第7章石油煉制12/8/20221本章主要內容2.原油的組成與一般性質3.燃料油的生產1.煉油工業的歷史與現狀12/8/20222煉油工業又稱石油煉制工業或石油加工工業。原料：原油（包括天然原油、人造石油、合成原油）。加工方法：一次加工工藝：原油常減壓蒸餾.二次加工工藝：催化裂化、催化重整、延遲焦化、減粘裂化、加氫裂化、高溫裂解、產品精制等。三次加工工藝：煉廠氣加工.一、煉油工業的歷史與現狀12/8/20223一次加工工藝--------原油蒸餾常減壓蒸餾原油預處理汽油輕柴油重柴油潤滑油餾分渣油一、煉油工業的歷史與現狀12/8/20224二次加工工藝：重油輕質化過程三次加工工藝：煉廠氣加工內容：烴烷基化、烯烴疊合、烴異構化等。將二次加工產生的各種氣體進一步加工(即)以生產高辛烷值汽油組分和各種化學品催化裂化熱裂化加氫裂化催化重整產品精制燃料(汽油、柴油、煤油)化工原料潤滑油餾分提高石油資源的利用效率；改善產品質量一、煉油工業的歷史與現狀12/8/202251）世界煉油工業發展歷史與現狀1823年，俄國建成了世界上第一個釜式蒸餾煉油廠。1860年，美國建立了最早的原油分餾裝置。石油的二次加工產生的原因：20世紀初期，內燃機問世，汽車工業迅速發展；第一次世界大戰的刺激，汽油的需求量劇增。一、煉油工業的歷史與現狀12/8/202261913年：石油熱裂解生產汽油的工藝實現工業化。1936年：固定床催化裂化工藝實現工業化，這是煉油工業發展史上的一項重大突破。40年代：煉油工業由熱加工為主轉向以催化加工為主。50年代：是催化加工全面發展的時期。一、煉油工業的歷史與現狀12/8/20227流化床催化裂化工藝的迅速發展；以生產高辛烷值汽油為目的的催化重整工藝的開發和利用；催化重整的副產氫氣促進了加氫精制技術的發展；催化加氫裂化工藝的出現。一、煉油工業的歷史與現狀12/8/20228

自上世紀90年代以來，由于重質原油越來越多，重質油的輕質化已成為煉油工業的一個熱點，同時也是一個難點。這主要是由其化學組成極其復雜所決定的。目前，重油的催化裂化、重油加氫裂化工藝受到廣泛關注。一、煉油工業的歷史與現狀12/8/20229表22004年世界各地區原油加工能力地區原油加工能力,億噸占世界總量，%北美10.238124.80中南美洲3.28628.00歐洲8.340420.20前蘇聯4.141310.10中東3.23587.90非洲1.61523.90亞太地區10.347525.10全世界41.2045100.0012/8/2022102）我國煉煉油工業的的歷史與現現狀1907年年：陜北延延長興辦了了石油官礦礦局煉油房房，在我國國首次使用用單獨釜生生產燈用煤煤油。1909年年：新疆獨獨山子開始始煉油。1940年年：玉門建建起了日煉煉200噸噸原油的蒸蒸餾裝置，，并開始利利用熱裂化化裝置生產產汽油。一、煉油工工業的歷史史與現狀12/6/2022111949年年：全國只只有玉門、、獨山子等等小規模的的煉油廠和和撫順、錦錦州、錦西西等人造石石油加工廠廠。50年代：：對在戰爭爭中被破壞壞的小煉油油廠及人造造石油廠開開始進行恢恢復和擴建建。1958年年：利用引引進前蘇聯聯的技術和和設備，興興建了年處處理能力為為100萬萬噸的蘭州州煉油廠，，它的建成成標志著我我國現代化化煉油工業業的開始。。一、煉油工工業的歷史史與現狀12/6/20221260年代：：隨著大慶慶和勝利等等油田開發發，依靠我我國自身的的力量，先先后建成了了大慶煉油油廠、勝利利煉油廠和和東方紅煉煉油廠，規規模在150～250萬噸。。實現了了石油產品品的基本自自給，結束束了我國石石油產品依依賴進口的的歷史。上世紀60年代開始始，我國通通過引進與與吸收，掌掌握了流化化催化裂化化、催化重重整、延遲遲焦化、硫硫酸烷基化化、加氫精精制、加氫氫裂化等工工藝技術，，大大縮短短了與世界界煉油先進水水平之間的的差距。一、煉油工工業的歷史史與現狀12/6/2022131978年年：我國的的原油產量量達到一億億噸，自此此以后，我我國煉油工工業也進入入了一個新新的發展時時期。開發發了一批新新的煉油技技術及催化化劑，如重重油催化裂裂化、渣油油加氫裂化化、中、高高壓加氫裂裂化、連續續催化重整整等煉油新新技術，使使我國的煉煉油工藝技技術達到或或接近了當當代世界先先進水平。。截止到目前前：我國的的煉油能力力已經超過過3億噸，，預計在今今后幾年內內煉油能力力還將增加加一億噸左左右。2005年年：我國原原油的實際際加工量為為2.87億噸，其其中汽油產產量為0.5405億噸、柴柴油1.1062億億噸，煤油油0.0989億噸噸，輕質油油品的收率率占原油加加工量的60.7%。我國已已成為世界界第二大石石油消費國國。一、煉油工工業的歷史史與現狀12/6/202214總之之，，我我國國的的煉煉油油工工業業經經過過50多多年年的的發發展展，，取取得得了了巨巨大大的的成成就就，，從從一一個個完完全全依依賴賴進進口口石石油油產產品品的的國國家家發發展展成成為為世世界界第第二二煉煉油油大大國國，，同同時時也也掌掌握握了了世世界界主主要要的的先先進進煉煉油油技技術術，，并并根根據據我我國國的的國國情情有有所所創創造造和和發發展展。。但但是是也也面面臨臨著著許許多多新新的的問問題題，，如如高高含含硫硫原原油油的的加加工工、、產產品品的的進進一一步步升升級級換換代代等等。。