12.1
石蜡基原油
➢ 特性因数K 11.5~12.1 中间基原油
➢ 特性因数K 10.5~11.5 环烷基原油
• K可以通过下式求得,也可根据运动粘度和比重指 数等查图求定
K
1.216T1/ 3 d15.6
11
3、含氧化合物
• 含氧化合物的影响
➢ 原油乳化,不利加工 ➢ 设备腐蚀
需要脱除
• 环烷酸的利用
➢ 木材防腐、表面活性剂、钠盐为植物生长素、钙盐是杀 虫剂、燃料和润滑油添加剂
12
4、石油中的微量元素
• 微量元素的分类
➢ 变价金属,如V、Ni、Fe、Mo、Co、W、Cr、Cu、Mn 、Pb、Hg等
润滑油基础油、催化裂化、加氢裂化 的原料
溶剂脱沥青、焦化、催化裂化、减粘
VR 裂化、加氢转化的原料
15.6
33
一、特性因数分类法
• 特性因数分类法的缺陷:
➢ 不能分别表明原油低沸点馏分和高沸点馏分中烃类的分 布规律
➢ 由于原油组成复杂,粘度测定不够准确,求定的特性因 数K不能完全符合原油的实际情况
34
二、关键馏分特性分类法
• 第一关键馏分:常压蒸馏250~275 ℃的馏分; • 第二关键馏分:常压渣油在40mmHg下减压蒸馏,
✓在标绘时,以0.8161为纵 坐标、 (16.00%+19.46%)/2 =17.73%为横坐标,就得到 中比密度曲线上的一个点
✓连接各点即得原油的中比 密度曲线
20℃的密度, g/cm3
0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.65
0
10
20
30
40
中比收率, wt%
中比密度曲线
50
➢ 对多数原油而言,其碱性氮含量约占总氮含量的1/4~1/3 ➢ 一般来说,在较轻馏分中的氮主要是碱性氮;而在较重
的馏分及渣油中的氮则主要是非碱性氮
8
2、含氮化合物
• 含氮化合物的危害
➢ 导致催化剂中毒
✓ 催化裂化催化剂
➢ 易生成胶状沉淀,影响油品的安定性 ➢ 油品燃烧生成NOX,造成环境污染
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3、含氧化合物
于胶质、沥青质中;这部分含硫化合物的分子量更大、 结构也复杂得多
5
1、含硫化合物
• 含硫化合物对加工过程及产品的危害 • 对石油产品质量影响--催化裂化、焦化产品,催
化剂污染 • 设备腐蚀--硫化氢腐蚀、硫醇腐蚀、元素硫腐蚀 • 对环境污染--硫氧化物
对策:产品精制、气体脱硫、废水处理
6
2、含氮化合物
切取275~300 ℃馏分(常压下395~425 ℃) • 测定关键馏分的密度,对照分类表,确定关键馏分
的属性和原油类型
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二、关键馏分特性分类法
关键馏分 第一关键馏分 第二关键馏分
关键馏分的分类指标
石蜡基
中间基
环烷基
d420<0.8210 APIº>40
D420=0.8210-0.8562 APIº=33-40
• 原油评价的目的
➢ 根据原油的性质、市场对产品的需求、加工技术的可行 性,生产的灵活性及经济效益进行全面的分析评价,找 到合理的加工流程方案
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原油评价
• 原油评价按其目的不同,大体可分为三个层次:
➢ 原油的一般性质分析 ➢ 原油的常规评价 ➢ 原油的综合评价 ➢ 通常,在取得详细的原油性质数据的基础上,还需对该
沸点, ℃
500 400 300 200 100
0 0
10 20 30 40 50 60
累计收率, wt%
实沸点蒸馏曲线
28
3、中比性质曲线
• 中比性质曲线:以测得的窄馏分性质为纵坐标,以 窄馏分馏出一半时的累计馏出质量分数为横坐标
✓某个窄馏分是从累计收率 为16.00%开始到19.46%结 束,密度为0.8161 g/cm3
➢ 碱金属和碱土金属:如Na、K、Ba、Ca、Sr、Mg等 ➢ 卤素和其它元素:如Cl、Br、Si、Al、As等
13
4、石油中的微量元素
• 微量元素的存在形态
➢ 一是以乳化状态分散于原油中的水中所含的盐类,如K、 Na、Ca、Mg的氯化物
➢ 二是结合于有机化合物或络合物中, 如V、Ni、Fe、Cu 等
D420>0.8562 APIº<33
d420<0.8726 APIº>30
d420<0.8723-0.9305 APIº=20-30
D420>0.9305 APIº<20
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二、关键馏分特性分类法
• 石蜡基原油的共性
➢ 烷烃含量>50%,密度较小,含蜡量高,含硫和胶质少 ➢ 直馏汽油的辛烷值低,直馏柴油的十六烷值高 ➢ 保证航空煤油的密度和结晶点之间存在矛盾 ➢ 可以生产粘温性质良好的润滑油馏分,但脱蜡负荷大 ➢ 重馏分和渣油中重金属含量少,是良好的裂化原料 ➢ 渣油难以生产质量好的沥青产品
4
1、含硫化合物
• 分布规律
➢ 硫在石油馏分中的分布一般是随着石油馏分沸程的升高 而增加,大部分硫均集中在重馏分和渣油中
➢ 直馏汽油中,以硫醇和硫醚为主,少量二硫化物和噻吩 ➢ 中间馏分中,主要是硫醚和噻吩类 ➢ 高沸点馏分中,主要是硫醚、噻吩及其同系物 ➢ 除上述含硫化合物外,原油中还有相当大一部分硫存在
