石油炼制过程和主要工艺简介

石油炼制的主要过程和工艺简介

石油、天然气是不同烃化合物的混合物，简单作为燃料是极大的浪费，只有通过加工处理，炼制出不同的产品，才能充分发挥其巨大的经济价值。石油经过加工，大体可获得以下几大类的产品：汽油类（航空汽油、军用汽油、溶剂汽油）；煤油（灯用煤油、动力煤油、航空煤油）；柴油（轻柴油、中柴油、重柴油）；燃料油；润滑油；润滑油脂以及其他石油产品（凡士林、石油蜡、沥青、石油焦炭等）。有的油品经过深加工，又获得质量更高或新的产品。

石油加工，主要是指对原油的加工。世界各国基本上都是通过一次加工、二次加工以生产燃料油品，三次加工主要生产化工产品。原油在炼厂加工前，还需经过脱盐、脱水的预处理，使之进入蒸馏装置时，其各种盐类的总含盐量低于5mg/L,主要控制其对加工设备、管线的腐蚀和堵塞。

原油一次加工，主要采用常压、减压蒸馏的简单物理方法将原油切割为沸点范围不同、密度大小不同的多种石油馏分。各种馏分的分离顺序主要取决于分子大小和沸点高低。在常压蒸馏过程中，汽油的分子小、沸点低（50〜200C）,首先馏出，随之是煤油（60〜5C）、柴油（200〜0C）、残余重油。重油经减压蒸馏又可获得一定数量的润滑油的基础油或半成品（蜡油），最后剩下渣油（重油）。一次加工获得的轻质油品（汽油、煤油、柴油）还需进一步精制、调配，才可做为合格油品投入市场。我国一次加工原油，只获得25%〜40%的直馏轻质油品和20%左右的蜡油。

原油二次加工，主要用化学方法或化学- 物理方法，将原油馏分进一步加工转化，以提高某种产品收率，增加产品品种，提高产品质量。进行二次加工的工艺很多，要根据油品性质和设计要求进行选择。主要有催化裂化、催化重整、焦化、减粘、加氢裂化、溶剂脱沥青等。如对一次加工获得的重质半成品（蜡油）进行催化裂化，又可将蜡油的40%左右转化为高牌号车用汽油，30%左右转化为柴油，20%左右转化为液化气、气态烃和干气。如以轻汽油（石脑油）为原料，

采用催化重整工艺加工，可生产高辛烷值汽油组分（航空汽油）或化工原料芳烃（苯、二甲苯等），还可获得副产品氢气。

石油三次加工是对石油一次、二次加工的中间产品（包括轻油、重油、各种石油气、石蜡等），通过化学过程生产化工产品。如用催化裂化工艺所产干气中的丙稀生产丙醇、丁醇、辛醇、丙稀腈、腈纶；用丙稀和苯生产丙苯酚丙酮；用

碳四（C4馏分生产顺酐、顺丁橡胶；用苯、甲苯、二甲苯生产苯酐、聚脂、涤 纶等产品。最重要并且最大量的是用石脑油、柴油生产乙稀。

1. 原油的脱盐、脱水

又称预处理，从油田送往炼油厂的原油往往含盐（主要是氯化物）、带水（溶 于油或

呈乳化状态），可导致设备的腐蚀，在设备内壁结垢和影响成品油的组成， 需在加工前脱除。常用的办法是加破乳剂和水，使油中的水集聚，并从油中分出， 而盐份溶于水中，再加以高压电场配合，使形成的较大水滴顺利除去。

2. 常减压蒸馏

常压蒸馏和减压蒸馏习惯上合称常减压蒸馏。常减压蒸馏基本属物理过程。 脱盐、脱

水后的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，因此，常减压蒸馏又被称为原油的一次加工经过常减压蒸馏后， 馏分分离如下：

石油气（C ~G ）

润滑油（C 6〜C 2o ）

重油（C 2o 以上）

常减压蒸馏流程示意图如下:

原油 脱盐脱水 石油 汽油 (C5〜6)

煤油 :Cl2~ Cl6)

柴油 (C l5~ C 8)

减压分馏

重油

常压蒸馏

3.热裂化

热裂化是在热的作用下（不用催化剂）使重质油发生裂化反应，转变为裂化气（炼厂气的一种）、汽油、柴油的过程。热裂化原料通常为原油蒸馏过程得到的重质馏分油或渣油，或其他石油炼制过程副产的重质油。