一、煉油油工業的的歷史與與現狀12/6/20221512/6/202216(1)主要要動力資源源自出現內燃燃機后，就就成為各種種交通工具具主要燃料料。國防裝置如如坦克、飛飛機、裝甲甲車、艦艇艇等現代化化武器多以以石油產品品為燃料，，近代火箭箭燃料也有有從石油中中獲得的。。為什么選擇擇石油作主主要動力資資源？作為燃料，，石油較煤煤炭的發熱熱值高，燃燃燒完全，，使用方便便，易于輸輸送。(2)優質質的潤滑材材料石油是提取取潤滑油的的主要原料料。目前全世界界每年生產產的石油約約有2%作作潤滑油。。3）石油煉煉制工業在在國民經濟濟中的地位位一、煉油工工業的歷史史與現狀12/6/202217(3)石油油是重要的的化工原料料現代化工產產品的80%有機化工產產品，95%三烯、三苯苯、一炔合成材料、、肥料、炸藥藥等一、煉油工工業的歷史史與現狀12/6/202218造氣原油天然氣輕烴和餾分油石油產品液態燃料潤滑油工業用油等石油烴裂解中間產品醇、醛、酮、酸、酐、醚、腈、鹵代烴、酚及各種單體三大合成材料(合成橡膠、合成纖維、合成樹脂)醫藥、農藥、炸藥涂料、香料、染料溶劑、助劑、表面活性劑凈化分離油田氣合成氨石油化工基礎原料如：三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）三苯（苯、甲苯、二甲苯）有機合成合成氣制氫石油煉制一、煉油工工業的歷史史與現狀12/6/2022194)石石油工工業面面臨的的形勢勢(1)重質質油輕輕質化化技術術受到到重視視。(2)增增加煉煉油廠廠的靈靈活性性(能能加工工不同同類型型的原原油，，生產產多種種產品品)，，提高高原油油加工工深度度，提提高輕輕油收收率。。例如，，各種種重油油(或或渣油油)的的高效效轉化化技術術。(3)提提高產產品的的環境境性能能或生生產環環境友友好的的產品品；一、煉煉油工工業的的歷史史與現現狀12/6/202220(4)減少少污染染物排排放，，消除除煉油油廠殘殘渣。。(5)促進進煉油油廠向向石化化延伸伸，增增加煉煉油企企業效效益。。我國共共有各各類煉煉油廠廠220個個，100萬噸噸/年年以下下的小小煉油油廠166個，，千萬萬噸級級煉油油企業業有7個。。世界煉煉油廠廠平均均加工工能力力633萬萬噸噸/年年，韓韓國最最高，，達2120萬萬噸噸/年年。一、煉煉油工工業的的歷史史與現現狀12/6/202221國家煉煉油工工業““十一一五””規劃劃重點點項目目、廣廣西北北部灣灣經濟濟區標標志性性工程程―――總投投資151億元元的中中國石石油廣廣西石石化1000萬萬噸/年煉煉油工工程2010年年9月月在廣廣西欽欽州市市竣工工投產產。隨著國國民經經濟的的快速速發展展，西西南地地區對對能源源需求求持續續增加加。該該項目目投產產后，，每年年可向向西南南地區區供應應830萬萬噸汽汽油、、柴油油、航航空煤煤油、、液化化石油油氣等等燃料料，以以及90萬萬噸聚聚丙烯烯、芳芳烴、、苯、、甲苯苯、混混合二二甲苯苯等石石化產產品，，將進進一步步優化化我國國的能能源配配置，，大大大緩解解西南南地區區成品品油短短缺的的局面面。廣西的煉煉油工業業一、煉油油工業的的歷史與與現狀12/6/202222二原油的組組成與一般性性質從地下開采出出來的未經加加工處理的石石油稱為原油油.1原油的元元素組成表7.1原油油的元素組成成12/6/202223主要元素：C、H、S、、O、N微量金屬元素素：釩、鎳、、鐵、鈣、鈦鈦、鎂、鈉、、鈷、銅、鋅、、鋁、鉻、鉛鉛、鉬等微量非金屬元元素：氯、硅硅、磷、砷、、碘等。注意：微量元元素對原油加加工過程和產產品的性質有有重要的影響。1原油的元元素組成12/6/2022242原油的餾餾分組成1）幾個概念念初餾點：蒸餾餾出第一滴油油品時的氣相相溫度，叫初初餾點。終餾點或干點點：蒸餾最后后達到的氣相相溫度，叫終終餾點或干點。餾分：在一定定溫度范圍蒸蒸餾出來的油油品，叫餾分分。2）原油的餾餾分每一種餾分仍仍然是多種烴烴的混合物。12/6/202225石油的蒸餾原油脫鹽脫水石油常壓蒸餾石油氣(C1~C4)汽油(C5~C11)煤油(C10~C16)柴油(C15~C18)重油蒸餾：根據物質的沸沸點的不同進進行分離的一一種方法。溶劑油(C5~C8)25%75%12/6/202226將重重油油進進行行減減壓壓蒸蒸餾餾2））由由于于同同一一種種物物質質，，在在不不同同的的壓壓強強下下，，沸沸點點不不同同。。因因為為外外界界壓強強越越大大，物質質沸點點就就越越高高；外外界界壓壓強強越越小小，，物物質質沸沸點點就就越越低低。。1））若要要將將重重油油進進一一步步分分離離，，則則要要在在更更高高的的溫溫度度，，而而在在高溫溫下下，高高沸沸點點的的烴會會分分解解，更更嚴嚴重重的的是是還還會會炭化化結結焦焦，損損壞壞設設備備，，影影響響正正常常生生產產。。