石油炼制工艺及相关催化剂简介

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二、石油炼制工艺
图13. 延迟焦化工艺流程图
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二、石油炼制工艺
7、丙烷脱沥青
在炼油工业中，溶剂脱沥青过程主要用于从减压渣油 制取高粘度润滑油基础油和催化裂化原料油。溶剂脱 沥青的主要作用是除去渣油中的沥青以降低其残炭值 和改善色泽。在生产润滑油时多以丙烷作溶剂。
基准 基准 基准 基准 基准 基准
基准+30~ 相同
1.5~2倍 较长 较低 较多
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二、石油炼制工艺
3、加氢裂化
加氢裂化是重质油轻质化的一种工艺方法。
加工原料广泛，可处理轻柴油，重柴油，焦化蜡油、 减压馏分油和催化裂化循环油，还可以加工渣油、页 岩油等。
选择不同的工艺路线、调整操作条件、或更换催化剂 ，就可生产不同品种、不同质量要求的产品，如液化 气、汽油、石脑油、航空煤油、灯油、轻柴油、润滑 油和某些特种油料等。
重整汽油可直接用作汽油的调和组分，也可经芳烃抽提， 分离提取苯，甲苯、二甲苯等化工产品。副产品有液化石 油气和氢气。氢气可作为加氢精制和加氢裂化装置用氢的 主要来源。
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二、石油炼制工艺
图12. 催化重整工艺流程简图
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二、石油炼制工艺
6、延迟焦化
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三、石油炼制催化剂
1、催化裂化催化剂
催化裂化催化剂的发展：
天然活性白土催化剂 人工合成无定形硅酸铝催化剂 分子筛催化剂（活性最高）
➢ 以稀土金属离子置换得到的稀土-Y型分子筛 ➢ 以氢离子置换的到的HY型分子筛 ➢ 兼用氢离子和稀土金属离子置换得到的REHY型分子筛 ➢ 由HY分子筛经脱铝得到的有更高硅铝比的超稳Y分子
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二、石油炼制工艺
图 10.
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二、石油炼制工艺
4、加氢精制
加氢精制工艺主要用于油品的精制，其目的是除掉油品 中的硫、氮、氧杂原子及金属杂质，使烯烃饱和，有时 还对部分芳烃进行加氢，改善油品的使用性能。
加氢精制的应用范围非常广泛，可针对重整原料、汽油 、煤油、各种中间馏分油、重油和渣油进行精制使油品 质量符合下一个工序或出厂的要求。
在整个炼油工艺中占据重要的地位。
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二、石油炼制工艺
图5. 催化裂化在炼厂中的作用示意图
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二、石油炼制工艺
催化裂化过程具有以下几个特点： 轻质油收率高，可达70％～80％； 催化裂化汽油辛烷值高，马达法测辛烷值可达78
～80，安定性也较好； 催化裂化柴油十六烷值较低，常与直馏柴油调合
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二、石油炼制工艺
DCC催化裂解技术
DCC是重质原料油的催化裂解技术，它的原料包 括减压瓦斯油（VGO）、减压渣油（VTB）、脱 沥青油（DAO）等，它的产品包括可作为化工原料 的轻烯烃、液化气（LPG）、汽油、中馏分油等。
主要目标是最大量生产丙烯（DCC－Ⅰ）或最大 量生产异构烯烃（DCC－Ⅱ）。
柴油：按凝点分为10 号、0 号、-10 号、-20 号、-35 号和-50 号六个牌号。轻柴油用作柴油汽车、拖拉机 和各种高速（1000r/min 以上） 柴油机的燃料。根据 不同气温、地区和季节，选用不同牌号的轻柴油。
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二、石油炼制工艺
图1. 炼厂实景图
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一、石油及加工产品的性质
燃料油
