石油炼制工艺及相关催化剂简介
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石油炼制工艺及相关催 化剂简介
2020年4月29日星期三
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
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。
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。
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
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。
在整个炼油工艺中占据重要的地位。
二、石油炼制工艺
图5. 催化裂化在炼厂中的作用示意图
二、石油炼制工艺
重质、劣质原料的催化裂化技术－DNCC
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）。
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
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。
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
蜡油
常压炉
减压炉
减压渣油
图4. 常减压蒸馏流程示意图
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。
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。
二、石油炼制工艺
图7. DCC工艺流程
二、石油炼制工艺
DCC工艺与常规FCC工艺对比
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
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。
一、石油及加工产品的性质
二、石油炼制工艺
图3. 燃料-润滑油型加工流程
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；
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。
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。
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。
二、石油炼制工艺
图1. 炼厂实景图
二、石油炼制工艺
图2. 燃料-化工型加工流程
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
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。
二、石油炼制工艺
图6. 催化裂化反应-再生系统
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
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
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
Байду номын сангаас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
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
2020年4月29日星期三
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
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。
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。
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
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。
在整个炼油工艺中占据重要的地位。
二、石油炼制工艺
图5. 催化裂化在炼厂中的作用示意图
二、石油炼制工艺
重质、劣质原料的催化裂化技术－DNCC
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）。
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
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。
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
蜡油
常压炉
减压炉
减压渣油
图4. 常减压蒸馏流程示意图
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。
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。
二、石油炼制工艺
图7. DCC工艺流程
二、石油炼制工艺
DCC工艺与常规FCC工艺对比
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
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。
一、石油及加工产品的性质
二、石油炼制工艺
图3. 燃料-润滑油型加工流程
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；
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。
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。
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。
二、石油炼制工艺
图1. 炼厂实景图
二、石油炼制工艺
图2. 燃料-化工型加工流程
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
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。
二、石油炼制工艺
图6. 催化裂化反应-再生系统
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
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
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
Байду номын сангаас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
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