2原原油油的的餾餾分分組組成成12/6/202227重油油減壓壓蒸蒸餾餾重柴柴油油潤滑滑油油凡士士林林石蠟蠟瀝青青12/6/202228表7.2原原油油餾餾分分的的沸沸點點與與碳碳原原子子數數和和分分子子量量的的關關系系2原原油油的的餾餾分分組組成成12/6/202229常壓壓加加熱熱爐爐減壓壓加加熱熱爐爐常壓壓分分餾餾塔塔減壓壓分分餾餾塔塔原油油重油油輕柴柴油油重柴柴油油煤油油汽油油石油油氣氣輕潤潤滑滑油油中潤潤滑滑油油重潤潤滑滑油油渣油油石油油分分餾餾示示意意圖圖12/6/20223012/6/2022313原原油的的化合合物組組成1）烴烴類組組成原油中中的烴烴類烷烴正構烷烷烴異構烷烷烴環烷烴烴單環環環烷烴烴雙環環環烷烴烴芳香烴烴單環芳芳香烴烴雙環芳芳香烴烴多環芳芳香烴烴12/6/202232單體烴組成成：石油及及其餾分中中每一單體體化合物的的含量。特點：細、、繁，隨著著石油餾分分沸程的增增高其單體體化合物數數目急劇增增加。一般般還只限于于闡述石油油氣及石油油低沸點餾餾分時采用用。僅用于于窄餾分。。3原油的的化合物組組成原油組成分分析方法：：（1）單體體烴分析主要分析手手段：氣相相色譜法等等。12/6/202233族組成：化化學結構相相似的一類類化合物。。以石油餾餾分中各族族烴類相對對含量的組組成數據表表示。特點：簡單單實用，至至于分析哪哪些族取決決于分析方方法以及實實際應用的的需要。如如：汽油餾餾分的分析析以烷烴、、環烷烴、、芳香烴的的含量；分分析裂化汽汽油增加不不飽和烴，，分析更細細致些，則則可將烷烴烴再分為正正構烷烴和和異構烷烴烴，將環烷烷烴分為環環己烷系和和環戊烷系系。（2）烴類類族分析3原油的化化合物組成成12/6/2022343原油的的化合物組組成（3）結構構族分析基本原理：：把原油各餾餾分數（含含千百計的的各種復雜雜分子）看看成是一種種“平均分分子”，由由烷基側鏈鏈、環烷環環、芳香環環3個“結結構單位””組成。餾分結構族族組成，用用“平均分分子”上結結構單元在在分子中所所占的分量量表示。12/6/202235結構單元在在分子中所所占的分量量可以用芳芳香環上的的碳原子占占分子總碳碳原子的百百分數（%CA）、環烷環環上的碳原原子占分子子總碳原子子的百分數數（%CＮ）和烷基側側鏈上的碳碳原子占分分子總碳原原子的百分分數（%CP）來表示示。3原油油的化合合物組成成12/6/202236表7.3大慶及及中原重重整原料料的烴族族組成3原油的的化合物物組成12/6/2022373原油的的化合物物組成12/6/2022383原油的的化合物物組成12/6/2022393原油的化化合物組成CA、CN、CP分別表示芳香環、、環烷環和烷基側側鏈上碳原子占分分子占分子中數總總碳分子的百分數數；RA、RN分別表示芳香環、環烷烷環的環數。12/6/2022402）非烴類化化合物的組成成(1)原油中中的含硫化合合物3原油的化化合物組成12/6/2022413原油油的化合合物組成成A分類類與組成成原油中的的含硫量量,是評評價原油油質量的的重要指指標.原油高硫原油油(ω＞＞2%)含硫原油油(ω＞＞0.5%～～2%)低硫原油油(ω＜＜0.5%)12/6/2022423原油油的化合合物組成成原油中含含硫組成成活性硫S、H2S、RSH等；；特點：腐腐蝕設備備。非活性硫硫R-S-R、R-S-S-R、噻吩吩等；特點：對對設備沒沒有直接接腐蝕。B原油油中硫的的危害I是催催化劑的的毒物12/6/2022433原原油油的的化化合合物物組組成成II加加速速發發動動機機、、機機械械零零件件的的損損耗耗含硫硫化化合合物物燃燒燒SO2、SO3水H2SO4、H2SO3對金金屬屬有有強強烈烈腐腐蝕蝕作作用用III使使潤潤滑滑油油、、汽汽油油、、柴柴油油變變質質H2SO4、H2SO3+潤滑滑油油磺酸酸、、硫硫酸酸酯酯、、膠膠質質等等12/6/2022443原原油油的的化化合合物物組組成成硫化化合合物物使使汽汽油油的的辛辛烷烷值值降降低低。。噻吩吩+O2磺酸酸使柴柴油油變變色色、、產生生沉沉淀淀（2））原原油油中中的的含含氧氧化化合合物物12/6/2022453原原油油的的化化合合物物組組成成原油油中中含含氧氧組組成成氧在在原原油油中中存存在在膠膠狀狀瀝瀝青青狀狀物物質質中中。。酸性性含含氧氧化化合合物物（（或或石石油油酸酸））：：環環烷烷酸、、脂脂肪肪酸酸、、酚酚類類等等。。中性性含含氧氧化化合合物物：：醛醛、、酮酮等等（3））原原油油中中的的含含氮氮化化合合物物能腐腐蝕蝕設設備備12/6/2022463原原油油的的化化合合物物組組成成原油油中中含含氮氮組組成成堿性性氮氮化化合合物物：：吡吡啶啶、、喹喹啉啉、、異異喹啉啉及及吖吖啶啶的的同同系系物物；；非堿堿性性氮氮化化合合物物：：吡吡咯咯、、吲吲哚哚、、咔唑唑的的同同系系物物。。氮在在原原油油中中主主要要以以膠膠狀狀瀝瀝青青狀狀物物質質形形式式存存在在。。催化化劑劑的的毒毒物物，，并并可可使使油油品品變變色色12/6/2022473原油的的化合物組組成3）原油中中的膠狀瀝瀝青狀物質質膠狀瀝青狀狀物質：是是一類分子子量很高，，組成復雜雜的化合物。。主要存在在原油蒸餾餾后的渣油油中。油品中含有有膠質，使使用時就會會生成炭渣渣，使機械械部件磨損、油油路堵塞。。膠質受熱或或氧化、縮縮合成瀝青青質，瀝青青質受熱或或氧化還可進一步步縮合成半半油焦質和和油焦質。。后者不溶溶于油。12/6/2022483原油的的化合物組組成4）原油中中的固體烴烴固體烴通常常以溶解狀狀態存在于于原油中，，當溫度降降低時，會有一部分分固體烴析析出。固體體烴在工業業上稱為蠟蠟。