典型的炼油、化工工艺简介

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1、2007新进员工技术培训资料之二典型的炼油、化工工艺简介典型的炼油、化工工艺简介约翰克兰鼎名密封（天津）有限公司典型的炼油、化工工艺简介u 石油化学工业的发展石油化学工业的发展u 石油及石油产品石油及石油产品u 典型的炼油工艺简介典型的炼油工艺简介u 典型的化肥工艺简介典型的化肥工艺简介u 典型的乙烯工艺简介典型的乙烯工艺简介u 典型的煤化工工艺简介典型的煤化工工艺简介石油化工的含义石油化工的含义 石油化工，指以石油、天然气为原料，生产石油产品和石油化工，指以石油、天然气为原料，生产石油产品和石油化工产品的加工工业。其主要产品包括：石油化工产品的加工工业。其主要产品包括：各种燃料油（汽油、柴油

2、、煤油等）各种燃料油（汽油、柴油、煤油等）润滑油润滑油 液化石油气液化石油气 石油焦炭石油焦炭 石蜡石蜡 沥青沥青石油化工的发展历程石油化工的发展历程u 1919世纪世纪2020年代年代 石油炼制开始石油炼制开始 1919 1919 美孚以丙烯生产异丙醇美孚以丙烯生产异丙醇第一个石油化工产品第一个石油化工产品u 2020世纪世纪3030年代年代 高分子合成材料大量问世高分子合成材料大量问世 1931 1931 氯丁橡胶和聚氯乙烯氯丁橡胶和聚氯乙烯 1933 1933 高压法制乙烯高压法制乙烯 1935 1935 丁腈橡胶和聚苯乙烯丁腈橡胶和聚苯乙烯 1937 1937 丁苯橡胶丁苯橡胶 193

3、9 1939 尼龙尼龙6666u 2020世纪世纪5050年代年代 裂解工艺的发展为石油化工提供大量的燃料裂解工艺的发展为石油化工提供大量的燃料 1953 1953 涤纶涤纶 1957 1957 聚丙烯聚丙烯u 2020世纪世纪7070年代年代 新工艺开发缓慢，采用新技术、节能、优化生产操作，新工艺开发缓慢，采用新技术、节能、优化生产操作，综合利用原料，向下游产品延生发展。综合利用原料，向下游产品延生发展。主要的炼油工艺主要的炼油工艺 常减压蒸馏常减压蒸馏 催化裂化催化裂化 催化重整催化重整 加氢精制加氢精制 延迟焦化延迟焦化 加氢裂化加氢裂化石油组成石油组成1.1.烃类化合物烃类化合物 烷烃

4、烷烃 环烷烃环烷烃 芳烃（芳香烃）芳烃（芳香烃）2.2.非烃化合物非烃化合物 含硫化合物含硫化合物 含氧化合物含氧化合物 含氮化合物含氮化合物 焦状物质焦状物质石油的物理性质石油的物理性质馏分和馏程馏分和馏程比重和密度比重和密度凝点凝点闪点、燃点、自燃点闪点、燃点、自燃点含硫量含硫量石油产品石油产品燃料油及溶剂油燃料油及溶剂油润滑油及润滑脂润滑油及润滑脂蜡和焦及沥青蜡和焦及沥青苯及其它化学品苯及其它化学品炼油厂类型炼油厂类型1.1.燃料型燃料型 燃料油，如汽油、航空煤油、灯油、轻柴油、重柴油 燃料气、芳烃和石油焦2.2.燃料燃料-化工型化工型 燃料油，将重油品转化为烯烃、芳烃等化工原料 化工产

5、品，制取醇、酮、酸等有机原料及合成材料等3.3.燃料燃料-润滑型润滑型 将原油中的轻质油品分出并加工成燃料 重质油品经过滤加工制成各种润滑油炼油工艺炼油工艺常减压蒸馏常减压蒸馏 常减压蒸馏直接加工原油，是原油进入炼油厂必须经过的第一道工序，常减压蒸馏直接加工原油，是原油进入炼油厂必须经过的第一道工序，也称原油的一次加工。也称原油的一次加工。基本属于物理化学变化。基本属于物理化学变化。借助蒸馏过程，可以将原油分割成相应的汽油、煤油、柴油等燃料，还借助蒸馏过程，可以将原油分割成相应的汽油、煤油、柴油等燃料，还可以得到供其它炼油装置加工的原料。可以得到供其它炼油装置加工的原料。蒸馏原理蒸馏原理 通过

