1. 石油產品提煉的基本方法有哪些 各有何特點
冶煉:
原油提煉成品油分幾步?分別能提煉什麽油? 石油是由分子大小和化學結構不同的烴類和非烴類組成的復雜混合物,通過本章所講述的預處理和原油蒸餾方法,可以根據其組分沸點的差異,從原油中提煉出直餾汽油、煤油、輕重柴油及各種潤滑油餾分等,這就是原油的一次加工過程。然後將這些半成品中的一部分或大部分作為原料,進行原油二次加工,如以後章節要介紹的催化裂化、催化重整、加氫裂化等向後延伸的煉制過程,可提高石油產品的質量和輕質油收率。
一、原油的預處理
一 預處理的目的
從地底油層中開采出來的石油都伴有水,這些水中都溶解有無機鹽,如NaCl、MgCl2、CaCl2等,在油田原油要經過脫水和穩定,可以把大部分水及水中的鹽脫除,但仍有部分水不能脫除,因為這些水是以乳化狀態存在於原油中,原油含水含鹽給原油運輸、貯存、加工和產品質量都會帶來危害。
原油含水過多會造成蒸餾塔操作不穩定,嚴重時甚至造成沖塔事故,含水多增加了熱能消耗,增大了冷卻器的負荷和冷卻水的消耗量。原油中的鹽類一般溶解在水中,這些鹽類的存在對加工過程危害很大。
主要表現在:
1、在換熱器、加熱爐中,隨著水的蒸發,鹽類沉積在管壁上形成鹽垢,降低傳熱效率,增大流動壓降,嚴重時甚至會堵塞管路導致停工。
2、造成設備腐蝕。CaCl2、MgCl2水解生成具有強腐蝕性的HCl:MgCl2 + 2H2O Mg(OH)2 + 2HCl如果系統又有硫化物存在,則腐蝕會更嚴重。Fe + H2S FeS + H2 FeS + 2HCl FeCl2 + H2S原油中的鹽類在蒸餾時,大多殘留在渣油和重餾分中,將會影響石油產品的質量。根據上述原因,目前國內外煉油廠要求在加工前,原油含水量達到0.1%~0.2%,含鹽量<5毫克/升~10毫克/升。
二 基本原理
原油中的鹽大部分溶於所含水中,故脫鹽脫水是同時進行的。為了脫除懸浮在原油中的鹽粒,在原油中注入一定量的新鮮水(注入量一般為5%),充分混合,然後在破乳劑和高壓電場的作用下,使微小水滴逐步聚集成較大水滴,借重力從油中沉降分離,達到脫鹽脫水的目的,這通常稱為電化學脫鹽脫水過程。 原油乳化液通過高壓電場時,在分散相水滴上形成感應電荷,帶有正、負電荷的水滴在作定向位移時,相互碰撞而合成大水滴,加速沉降。水滴直徑愈大,原油和水的相對密度差愈大,溫度愈高,原油粘度愈小,沉降速度愈快。在這些因素中,水滴直徑和油水相對密度差是關鍵,當水滴直徑小到使其下降速度小於原油上升速度時,水滴就不能下沉,而隨油上浮,達不到沉降分離的目的。
三 工藝過程
我國各煉廠大都採用兩級脫鹽脫水流程。原油自油罐抽出後,先與淡水、破乳劑按比例混合,經加熱到規定溫度,送入一級脫鹽罐,一級電脫鹽的脫鹽率在90%~95%之間,在進入二級脫鹽之前,仍需注入淡水,一級注水是為了溶解懸浮的鹽粒,二級注水是為了增大原油中的水量,以增大水滴的偶極聚結力。
原油的蒸餾
一 原油蒸餾的基本原理及特點 蒸餾與精餾 蒸餾是液體混合物加熱,其中輕組分汽化,將其導出進行冷凝,使其輕重組分得到分離。蒸餾依據原理是混合物中各組分沸點(揮發度)的不同。蒸餾有多種形式,可歸納為閃蒸(平衡汽化或一次汽化),簡單蒸餾(漸次汽化)和精餾三種。
其中簡單蒸餾常用於實驗室或小型裝置上,它屬於間歇式蒸餾過程,分離程度不高。閃蒸過程是將液體混合物進料加熱至部分汽化,經過減壓閥,在一個容器(閃蒸罐、蒸發塔)的空間內,於一定溫度壓力下,使汽液兩相迅速分離,得到相應的汽相和液相產物。精餾是分離液體混合物的很有效的手段,它是在精餾塔內進行的。
2、原油常壓蒸餾特點
原油的常壓蒸餾就是原油在常壓(或稍高於常壓)下進行的蒸餾,所用的蒸餾設備叫做原油常壓精餾塔,它具有以下工藝特點:
(1)常壓塔是一個復合塔 原油通過常壓蒸餾要切割成汽油、煤油、輕柴油、重柴油和重油等四、五種產品餾分。按照一般的多元精餾辦法,需要有n-1個精餾塔才能把原料分割成n個餾分。而原油常壓精餾塔卻是在塔的側部開若於側線以得到如上所述的多個產品餾分,就像n個塔疊在一起一樣,故稱為復合塔。"