蠟石蠟（來源源于柴油、、潤滑油餾餾份）地蠟（來源源于減壓渣渣油）12/6/2022493原原油的的化合合物組組成蠟的特特性：：（1））原油油中存存在蠟蠟，會會嚴重重影響響油品品低溫溫流動動性，，對原油的的輸送送、加加工和和產品品質量量有不不良影影響。。（2））石蠟蠟是蠟蠟紙、、蠟燭燭、肥肥皂、、洗滌滌劑、、潤滑滑脂的的重要原料料。（3））地蠟蠟可作作不絕絕緣材材料與與密封封材料料使用用。12/6/202250三燃燃料油油的生生產1原原料油油的預預處理理2）危危害1）鹽鹽、水水的來來源原油在在開采采過程程中，，除夾夾帶少少量的的泥沙沙、鐵鐵屑等等固體體雜質外外，一一般都都含有有水分分，且且水中中都溶溶有一一定量量的鈉鈉、鎂、鈣鈣等鹽鹽類。。A原原油含含水含含鹽會會給運運輸儲儲存增增加負負擔，，也給給加工工過程帶帶來不不利的的影響響。12/6/2022511原原料油油的預預處理理B原原油含含水會會增加加蒸餾餾過程程熱能能消耗耗，也也會導導致動動力消耗增增加。。C原原油含含鹽會會沉積積在器器壁和和管壁壁上影影響傳傳熱,增加加熱能消消耗耗,嚴嚴重重時時使使流流動動壓壓力力降降增增大大,甚甚至至堵堵塞塞爐爐管管和和換換熱器器管管道道,造造成成裝裝置置停停工工事事故故.D氯氯化化鎂鎂、、氯氯化化鈣鈣等等能能水水解解生生成成氯氯化化氫氫，，氯氯化化氫氫溶溶于于水中中形形成成鹽鹽酸酸嚴嚴重重腐腐蝕蝕設設備備。。12/6/2022521原原料料油油的的預預處處理理3））脫脫鹽鹽脫脫水水的的基基本本原原理理鹽水水在在原原油油中中的的存存在在形形式式：：形形成成穩穩定定的的油油包包水水型型乳乳狀狀液液。。措施施：：采采用用電電-化化學學脫脫鹽鹽脫脫水水法法。。其其原原理理是是借借助助乳乳化劑劑和和高高壓壓電電場場的的共共同同作作用用進進行行乳乳化化，，使使微微小小液液滴滴聚聚集集成大大水水滴滴并并沉沉降降分分離離。。12/6/202253常減減壓壓裝裝置置是是對對原原油油進進行行一一次次加加工工的的蒸蒸餾餾裝裝置置，，即即將將原原油油分分餾餾成成汽汽油油、、煤煤油油、、柴柴油油、、蠟蠟油油、、渣渣油油等等組組分分的的加加工工裝裝置置。。常減減壓壓蒸蒸餾餾裝裝置置一一般般分分為為三三段段，，即即初初餾餾、、常常壓壓蒸蒸餾餾、、減壓壓蒸蒸餾餾，，可可生生產產各各種種燃燃料料油油和和潤潤滑滑油油餾餾分分。。2原原油油的的精精餾餾1））常常減減壓壓蒸蒸餾餾裝裝置置及及流流程程12/6/2022542原原油油的的精精餾餾12/6/202255進料汽提塔冷凝器圖7.3原油精精餾塔示示意圖（1）原原油常壓壓蒸餾及及其特點點12/6/202256A．常壓塔塔的原料料和產品品都是組組成復雜雜的混合合物B．常壓塔是一個復復合塔結結構（側側線產品品）C．常壓塔下部設置置汽提段段，側線線產品設設汽提塔塔為了促使使原油中中的重質質油在較較低的溫溫度下沸沸騰、汽汽化，除除采用減減壓蒸餾餾外，還還可在蒸蒸餾過程程中，向向待蒸餾餾原油通通入高溫溫水蒸汽汽，這叫叫做汽提提。2原油油的精餾餾12/6/202257在復合塔塔內，汽汽油、煤煤油、柴柴油等產產品之間間只有精精餾段而而沒有提提餾段，，這樣側側線產品品中會含含有相當當數量的的輕餾餾分，這這樣不僅僅影響本本側線產產品的質質量，而而且降低低了較輕輕餾分的的收率。。所以通常常在常壓壓塔的旁旁邊設置置若干個個側線線汽提塔塔，這些些汽提塔塔重疊起起來，但但相互之之間是隔隔開的，，側線產產品從常常壓塔中中部抽出出，送入入汽提塔塔上部，，從該該塔下注注入水蒸蒸汽進行行汽提，，汽提出出的低沸沸點組分分同水蒸蒸汽一道道從汽提提塔頂部部引出返返回主塔塔，側線線產品由由汽提塔塔底部部抽出送送出裝置置。2原油油的精餾餾12/6/2022582原油油的精餾餾汽提實際際上降低低了油氣氣的分壓壓，與減減壓作用用相同，，而且它它操作更更簡便，，因此在在原油蒸蒸餾工藝藝中得到到了廣泛泛的應用用。但汽提要要消耗大大量蒸汽汽，且增增加了冷冷卻水的的用量，，因此與與減壓配配合使用用，效果果更好。。12/6/202259（2）減減壓蒸餾餾及其特特點常壓蒸餾餾剩下的的重油組組分分子子量大、、沸點高高，且在在高溫下下易分解解，使餾餾出的產產品變質質并生產產焦炭，，破壞正正常生產產。因此此，為了了提取更更多的輕輕質組分分，往往往通過降降低蒸餾餾壓力，，使被蒸蒸餾的原原料油沸沸點范圍圍降低。。這一在在減壓下下進行的的蒸餾過過程叫做做減壓蒸蒸餾。2原油油的精餾餾12/6/202260減壓蒸餾的核核心設備是減壓塔和它它的抽真空系系統減壓塔的基本本要求：盡量提高拔出出率，對餾分組成要要求不是很嚴嚴格提高拔出率的的關鍵：提高高減壓塔的真真空度2原油的精精餾12/6/202261減壓蒸餾的原原理與常壓蒸蒸餾相同，關關鍵是減壓塔塔頂采用了抽抽真空設備，，使塔頂的壓壓力降到幾千千帕。抽真空設備的的作用是將塔塔內產生的不不凝氣(主要要是裂解氣和和漏入的空氣氣)和吹入的的水蒸氣連續續地抽走以保保證減壓塔的的真空度要求求。減壓塔的抽真真空設備常用用的是蒸汽噴射器，也稱蒸汽吸吸射泵)或機械真空泵，，其中機械真空空泵只在一些些干式減壓蒸蒸餾塔和小煉煉油廠的減壓壓塔中采用，，而廣泛應用用的是蒸汽噴噴射器。