汽油：按马达法辛烷值分为70号和85号二个牌号，按 研究法辛烷值分为90 号、93 号、95 号和97 号车用汽 油四个牌号。汽油通常用作汽油发动机的燃料。车用 汽油根据发动机压缩比的高低选用不同牌号的汽油。
航空煤油：主要用作喷气式发动机燃料，目前大型客 机均使用航空煤油。航空煤油分为1 号、2 号、3 号 三个等级，只有3 号航空煤油被广泛使用。
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一、石油及加工产品的性质
3、石油加工产品分类
我国按照现行标准GB/T 498-1987，将石油产品 分为六大类： 燃料油——汽油、柴油、航空煤油等 润滑剂和有关产品 沥青——铺路沥青，建筑沥青，防腐沥青 石蜡——食用，化妆品，包装用，药用 石油焦——冶炼用焦，燃料焦 化工原料——生产乙烯的裂解原料
该技术突破了常规催化裂化（FCC）的工艺限制 ，丙烯产率为常规FCC的2～3倍。
其工艺流程与FCC基本相似，包括反应-再生系 统、分馏系统以及吸收稳定系统。
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二、石油炼制工艺
图7. DCC工艺流程
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二、石油炼制工艺
DCC工艺与常规FCC工艺对比
二次加工原料包括：重整原料、催化裂化原料 、加氢裂化原料、乙烯裂解料等，可通过二次加 工提高轻质油收率和产品质量，或作为石油化工 装置的生产原料。
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二、石油炼制工艺
原油
汽油 回流
煤油
轻柴油
常 压 重柴油 塔
抽真空系统
减一线
减二线
减
压
减三线
塔
常压炉
减压炉
减压渣油
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焦化过程以减压渣油为原料，通过热裂化反应达到渣 油轻质化的目的。反应产物有气体、汽油、柴油、蜡油 和焦炭。 优点：可加工劣质渣油，操作简单；产物柴汽比较高 ，柴油馏分十六烷值高；可生产优质石油焦。 缺点：产物焦炭比例高；液体产物质量差。 目前加工高金属含量、高残炭值劣质渣油的主要手段 ，并为催化裂化、加氢裂化和乙烯生产提供原料。 焦化过程的主要工业形式是延迟焦化。
加氢精制工艺是当前清洁柴油生产的一种重要手段。
加氢精制和加氢裂化统称为催化加氢，在处理重馏分油 、渣油时常将两种工艺组合使用，通过加氢裂化达到油 品轻质化的目的，再通过加氢精制提高产品质量。
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二、石油炼制工艺
R1——加氢裂化段，R2——加氢精制段
图11. 舟山石化焦化馏分油加氢工艺流程
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二、石油炼制工艺
催化裂化工艺技术
催化裂化增产轻质油技术
TSRFCC、SCT、MSCC
催化裂化生产清洁汽油技术
催化裂化汽油辅助反应器改质降烯烃技术 MIP、CGP、 FDFCC
催化裂化多产低碳烯烃技术
DCC、MIO、MGG、ARGG、MGD
重质、劣质原料的催化裂化技术－DNCC
工艺名称 原料油 催化剂 装置
反应器 再生器 主分馏塔 稳定塔/吸收塔 压缩机
操作条件
反应温度 再生温度 剂油比 停留时间 油气分压 雾化蒸汽量
常规FCC
DCC
重油
重油，最好是石蜡基重油
各种类型的Y型分子筛催化剂 改性五元环沸石催化剂
提升管 基准 基准 基准 基准
提升管和/或床层 相同
高气/液比 较大 较大
应用实例：
中国石化开发的渣油加氢与RFCC 联合优化技术
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二、石油炼制工艺
氢气
加氢反应器
循环氢压缩机
加热炉
循环气
洗涤
硫化氢
原料油
原料泵
分离器
干气
液化气
催化汽油 催 化 催化轻柴油 裂 化
油浆
催化重柴油 ＋循环油
外甩
图15. 渣油固定床加氢与RFCC深度耦联技术工艺流程
加氢裂化具有生产方案灵活性大，产品收率高，质量 稳定性好等优点，但由于该装置对设备要求高，工艺 条件苛刻，投资高，因而加氢裂化总加工量不如催化 裂化装置。
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二、石油炼制工艺
图8. 加氢裂化工艺流程简图
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二、石油炼制工艺
图 9.