化学反应：热裂化反应很复杂。每当重质油加热到450C以上时，其大分子分裂为小分子。同时，还有少量叠合（见烯烃叠合）、缩合发生，使一部分分子转变为较大的分子，热裂化是按自由基反应机理进行的。在400〜600E，大分子烷烃分裂为小分子的烷烃和烯烃；环烷烃分裂为小分子或脱氢转化成芳烃，其侧链较易断裂；芳烃的环很难分裂，主要发生侧链断裂。热裂化气体的特点是甲烷、乙烷-乙烯组分较多；而催化裂化气体中丙烷-丙烯组分、丁烷-丁烯组分较多。

工艺过程：工业装置类型主要有双炉热裂化和减粘热裂化两种。前者的原料转化率（轻质油收率）较高，大于45%,目的是从各种重质油制取汽油、柴油；后者的转化率较低（20 %〜25%），目的是降低减压渣油的粘度和凝点，以提高燃料油质量，双炉热裂化汽油的辛烷值和安定性不如催化裂化汽油，目前已不发展；减粘热裂化在石油炼厂中仍有较广泛的应用。

双炉热裂化：所谓双炉，是指在流程中设置两台炉子以分别加热反应塔的轻重进料，操作时原料油直接进入分馏塔下部，与塔进料油气换热蒸出原料中所含少量轻质油和反应产物中的汽油、柴油后，在塔中部抽出轻循环油。塔底为重循环油。两者分别

送往轻油、重油加热炉（为避免在炉管中结焦，故将轻、重循环油分别在两炉中加热到不同温度），然后进入反应塔进行热裂化反应。反应温度为485〜500C ,压力1.8〜

2.0MPa；反应产物经闪蒸塔分出裂化渣油后，进入分馏塔分馏。汽油和柴油总产率约为60%〜65%。所得柴油凝点-20 C以至—30C、十六烷值（见柴油）约60（比催化裂化柴油高约20 个单位）；汽油辛烷值较低（马达法辛烷值约55〜60）且安定性差, 热裂化渣油是生产针状焦（见石油焦）的良好原料。双炉热裂化的能耗约1900MJ/t 原料（为催化裂化的65%〜70%）。

减粘热裂化：是一种浅度裂化过程，用以降低渣油的凝点和粘度以生产燃料油，从而可以减少燃料油中掺和轻质油的比例。同时，还生产裂化汽油和柴油。减粘热裂化流程有加热炉式和反应塔式两种类型，主要差别是前者不设反应塔，热裂化反应在炉管中进行，加热温度高（约450〜510°C）、停留时间短（决定于温度）；后者在加热炉后设反应塔，主要热裂化反应在反应塔内进行, 加热温度低（约445〜455C）、停留时间长（10〜20min）。两者产品产率基本相同，轻质油产率约为18%〜20%。反应塔式减粘热裂化的操作周期较长、能耗较低，是近年来应用较多的一种工艺。

4. 催化裂化

催化裂化是在热裂化工艺上发展起来的。是提高原油加工深度，生产优质汽油、柴油最重要的工艺操作。原料主要是原油蒸馏或其他炼油装置的350〜540C 馏分的重质油。催化裂化工艺由三部分组成：原料油催化裂化、催化剂再生、产物分离。催化裂化所得的产物经分馏后可得到气体、汽油、柴油和重质馏分油。有部分油返回反应器继续加工称为回炼油。催化裂化操作条件的改变或原料波动，可使产品组成波动。

催化裂化主要化学反应：

1.裂化反应：裂化反应是C-C键断裂反应，反应速度较快。

2.异构化反应：它是在分子量大小不变的情况下，烃类分子发生结构和空间位置

的变化。

3.氢转移反应：即某一烃分子上的氢脱下来，立即加到另一烯烃分子上，使这一

烯烃得到饱和的反应。

4.芳构化反应：芳构化反应是烷烃、烯烃环化后进一步氢转移反应，反应过程不

断放出氢原子，最后生成芳烃。

5.催化重整

催化重整（简称重整），是在催化剂和氢气存在下，将常压蒸馏所得的轻汽油转化成含芳烃较高的重整汽油的过程。如果以80〜180C馏分为原料，产品为高辛烷值汽油；如果以60〜165C馏分为原料油，产品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳烃，重整过程副产氢