2原油的精精餾12/6/202262圖7.4燃料型原原油蒸餾典型型工藝流程圖圖2原油的精精餾常一線油12/6/202263原油加工方案案中設初餾塔塔的作用及時蒸出原油油在換熱升溫溫過程中已經經汽化的汽油油，使其不進進入常壓加熱熱爐，以降低低爐的熱負荷荷和原油換熱熱系統的操作作壓力，從而而降低裝置能能耗和操作費費用。2原油的精精餾12/6/202264常-減壓蒸蒸餾原料及及產品特點點原油在進入入常減壓蒸蒸餾裝置前前，首先進進行脫鹽脫脫水。在常壓塔得得到：常壓塔頂：：石腦油（（汽油餾分分）：因為辛烷值值低可以作作為溶劑油油；催化重重整原料；；常一線：航航空煤油（（煤油）：：根據原油性性質不同，，生產不同同的煤油。。常二線：柴柴油一一般生產產0#柴油油常三線：重重柴油：20#重柴柴油2原油的的精餾12/6/202265在減壓塔得得到：餾分范圍為為（350～500℃）的蠟蠟油。①在不同的側側線得到各各個餾分，，作為生產產潤滑油原原料。特點點：凝固點點高，分子子量大，還還可作為催催化裂化原原料，加氫氫裂化原料料。②在減壓塔底底得到渣油油，根據原原油的性質質可以作為為：燃料油油，延遲焦焦化原料，，生產瀝青青的原料。。2原油的的精餾12/6/202266溫度：原油油經換熱后后達到300℃左右右，進入常常壓加熱爐爐，原油油被加熱到到360～～380℃℃進入常壓壓塔進行蒸蒸餾。塔頂頂100～～130℃℃，常一線線（煤油））200℃℃左右，常常二線（柴柴油）280℃左右右，常三線線（重柴油油）340℃左右。。壓力：塔頂頂在0.1～0.16MPa下操作。。2原油的的精餾2）常-減減壓蒸餾操操作影響因因素及調節節常壓蒸餾主主要操作條條件：12/6/2022672原油的的精餾（1）常壓壓系統操作作影響因素素常壓系統的的生產目標標：生產燃燃料油。常壓系統操操作好壞的的評價指標標：分餾精精確度。分分餾精確度常用用相鄰兩個個餾分的““重疊”和和“間隙””來表示。。A溫度的的影響------蒸餾過過程中溫度度保持平穩穩爐出口溫度度、塔頂及及側線溫度度都要嚴格格控制平穩穩。12/6/2022682原油的的精餾B壓力的的影響-----控控制適當當的壓力操作壓力降降低，有利利于各組分分在較低的的溫度下沸沸騰，但會增大油油氣體積，，降低處理理量。C回流比比的影響-----控制適適當的回流流比增大回流比比，可改善善分餾效果果。但回流流比過大，，會造成霧沫夾夾帶嚴重，，操作費用用上升。D汽流速速度-----常常壓塔允許許氣速一般般為0.6～1.1m/s汽流速度過過大，霧沫沫夾帶嚴重重，汽流速速度過低，，處理量下降。12/6/2022692原油的的精餾E水蒸氣氣量的影響響------水水蒸氣總量量是原油處處理量的2%～5%水蒸氣的作作用：向系系統補充熱熱源；降低低油氣分壓壓的作用。注意：蒸氣氣量不能過過大，否則則會造成氣氣速過高，，消耗過多的冷卻水水來冷凝。。12/6/202270減壓塔溫度：常常壓塔底底油350℃左左右進入入減壓加加熱爐，，被加熱熱到380～400℃℃進入減減壓塔進進行蒸餾餾。壓力：減減壓塔頂頂殘壓一一般在20～60mmHg。。（2）減減壓系統統操作影影響因素素2原油油的精餾餾12/6/2022712原油的的精餾減壓系統的的生產目標標：生產潤潤滑油、裂裂化原料。。減壓系統操操作好壞的的評價指標標：在餾出出液殘炭合合格的前提下，，提高撥出出率、減少少渣油量。。采取的措施施：在減壓壓蒸餾過程程中，保證證真空度變變化不大，即保保證蒸汽壓壓力變化不不大。12/6/2022723延遲焦焦化1)化學加加工方法提提高油品質質量的必要要性國民經濟和和國防上大大量需要的的是汽油、、煤油、柴柴油等輕質質油品。而而絕大多數數原油經常常減壓蒸餾餾后，只能能提供30%左右的的輕質油品品，其余是是重質餾分分和殘渣油油。而且直直餾汽油的的辛烷值較較低。因此此，需要利利用化學加加工的方法法提高油品品質量。化學加工過過程（二次加工工）熱加工過程程催化加工過過程熱裂化加工工減粘裂化加加工延遲焦化加加工12/6/202273石油蒸餾裂化（二次加工）

裂化汽油

直餾汽油烷烴環烷烴烷烴烯烴裂化目的:提高汽油油的質量和和產量。3延遲焦焦化從原油直接接蒸餾得到到的餾分稱稱為直餾餾餾分，它們們基本上保保留著原油油原來的性性質，石油油直餾餾分分經過二次次加工后，，所得的餾餾分與相應應直餾餾分分的化學組組成不同。。12/6/2022743延遲焦焦化2）基本原原理渣油加熱爐（500~5050C）焦炭塔（發生裂化化、縮合反反應）延遲焦化注意：裂化化反應產生生較小分子子，是使渣渣油轉化為為氣體（焦化氣））、汽油、、柴油、蠟蠟油和焦炭炭等產品直直接原因。。焦化氣的主主要成份：：H2:50~60；O2:0.4~0.6CH4:22~26；CmHn:2.2~2.6CO:2~3；CO2:2.2N2:2.2412/6/202275延遲焦化原原則流程物料在加熱熱爐管中是是連續的，，加熱爐出出口物料在在兩個焦化化塔之間切切換，一個個塔在線生生焦，另一一個塔冷卻卻、除焦和和暖塔。從從焦化塔頂頂出來的油油氣進入分分餾塔（又又被稱為聯聯合塔）。。分餾塔底底是輻射進進料泵的緩緩沖罐，焦焦化原料和和冷卻的油油氣（循環環油）在這這里混合后后一起進入入輻射進料料泵。12/6/2022763延延遲遲焦焦化化3））操操作作條條件件（1））反反應應溫溫度度特點點：：加加熱熱爐爐出出口口溫溫度度一一般般控控制制在在495~5050C。。