6、加热、汽化、分馏、冷凝和冷却等过程将液体混合物分离成一定纯通过加热、汽化、分馏、冷凝和冷却等过程将液体混合物分离成一定纯度的组分度的组分 按液体混合物中所含组分的沸点或蒸汽压不同而实现分离按液体混合物中所含组分的沸点或蒸汽压不同而实现分离 常压蒸馏、减压蒸馏、气提常压蒸馏、减压蒸馏、气提工艺流程工艺流程 原油脱盐、脱水原油脱盐、脱水 初馏初馏 常压蒸馏常压蒸馏 减压蒸馏减压蒸馏常减压蒸馏工艺流程常减压蒸馏工艺流程炼油工艺炼油工艺催化裂化催化裂化u 催化裂化：指高分子烃类在高温且采用催化剂的条件下裂解催化裂化：指高分子烃类在高温且采用催化剂的条件下裂解 的化学反应。的化学反应。u 主要作用：将重

7、质油品转化成较高质量的汽油主要作用：将重质油品转化成较高质量的汽油u 原原 料：常压馏分、减压馏分或焦化蜡油等重馏分油料：常压馏分、减压馏分或焦化蜡油等重馏分油u 特特 点：点：汽油产率高（汽油产率高（30%-60%30%-60%），且其辛烷值高（可达），且其辛烷值高（可达8080）、安定性好）、安定性好 柴油产率为柴油产率为0-40%0-40%，其十六烷值较直馏柴油低，其十六烷值较直馏柴油低 焦炭产率约焦炭产率约5%-7%5%-7%化学原理化学原理 异构化学反应异构化学反应 芳构化学反应芳构化学反应 氢转移反应氢转移反应 裂解反应裂解反应 大分子烃裂解为小分子烃类。大分子烃裂解为小分子烃类。

8、工艺流程工艺流程反应反应-再生系统再生系统分馏系统分馏系统吸收吸收-稳定系统稳定系统提升管催化裂化工艺流程提升管催化裂化工艺流程吸收吸收-稳定系统工艺流程稳定系统工艺流程炼油工艺炼油工艺催化重整催化重整 催化重整：在有催化剂的条件下，对直馏汽油馏分进行重整催化重整：在有催化剂的条件下，对直馏汽油馏分进行重整 广泛采用以铂作为主要活性成分的催化剂，也称铂催化。广泛采用以铂作为主要活性成分的催化剂，也称铂催化。催化剂分为铂催化剂和双金属催化剂。催化剂分为铂催化剂和双金属催化剂。化学原理化学原理脱氢反应脱氢反应脱氢环化反应脱氢环化反应异构化反应异构化反应裂化反应裂化反应工艺流程工艺流程 预分馏和预加

9、氢预分馏和预加氢 重整反应重整反应 后加氢和稳定处理后加氢和稳定处理 催化剂的再生催化剂的再生催化重整工艺流程催化重整工艺流程炼油工艺炼油工艺加氢精制加氢精制 加氢精制是催化加氢工艺的一种。加氢精制是催化加氢工艺的一种。加氢精制工艺是在高温（加氢精制工艺是在高温（250-420250-420。C C）、中高压力（）、中高压力（2.0-10.0MP2.0-10.0MP）和有）和有催化剂的条件下。在油品中加入氢，使氢与油品中的非烃类化合物的部催化剂的条件下。在油品中加入氢，使氢与油品中的非烃类化合物的部分杂质反应，从而将后者除去，达到精制的目的。分杂质反应，从而将后者除去，达到精制的目的。原料范围

10、很广，汽油、柴油、重油，甚至原油也可以作为原料。原料范围很广，汽油、柴油、重油，甚至原油也可以作为原料。化学原理化学原理含硫含氮含氧化合物的加氢反应含硫含氮含氧化合物的加氢反应烯烃与氧的反应烯烃与氧的反应 烯烃产生饱和反应生成烷烃；烯烃产生饱和反应生成烷烃；一部分芳烃也可以与氢反应生成环烷烃。一部分芳烃也可以与氢反应生成环烷烃。工艺流程工艺流程原料油的加热反应原料油的加热反应生成油的分离生成油的分离催化剂的再生催化剂的再生柴油加氢精制工艺流程柴油加氢精制工艺流程炼油工艺炼油工艺延迟焦化延迟焦化u 延迟焦化是一种热破坏加工方法，主要以贫氢的重质油如减压渣油为原延迟焦化是一种热破坏加工方法，主要以