• 原油在实沸点蒸馏装置中按沸点高低被切割成多个 窄馏分和渣油
• 一般按每3%~5%取作一个窄馏分 • 将窄馏分按馏出顺序编号,称重并测量体积,然后
测定各窄馏分和渣油的性质
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2、实沸点蒸馏曲线
• 实沸点蒸馏曲线:以 馏出温度为纵坐标, 累计馏出质量分数( 欧美多用体积分数) 为横坐标作图
• 该曲线上的某一点表 示原油馏出某累计收 率时的实沸点
原油的加工方案提出建议
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一、原油的一般性质分析
• 在测定原油性质之前,先测定含水量、含盐量和机 械杂质,若原油含水量大于0.5%,则应先脱水
• 一般性质分析项目包括:密度、运动粘度、凝点、 蜡含量、族组成、酸值、残炭、元素分析(C、H 、S、N、O)、微量金属分析等
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二、原油的常规评价
• 包括原油一般性质测定和实沸点蒸馏数据及窄馏分 性质
➢ 三是悬浮于原油中的极细的矿物质微粒
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4、石油中的微量元素
• 从世界范围来看,石油中含量最高的微量元素是钒 ,最高可达1000 ppm以上;其次是镍,最高可达 100 ppm以上
• 微量元素的分布规律与S、N相似,即随沸点升高含 量增加,而且主要浓集在渣油中
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4、石油中的微量元素
• 微量元素的危害
(最新整理)原油加工方案及流程
2021/7/26
1
本章主要内容
• 第一节 石油的化学组成及石油产品的质量要求 • 第二节 原油评价 • 第三节 原油分类 • 第四节 炼油工艺过程简介 • 第五节 原油的加工方案 • 第六节 世界炼油技术发展趋势 • 第七节 炼油厂的主要构成
2
第一节 石油的化学组成及石油产品的质量要求
• 根据需要,可增加某些馏分的化学组成、二次加工 性能的评价等
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三、原油的综合评价
原油 脱水 脱水原油
一般性质分析
实沸点蒸馏
平衡蒸发
1、窄馏分性质 测定 2、不同深度的 重油、渣油性 质测定
1、直馏产品的 性质分析 2、二次加工原 料的性质分析 3、沥青性质分 析
汽油、柴油 和减压馏分 的烃族组成 分析
60
29
3、中比性质曲线
• 中比性质曲线表示窄馏分性质随沸点和累计馏出百 分数的变化趋势,可以预测窄馏分的性质
• 大多数原油的物理性质没有加成性(密度除外), 因此,这种预测方法只适用于窄馏分,对宽馏分是 不适用的
• 馏分越宽,预测结果的误差越大
30
三、原油的综合评价
• 包括原油一般性质测定、实沸点蒸馏数据及窄馏分 性质,还包括直馏产品的产率和性质
元素组成 C、H、O、S、N、微量元素
石油的化学组成 烃类组成 烷烃、环烷烃、芳香烃
非烃类组成 含S、N、O化合物
烃类组成表示方法
单体烃 族组成 结构族组成
3
一、石油中的非烃化合物
• 1、含硫化合物 • 硫在石油中的存在形态
➢ 元素硫--极少 ➢ 酸性硫:H2S、硫醇(RSH) ➢ 中性硫:硫醚(RSR’)、二硫化物(RSSR’) ➢ 热稳定性硫:噻吩、苯硫酚
• 氧在石油中的存在形态
➢ 石油中的氧元素是以有机含氧化合物的形式存在的
含氧 化合物
酸性氧化物:环烷酸、芳香酸、脂肪酸 和酚类,总称石油酸
中性氧化物:酮、醛、酯,含量极少
10
3、含氧化合物
• 分布规律
➢ 特殊:中间馏分分布较多
• 特点
➢ 石油酸中90%为环烷酸 ➢ 我国只有克拉玛依原油含酸较多(0.48%)
原油 轻质原油 常规原油 重质原油 特稠原油
密度, g/cm3 <0.852
0.852~0.931 0.931~0.998
>0.998
APIO >34 20~34 10~20 <10
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三、商品分类法
• 2、按硫含量分类
原油类型 低硫原油 含硫原油 高硫原油
硫含量,wt% <0.5
0.5~2.0 >2.0
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二、关键馏分特性分类法
• 环烷基原油的共性
➢ 含环烷烃、芳烃较多,凝点低,含硫、胶质、沥青质较 多
➢ 汽油中环烷烃多,辛烷值高 ➢ 航空煤油的密度大,热值高 ➢ 柴油的十六烷值较低 ➢ 润滑油馏分的粘温性质较差 ➢ 渣油中含较多的胶质和沥青质,可生产高质量的沥青
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三、商品分类法
1、按密度分类
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