溫溫度度過過低，，焦焦化化反反應應深深度度和和速速度度降降低低，，溫溫度度過過高高，，焦焦化化反反應應過過深，，使使汽汽油油、、柴柴油油繼繼續續裂裂解解。。（2））系系統統壓壓力力特點點：：一一般般低低壓壓焦焦化化控控制制分分餾餾塔塔頂頂油油氣氣分分離離器器壓壓力力（表表壓壓））為為0.15-0.17MPa。。壓壓力力過過高高，，反反應應深深度度大大，，焦化化氣氣和和焦焦炭炭收收率率高高，，壓力力過過低低，，可可以以得得到到較較多多的的蠟蠟油油。。12/6/2022773延延遲遲焦焦化化（3））分分餾餾塔塔操操作作溫溫度度特點點：：分分餾餾塔塔操操作作溫溫度度不不宜宜高高于于4000C。。溫溫度度過過高高，，容容易結結焦焦，，溫溫度度過過低低，，分分餾餾難難以以進進行行。。（4））循循環環比比循環環比比是是指指焦焦化化分分餾餾塔塔底底循循環環量量與與原原料料油油量量之之比比。。工業業上上一一般般采采有有較較小小循循環環比比。。較較大大循循環環比比雖雖然然能能提提高汽油油、、柴柴油油的的收收率率，，但但焦焦化化餾餾出出油油收收率率減減少少，，導導致致催催化裂裂化化或或加加氫氫裂裂化化原原料料減減少少。。焦化化餾餾出出油油主主要要作作為為催催化化裂裂化化、、加加氫氫裂裂化化的的原原料料。。P322-32312/6/202278圖7.5延延遲遲焦焦化化工工藝藝流流程程圖圖3延延遲遲焦焦化化又稱稱為為蠟蠟油油，，可可做做催催化化裂裂化化、、加加氫氫裂裂化化原原料料4））工工藝藝流流程程12/6/2022794催催化化裂裂化化催化化裂裂化化是是以以重重質質餾餾分分油油為為原原料料，，在在催催化化劑劑存存在在條條件件下和和在在450~5300高溫溫和和0.1~0.3MPa壓壓力力下下，，經經過過以以裂裂化為為主主的的一一系系列列反反應應，，生生成成焦焦化化氣氣、、汽汽油油、、柴柴油油、、重重質質油及及焦焦炭炭的的工工藝藝過過程程。。12/6/202280催化化裂裂化化在在煉煉油油過過程程中中的的地地位位:催催化化裂裂化化是是現現代代化化煉煉油油廠廠用用來來改改質質重重質質餾餾分分和和渣渣油油的的核核心心技技術術。。我國車用用汽油70--80%是來自自催化裂裂化汽油油；柴油產量量的30％以上上來自催催化裂化化；煉油企業業中一半半以上的的效益依依靠催化化裂化。。4催化化裂化12/6/2022814催化化裂化1）催化化裂化的的化學反反應（1）原原料油在在催化劑劑上進行行反應的的特點A催化化裂化反反應歷程程擴散吸附反應脫附再擴散都有可能成為為決定催化裂裂化反應速度度的關鍵步驟驟12/6/202282催化裂化反應應的特點------氣氣固非均相反反應原料在反應器器汽化，然后后在催化劑(Cat)表表面上反應。。外擴散：反應應物分子向Cat.表面面擴散；內擴散：反應應物分子向Cat.內部部擴散；吸附：反應物物分子被Cat.內表面面吸咐；表面反應：Cat.內表表面上發生化化學反應；脫附：反應產產物分子從Cat.內表表面脫附；內擴散：反應應產物分子由由孔穴向外擴擴散；外擴散：反應應產物分子擴擴散到主氣流流中。4催化裂化化12/6/202283原料料中間間物物產物物烷烴烴&異異構構烷烷烴烴烷烴烴裂化化環烷烷烴烴烯烴烴芳香香烴烴烯烴烴異構構烯烯烴烴芳香香烴烴焦炭炭裂化化縮合合聚合合芳構構化化異構構化化裂化化各種種烴烴類類催催化化裂裂化化反反應應網網絡絡示示意意圖圖H-轉轉移移裂化化B烴烴類類催催化化裂裂化化反反應應特特點點12/6/202284說明明三三點點：氫轉轉移移反反應應特征征反反應應，反反應應速速度度不不快快，，較較低低溫溫度度有有利利。。氫氫轉轉移移反反應應的的結結果果是是使使生生成成物物中中的的一一部部分分烯烯烴烴飽飽和和，，這這是催催化化裂裂化化產產品品飽飽和和度度較較高高的的根根本本原原因因。裂化化反反應應最主主要要、、最最重重要要的的反反應應，對對整整個個反反應應的的熱熱力力學學和和動動力力學學起起決決定定作作用用，，催催化化裂裂化化由由此此得得名名。。芳構構化化反反應應反應應能能力力較較弱弱，，汽汽油油辛辛烷烷值值的的提提高高主主要要靠靠裂裂化化和和異異構構化化反反應應。。辛烷烷值值大大小小順順序序：：芳烴烴、、異異構構烯烯烴烴>異異構構烷烷烴烴、、烯烯烴烴>環環烷烷烴烴>正正構構烷烷烴烴12/6/2022854催催化化裂裂化化烴類類催催化化裂裂化化反反應應規規律律：：I平平行行-順順序序反反應應烴類類在在催催化化裂裂化化時時,可可以以朝朝幾幾個個方方向向進進行行反反應應，，這這種種反反應應稱稱之之為為平行行反反應應。。同時時隨隨著著反反應應深深度度增增加加,初初始始的的反反應應產產物物又又會會繼繼續續進進行行，，這這種種反反應應叫叫順序序反反應應.原油油餾餾分分的的催催化化裂裂化化反反應應是是一一個個復復雜雜的的平平行行-順順序序反應應過過程程.12/6/202286圖7.7原原油餾餾分的的催化化裂化化反應應(虛虛線表表示不不重要要的反反應)4催催化裂裂化12/6/2022874催催化裂裂化II各各烴烴類吸吸附和和反應應速率率的順順序不不同原料進進入反反應器器后,首先先氣化化變為為氣體體,氣氣體分分子在在催化化劑活性性表面面吸附附然后后進行行反應應.