11、贫氢的重质油如减压渣油为原料，在高温下进行深度热裂变和缩合反应，加工生产出轻质燃料油，同料，在高温下进行深度热裂变和缩合反应，加工生产出轻质燃料油，同时得到大量石油焦供冶金工业作电极或石墨制品。时得到大量石油焦供冶金工业作电极或石墨制品。u 主要产品成分：主要产品成分：约约70%70%的液体产品，其中汽油的液体产品，其中汽油10%-20%10%-20%，柴油，柴油25%-35%25%-35%裂化原料（含蜡油）裂化原料（含蜡油）25%-35%25%-35%石油气石油气6%-8%6%-8%焦炭焦炭15%-20%15%-20%化学原理化学原理断链断链裂环裂环脱氢脱氢延迟焦化工艺流程延迟焦化工艺流程化

12、肥工艺化肥工艺合成氨合成氨 以天然气为原料（其主要成分是甲烷，此外含有部分烷烃如乙烷、以天然气为原料（其主要成分是甲烷，此外含有部分烷烃如乙烷、丙烷、丁烷甚至戊烷极少量的氮气、氢气、二氧化碳和硫化氢等），丙烷、丁烷甚至戊烷极少量的氮气、氢气、二氧化碳和硫化氢等），中间经过转化、变换等过程，最终通过在高温、高压下的合成反应制中间经过转化、变换等过程，最终通过在高温、高压下的合成反应制取氨。取氨。化学原理化学原理 氨的合成反应及流程：造气、净化、合成氨的合成反应及流程：造气、净化、合成 造气系统：氮气和氢气的制备造气系统：氮气和氢气的制备 转化反应：转化反应：变换反应：变换反应：净化：除去净化：除

13、去COCO2 2和和COCO 脱碳：脱碳：甲烷化：甲烷化：氨的分离和冷却系统氨的分离和冷却系统大型合成氨原理流程大型合成氨原理流程大型合成氨工艺流程大型合成氨工艺流程化肥工艺化肥工艺合成尿素合成尿素氨和二氧化碳合成尿素的总反应为：氨和二氧化碳合成尿素的总反应为：分步反应为：分步反应为：合成尿素的原理流程合成尿素的原理流程甲铵水溶液循环法尿素工艺流程甲铵水溶液循环法尿素工艺流程煤化工工艺煤化工工艺高温焦炉煤气高温焦炉煤气(COG)(COG)的转化的转化u 炼焦炉产生的高温炼焦炉产生的高温COGCOG是一种分子量范围颇大的混合物，产生的是一种分子量范围颇大的混合物，产生的COGCOG量、量、组成、

14、发热量和密度等随干馏时间而变化。组成、发热量和密度等随干馏时间而变化。u 焦炉煤气的组成：焦炉煤气的组成：CO2 2-5%2-5%CnOm 2-4%2-4%O2 0.1-0.5%0.1-0.5%CO 5-8%5-8%CH4 25-30%25-30%H2 50-60%50-60%N2 3-7%3-7%u 主要用途：发电、用作甲醇等生产的化工原料。主要用途：发电、用作甲醇等生产的化工原料。高温高温COGCOG转化技术转化技术u转化技术：转化技术：焦油蒸汽非催化热解焦油蒸汽非催化热解催化热解催化热解高温高温COGCOG转化：催化转化和非催化转化转化：催化转化和非催化转化u转化特点：气体中的甲醇等烃类

15、几乎都分解成转化特点：气体中的甲醇等烃类几乎都分解成COCO和氢，和氢，炭粒子经冷却和脱硫工序净除。炭粒子经冷却和脱硫工序净除。高温高温COGCOG非催化转化制取甲醇、非催化转化制取甲醇、DEMDEM流程流程高温高温COGCOG非催化转化制取氢气流程非催化转化制取氢气流程乙烯工艺乙烯工艺裂解与乙烯生产裂解与乙烯生产 广义地说，凡是有机化合物在高温下分子发生分解的反应过程都称之为广义地说，凡是有机化合物在高温下分子发生分解的反应过程都称之为裂解裂解 石油化工中的石油化工中的“裂解裂解”是指石油烃（裂解原料）在隔绝空气或高温条件是指石油烃（裂解原料）在隔绝空气或高温条件下分子发生分解反应而生成小分

16、子烯烃或（和）炔烃的过程下分子发生分解反应而生成小分子烯烃或（和）炔烃的过程 石油化学工业中的石油化学工业中的“裂解裂解”与石油炼制工业中的与石油炼制工业中的“裂化裂化”l相同点：广义定义相同相同点：广义定义相同l不同点：（不同点：（1 1）一般地，在）一般地，在600600以上所进行的过程为裂解，在以上所进行的过程为裂解，在600600以下以下的过程为裂化；（的过程为裂化；（2 2）裂解的产物为乙烯、丙烯、乙炔、联产丁二烯、苯、）裂解的产物为乙烯、丙烯、乙炔、联产丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等化工产品，而裂化的目的产物为汽油等燃料产品甲苯、二甲苯等化工产品，而裂化的目的产物为汽油等燃料产品乙烯乙