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一、石油及加工产品的性质
2、石油的馏分组成
<200℃(或180℃ )：汽油馏分或石脑油馏分 200℃ (或180℃ ) ~350℃：煤柴油馏分或常压瓦斯 油(AGO) 350℃~500℃：润滑油馏分或减压瓦斯油(VGO) ( 减压下进行蒸馏，换算为常压馏程) >500℃：减压渣油(VR) 我国原油具有汽油含量低，渣油含量高的特点
使用或经加氢精制提高十六烷值； 催化裂化气体，C3和C4气体占80％，其中C3丙
烯又占70％，C4中各种丁烯可占55％，是优良 的石油化工原料和生产高辛烷值组分的原料。
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二、石油炼制工艺
图6. 催化裂化反应-再生系统
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二、石油炼制工艺
图7. 催化裂化工艺流程简图
二、石油炼制工艺
黏度对加氢反应效果的影响：
①渣油加氢属扩散控制过程，黏度太大将会明显 影响反应效果；
②渣油在反应中由于小分子的生成会产生相分离 而加大沥青质等大分子的析出结焦倾向
解决这一问题的方法：
在渣油原料中掺入VGO或FCC 重循环油等组分来 降低黏度，特别是后者的掺入不但能够促进渣油 加氢反应的进行，还能改善FCC 装置的操作
石油炼制工艺及相关催化剂 简介
目录
1 原油及石油加工产品介绍 2 石油炼制工艺 3 石油炼制催化剂
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一、石油及加工产品的性质
1、原油的基本性质
元素组成： C（83％～87 ％）、H（11％～14％）、S（ 0.06％～0.8％）、N（0.02％～1.7％）、O（0.08％～1.82 ％）、Ni、V、Fe 等。
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二、石油炼制工艺
图14. 润滑油生产工艺
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二、石油炼制工艺
7、渣油加氢
对于重渣油的加工过程主要有加氢和脱碳两种工艺， 其中脱碳工艺主要包括前面讲到的焦化和丙烷脱沥青 两种工艺。加氢工艺主要分固定床、沸腾床、移动床 和悬浮床四种类型，其中固定床渣油加氢是比较成熟 的渣油加氢技术。
由于渣油黏度高，密度大，氢碳比低，残炭值高，含 有大量的金属、硫、氮及胶质、沥青质，固定床渣油 加氢催化剂催化剂一般需要加氢保护剂（HG）、加 氢脱金属剂（HDM）、加氢脱硫剂（HDS）、加氢 脱氮剂（HDN）及加氢脱残炭（HDCCR）等多种催 化剂的级配以达到加氢效果。
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二、石油炼制工艺
5、催化重整
重整原料主要是直馏汽油馏分。但随着重整加工能力的增 加，以焦化、催化裂化、加氢裂化等二次加工汽油及重整 抽余油作为重整原料的比例日益增加。目前，常采用焦化 汽油与直馏汽油或加氢裂化汽油混合作为重整原料。
首先将反应原料进行预精制，以去除硫、氮、氧等杂质， 再与氢气混合加热至490～510℃进入重整反应器，在铂催 化剂的作用下，对正构烷烃和环烷烃进行脱氢芳构化反应 生成含芳烃量较高的高辛烷值汽油(重整汽油)。
相对密度一般介于0.80~0.98之间，产地不同则性质不同。
物质组成：烷烃、环烷烃、芳香烃及少量非烃化合物。
按原油化学特性分类，可将原油分为石蜡基（以直链烷烃 为主）、环烷基（以环烷烃、芳香烃为主）和中间基三大 类。
根据原油含硫量分类，可分为高硫原油和低硫原油。
根据原油酸值的高低，有高酸原油。
图4. 常减压蒸馏流程示意图
蜡油
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二、石油炼制工艺
2、催化裂化
原料：减压馏分油、焦化柴油和蜡油等重质馏分 油或渣油。
目的：通过催化作用将重质石油烃类 转化为液化 气、汽油、柴油等轻质油品。
产物：根据所用原料，催化剂和操作条件的不同 ，催化裂化各产品的产率和组成略有不同，大体 上，气体产率为10％～20％，汽油产率为30％～ 50％，柴油产率不超过40％，焦炭产率5％～7％ 左右。
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二、石油炼制工艺
图2. 燃料-化工型加工流程
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二、石油炼制工艺
图3. 燃料-润滑油型加工流程
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二、石油炼制工艺
1、常减压蒸馏
原油通过常减压蒸馏装置被分割为一次加工产 品和二次加工原料。
一次加工产品包括：直馏汽油、煤油、轻柴油 或重柴油馏分及润滑油馏分等，经过适当的精制 和调配便可成为合格的石油产品；
减压渣油是烃类和非烃类的混合物，从化学组成来看 ，它含有饱和烃、芳烃、胶质和沥青质，其中饱和烃 是非极性的，其他组分是极性和强极性的。
以丙烷做溶剂时，根据溶解过程的分子相似原理，渣 油中相对分子质量较小的饱和烃和芳烃较易溶解，而 胶质和沥青质较差，甚至不溶。从分子极性大小来看 也是饱和烃的溶解度最大，芳烃次之，胶质又次之， 而沥青质基本不溶。