對于碳碳原子子數相相同的的各類類烴,吸附附順序序為:稠環芳芳烴＞＞稠環環環烷烷烴＞＞烯烴烴＞單單烷基基側鏈鏈的單單環芳芳烴＞單單環環環烷烴烴>烷烷烴同類型型的烴烴,分分子量量越大大越易易吸附附.12/6/2022884催催化裂裂化化學反反應速速率的的大小小順序序則為為:烯烴＞＞大分分子單單烷基基側鏈鏈的單單環芳芳烴＞＞異構構烷烴烴與烷烷基環烷烴烴＞＞＞小分分子單單烷基基側鏈鏈的單單環芳芳烴＞＞正構構烷烴烴＞稠環芳芳烴III幾幾點結結論a稠稠環芳芳烴最最容易易被吸吸附而而反應應速率率最慢慢.危害:稠環環芳烴烴被吸吸附之之后,會牢牢牢占占據在在催化化劑活活性表表面上上,阻阻止其其它烴烴類的的吸附附和反反應.并由由于長長時期期停留留在催催化劑劑上,會發發生催催縮反反應形形成焦焦炭.因此此,催催化裂裂化原原料中中如果果稠環環芳烴烴較多多時,會使使催化化劑很很快失失活.12/6/202289b環環烷烷烴有有一定定的吸吸附能能力和和一定定的反反應能能力,是催催化裂化原原料中中的理理想成成分.4催催化裂裂化12/6/202290認識這這二個個結論論對指指導生生產有有實際際意義義：選擇合合適的的催化化原料料對芳香基基原料料,則應選選擇合合適的的反應應條件件或者者先通通過預預處理理來減減少其其中的的稠環環芳烴烴而使使其成成為優優質的的裂化化原料料，如如循環環油可可作如如下處處理：：加氫→→含環環烷烴烴較多多→優優質裂裂化原原料溶劑抽抽提分分離出出芳烴烴(化化工原原料)→裂裂化4催催化裂裂化12/6/2022914催化裂裂化(2)催化化裂化的化化學反應類類型A裂化反反應或分解解反應特點:(I)分解解反應為催催化裂化的的主要反應應,基本上上各種烴類都能進進行.(II)分分解反應是是烴類分子子中C-C鍵發生斷斷裂的過程程,分子越大越越易斷裂.規律：①烷烴分解為為較小分子子的烷烴和和烯烴.12/6/2022924催化裂裂化CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3CH3-CH2-CH2-CH3+CH2=CH-CH3②異構烷烴、、烯烴分解解時多發生生β斷裂。。CH3-CH=CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3β斷裂CH3-CH=CH-CH3+CH2=CH-CH2-CH312/6/2022934催化裂裂化CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH-CH3CH3β斷裂CH3-CH2-CH2-CH3+CH2=C-CH3CH3β（III））環烷烴可可從環上斷斷開生成異異構烯烴。。β斷裂12/6/2022944催化裂裂化CH2-CH2-CH2-CH2-CH3CH3β斷裂CH2=CH-CH2-CH3+（IV）芳芳香環很穩穩定不易開開裂，但烷烷基芳烴很很容易斷側鏈，生成成較小的芳芳烴和烯烴烴。CH2-CH-CH3CH3CH2=C-CH3CH3+12/6/2022954催化裂裂化B異構化化反應分子量不變變只改變分分子結構的的反應，稱稱為異構化化反應。催化裂化過過程中的異異構化反應應較多，主主要有以下下幾種：（I）碳架異異構分子的碳鏈鏈發生重新新排列，如如直鏈變為為支鏈；支支鏈位置變化；五五元環變為為六元環等等。如CH3CH3CH312/6/2022964催化裂裂化（II）雙雙鍵移位異異構雙鍵位置從從一端移向向中間。CH2=CH-CH2-CH2-CH2-CH3CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH3（III））幾何異構構分子空間結結構變化，，如順式烯烯烴變為反反式烯烴。。12/6/2022974催化裂裂化C氫轉移移反應某些烴類分分子上的氫氫脫下來加加到另一烯烯烴分子上上，使之飽和的反反應。氫轉移是催催化裂化特特有的反應應。CH3+CH3-CH=CH-CH3CH3+CH3-CH2-CH2-CH312/6/2022984催化裂裂化（D）芳構構化反應烯烴環化并并脫氫生成成芳烴。如如：12/6/2022994催化裂裂化（E）疊合合反應烯烴與烯烴烴結合成較較大分子的的烯烴，深深度疊合有有可能生成成焦炭。此此反應在催催化裂化反反應中不占占主要地位位。CH2=CH-CH3CH2=C-CH3CH3+CH3-CH2-CH=CH-CH-CH3CH312/6/20221004催化裂裂化（F）烷基基化反應烯烴與芳烴烴或烷烴的的加成反應應為烷基化化反應。在催化裂化化中烯烴主主要加成到到雙環或稠稠環芳烴上上，又進一一步脫氫環環化，生成成焦炭，但但這一反應應所占比例例不大。12/6/20221014催化裂裂化2）催化裂裂化催化劑劑（1）催化化劑的種類類和結構近代催化裂化化所用的催化化劑都是合成成微球硅鋁催化劑,這類催化劑活活性和抗毒能能力強,選擇擇性好。按照照分子結構不同同,分為無定定型和晶體形形兩種。A無定型催催化劑主要成分為氧氧化硅和氧化化鋁。氧化鋁鋁含量為10%~13%的叫低鋁催催化劑,含量量為22%~25%的叫叫高鋁催化劑劑,高鋁催化化劑的活性比比低鋁強。12/6/20221024催化裂化化B晶體形催催化劑晶體形催化劑劑通常也叫做做分子篩催化化劑,它是具具有規則的微微孔結構的硅硅鋁酸鹽,微微孔空穴和孔孔徑大小均勻勻,如同一定定規格的篩子子,故而得名名分子篩。