17、烯 乙烯是基本有机化学工业最重要的产品，由乙烯出发可以生产许多重要的乙烯是基本有机化学工业最重要的产品，由乙烯出发可以生产许多重要的有机化学工业产品，例如：有机化学工业产品，例如：乙烯乙烯聚合聚合高压聚乙烯高压聚乙烯薄膜、成型制品薄膜、成型制品乙烯乙烯氧化氧化环氧乙烷环氧乙烷水合水合乙二醇乙二醇涤纶、抗冻剂、炸药等涤纶、抗冻剂、炸药等乙醇胺乙醇胺表面活性剂表面活性剂乙烯乙烯苯烷基化苯烷基化乙苯乙苯脱氢脱氢苯乙烯苯乙烯聚苯乙烯塑料、聚苯乙烯塑料、ABSABS树脂、丁苯橡胶树脂、丁苯橡胶 石油化学工业总是以乙烯生产为中心，乙烯装置在石油化工联合企业中成石油化学工业总是以乙烯生产为中心，乙烯装置在石

18、油化工联合企业中成为关系全局的核心生产装置为关系全局的核心生产装置烃类裂解的化学反应烃类裂解的化学反应u 各种烃的裂解反应各种烃的裂解反应烷烃的裂解反应烷烃的裂解反应烯烃的裂解反应烯烃的裂解反应环烷烃的裂解反应环烷烃的裂解反应芳烃的裂解反应芳烃的裂解反应u 烃类裂解的反应历程：一次反应、二次反应烃类裂解的反应历程：一次反应、二次反应u 裂解反应的选择性及其影响因素裂解反应的选择性及其影响因素 裂解工艺流程裂解工艺流程裂解工艺流程包括：裂解工艺流程包括：原料供给和预热系统原料供给和预热系统裂解和高压水蒸气系统裂解和高压水蒸气系统急冷油和燃料油系统急冷油和燃料油系统急冷水和稀释水蒸气系统急冷水和稀

19、释水蒸气系统轻柴油裂解工艺流程图轻柴油裂解工艺流程图轻柴油裂解工艺流程图轻柴油裂解工艺流程图图释：图释：1-1-原料油贮罐；原料油贮罐；2-2-原料油泵；原料油泵；3 3，4-4-原料油预热器；原料油预热器；5-5-裂解炉裂解炉;6-;6-急冷换热器；急冷换热器；7-7-汽包；汽包；8-8-急冷器；急冷器；9-9-油洗塔；油洗塔；10-10-急冷油过滤器；急冷油过滤器；11-11-急冷油循环泵；急冷油循环泵；12-12-燃燃料油汽提塔；料油汽提塔；13-13-裂解轻柴油汽提塔；裂解轻柴油汽提塔；14-14-燃料油输送泵；燃料油输送泵；15-15-裂解轻柴油输送裂解轻柴油输送泵；泵；16-16-

20、燃料油过滤器；燃料油过滤器；17-17-水洗塔；水洗塔；18-18-油水分离器；油水分离器；19-19-急冷水循环泵；急冷水循环泵；20-20-汽油回流泵；汽油回流泵；21-21-工艺水泵；工艺水泵；22-22-工艺水过滤器；工艺水过滤器；23-23-工艺水汽提塔；工艺水汽提塔；24-24-再沸再沸器；器；25-25-稀释蒸汽发生器给水泵；稀释蒸汽发生器给水泵；2626，27-27-预热器；预热器；28-28-稀释蒸汽发生器汽包；稀释蒸汽发生器汽包；29-29-分离器；分离器；30-30-中压蒸汽加热器；中压蒸汽加热器；31-31-急冷油加热器；急冷油加热器；32-32-排污水冷却器；排污水冷却器；3333，34-34-急冷水冷却器；急冷水冷却器；QW-QW-急冷水；急冷水；CW-CW-冷却水；冷却水；MS-MS-中压水蒸气；中压水蒸气；LS-LS-低压水蒸气；低压水蒸气；QO-QO-急冷油；急冷油；FO-FO-燃料油；燃料油；GO-GO-裂解轻柴油；裂解轻柴油；BW-BW-锅炉给水锅炉给水