催化裂化現使使用的分子篩篩,是將分子子篩以一定的的比例(一般般為5%～15%)加到到硅酸鋁凝膠膠中調成分子子篩與硅酸鋁鋁的均勻混合合物,再經過過一系列處理理制成微球形形分子篩催化化劑.12/6/20221034催化裂化化(2)催化劑劑的催化性質質A催化劑的的活性高鋁催化劑的的活性比低鋁鋁強.B催化劑的的穩定性高鋁催化劑的的活性比低鋁鋁穩定性高.分子篩催化劑劑的穩定性高高.12/6/20221044催化裂化化C催化劑的的選擇性分子篩催化劑劑比無定形硅硅鋁催化劑選選擇性好.(3)催化劑劑的中毒和污污染毒物和污染物物:A堿和堿性性氮化合物;B硫化鐵;C水蒸氣;D鎳和釩等等重金屬污染染.12/6/20221054催化裂化化3)催化裂化化操作因素分分析(1)原料油油的性質特點:①原料油含吸附附能力較強的的環烷烴多,化學反應速速度快,選擇擇性好,因而而氣體、汽油油產率高，焦焦炭產量比較較低。12/6/2022106②催催化化裂裂化化原原料料分分為為餾分分油油和和渣渣油油兩大大類類。。A、、餾餾分分油油a.直直餾重重餾分分油(350～～500℃℃)大多數數直餾餾重餾餾分含含芳烴烴較少少，容容易裂裂化，，輕油油收率率較高高，是是理想想的催催化裂裂化原原料。。b.熱熱加工工產物物：焦焦化蠟蠟油、、減粘粘裂化化餾出出油等等。其中烯烯烴、、芳烴烴含量量較多多，轉轉化率率低、、生焦焦率高高。不不單獨獨使用用，與與直餾餾餾分分油摻摻合作作為混混合進進料。。4催催化裂裂化12/6/2022107c.潤潤滑油油溶劑劑精制制的抽抽出油油含大量量難以以裂化化的芳芳烴，，尤其其是稠稠環化化合物物，極極易生生焦。。d.加加氫裂裂化尾尾油含飽和和烴多多，含含雜質質少，，是催催化裂裂化的的理想想原料料。B、渣渣油易于裂裂解的的是高高沸點點烴類類，最最難裂裂解的的是稠稠環芳芳烴、、膠質質和瀝瀝青質質。4催催化裂裂化12/6/2022108（2）反應溫溫度A由于催化化裂化為平行行-順序反應應，而反應溫溫度對各類反反應的速度影影響程度不一一樣，其結果果是對產品和和質量發生影影響。工業上選項擇擇反應溫度是是根據生產實實際需要和經經濟合理性來來確定的，如如：特點:4催化裂化化①生產柴油時時，宜采用較較低的反應溫溫度（460～4700C）；②生產產汽油時，宜宜采用較高的的反應溫度(500～5300C);③生產產燃料氣體時時,宜采用更更高的反應溫溫度.12/6/20221094催化裂化化B由于提高高溫度會促進進裂化反應或或分解反應，，而氫轉移反反應提高不大大，因此產品品中的烯烴和和芳烴有所增增加，汽油的的辛烷值會有有所提高。12/6/20221104催催化裂裂化（3））反應應壓力力反應壓壓力對對催化化裂化化過程程的影影響是是通過過油氣氣的分分壓來體現現.特點:A在在其它它條件件不變變時,提高高反應應器油油氣分分壓,可提提高轉轉化率;12/6/20221114催催化裂裂化B壓壓力增增加有有利于于吸附附而不不利于于重質質油品品的脫脫附,所以以焦炭產產率明明顯上上升,汽油油產率率下降降；Ｃ床層層流化化催化化裂化化反應應器表表壓通通常控控制在在0.17±0.02MPa，提提升管管催化化裂化化反應應器表表壓通通常控控制在在0.2~0.3MPa.12/6/20221124催催化裂裂化(４)空速速和反反應時時間在床層層反應應器中中,一一般用用空間間速度度(簡簡稱空空速)來表表明原原料與催催化劑劑接觸觸時間間的長長短.12/6/20221134催催化裂裂化空速=總進料料量,(t/h)反應器器分布布板上上催化化劑量量(t)(h-)特點:空速越越大則則原料料與催催化劑劑接觸觸時間間越短短，反反應時時間也也越短．．催化化裂化化采用用了高高活性性分子子篩催催化劑劑，一一般反反應時間１１~４４秒即即可使使進料料中非非芳烴烴全部部轉化化．Ａ降低低空速速就是是延長長反應應時間間，有有利于于提高高轉化化率，，更有利于于反應應速度度相對對較慢慢的氫氫轉移移反應應的進進行，，減少少烯烴的含含量，，提高高油品品的安安定性性．12/6/20221144催催化裂裂化Ｂ空速速太小小，導導致反反應時時間過過長，，會引引起汽汽油、、柴油油的再次次分解解，及及過多多的氫氫轉移移反轉轉移反反應，，使汽汽油產產率和丙烯烯、丁丁烯產產率下下降。。（５））催化化劑對對油比比每小時時進入入反應應器的的催化化劑量量（即即催化化劑循循環量量）與每小小時總總進料料量之之比，，稱為為催化化劑對對油比比，簡簡稱劑劑油比。。常以以n(C)/n(O)表表示．．劑油比比反映映了在在反應應時與與原料料油接接觸的的催化化劑的的活性性。12/6/2022115特點:提高劑油比比，可減少少單位催化化劑上的積積炭量，從從而增加催化劑的的活性，提提高了轉化化率。4催化裂裂化12/6/20221164催化裂裂化(6)回煉煉比生產中常常常是把“未未轉化”的的原料全部部或一部分分重新送入反應器進進行反應，，這部分原原料叫循環環油或回煉煉油。回煉油與新鮮鮮原料之比比叫回煉比比。回煉油比新新鮮原料含含有較多的的芳烴，難難裂化易生生焦。12/6/2022117特點:A回煉比比加大，單單程轉化率率下降，催催化劑處理理能力下降降，汽油和輕質質油的總產產率高；Ｂ4催化裂裂化B回煉比比過低，單單程轉化率率增加，催催化劑處理理能力上升