(2)常壓塔的原料和產品都是組成復雜的混合物 原油經過常壓蒸餾可得到沸點范圍不同的餾分,如汽油、煤油、柴油等輕質餾分油和常壓重油,這些產品仍然是復雜的混合物(其質量是靠一些質量標准來控制的。如汽油餾程的干點不能高於205℃)。35℃~150℃是石腦油(naphtha)或重整原料,130℃~250℃是煤油餾分,250℃~300℃是柴油餾分,300℃~350℃是重柴油餾分,可作催化裂化原料。>350℃是常壓重油。
(3)汽提段和汽提塔 對石油精餾塔,提餾段的底部常常不設再沸器,因為塔底溫度較高,一般在350℃左右,在這樣的高溫下,很難找到合適的再沸器熱源,因此,通常向底部吹入少量過熱水蒸汽,以降低塔內的油汽分壓,使混入塔底重油中的輕組分汽化,這種方法稱為汽提。汽提所用的水蒸汽通常是400℃~450℃,約為3MPa的過熱水蒸汽。在復合塔內,汽油、煤油、柴油等產品之間只有精餾段而沒有提餾段,這樣側線產品中會含有相當數量的輕餾分,這樣不僅影響本側線產品的質量,而且降低了較輕餾分的收率。所以通常在常壓塔的旁邊設置若干個側線汽提塔,這些汽提塔重疊起來,但相互之間是隔開的,側線產品從常壓塔中部抽出,送入汽提塔上部,從該塔下注入水蒸汽進行汽提,汽提出的低沸點組分同水蒸汽一道從汽提塔頂部引出返回主塔,側線產品由汽提塔底部抽出送出裝置。
2. 石油開采出來後煉油的過程
石油煉制工業
石油煉制工業
石油工業的一個重要組成部分,是把原油通過石油煉制過程加工為各種石油產品的工業。包括石油煉廠、石油煉制的研究和設計機構等,石油煉廠中的主要生產裝置通常有:原油蒸餾(常、減壓蒸餾)、熱裂化、催化裂化、加氫裂化、石油焦化、催化重整以及煉廠氣加工、石油產品精製等,主要生產汽油、噴氣燃料、煤油、柴油、燃料油、潤滑油、石油蠟、石油瀝青、石油焦和各種石油化工原料。
重要性 石油煉制工業和國民經濟的發展十分密切,無論工業、農業、交通運輸和國防建設都離不開石油產品。石油燃料是使用方便、較潔凈、能量利用效率較高的液體燃料。各種高速度、大功率的交通運輸工具和軍用機動設備,如飛機、汽車、內燃機車、拖拉機、坦克、船舶和艦艇,它們的燃料主要都是石油煉制工業提供的。一架波音707飛機飛行1000km要用噴氣燃料6t;一輛4t載重汽車百噸公里耗油約5kg;一輛 4t柴油汽車百噸公里耗柴油約3kg;一標准台拖拉機年耗柴油約4t以上。
處在運動中的機械,都需要一定數量的各種潤滑劑(潤滑油、潤滑脂),以減少機件的磨擦和延長使用壽命。當前,潤滑劑的品種達數百種,絕大多數是由石油煉制工業生產的。
石油煉制工業提供的石油化工原料,可用於生產合成纖維、合成橡膠、塑料以及化肥、農葯等。
世界概況 1984年,世界原油總加工能力約 3.7Gt,煉廠數約 700餘座。年加工量在70Mt以上者有11個國家,其中最大的是美國,約佔世界總量的五分之一,其次是蘇聯、日本和西歐一些國家(見表1984年世界主要國家原油加工能力和煉廠數)。為了節省投資和降低生產費用,現代煉油廠的年加工原油量均在3.5Mt以上,有的已超過10Mt。
世界主要煉油國家油品消費結構中,以汽油、柴油和燃料油的消費量最大。日本和西歐的一些國家因煤和天然氣短缺,電站鍋爐和工業窯爐大量使用原油常減壓蒸餾的渣油作為燃料油,因而煉油廠的加工深度較淺,催化裂化、石油焦化、加氫裂化等裝置所佔的比例較小。而美國等因煤和天然氣較多,可用作鍋爐燃料,還由於汽油需用量很大,故煉油廠多為深度加工,大部分渣油被加工轉化為汽油。
中國概況 中國是最早發現和利用石油的國家之一(見石油煉制工業發展史),但近代石油煉制工業是在中華人民共和國成立後,隨著大慶油田的開發和原油產量的增長才得到迅速發展的。1983年原油加工能力已超過100kt,1984年居世界第7位。而且加工手段和石油產品品種比較齊全,裝置具有相當規模和一定技術水平,已成為一個能基本滿足國內需要,並有部分出口的加工行業。
1983年石油產品消費結構中,直接作為燃料的重油消耗量較大,正逐步加以調整。石油煉廠規模年產在 2.5Mt以上的有22個,煉廠主要分布在東北、華東、中南和華北地區。煉油廠裝置的組成是根據中國原油特點和產品需要而確定的。中國大多數原油含重餾分多、含蠟量高、含硫量低。因此,催化裂化、焦化、熱裂化、加氫裂化等二次加工裝置所佔的比例達三分之一以上,而加氫精製和催化重整所佔比例相對較低。
發展趨勢 從1973年開始,原油國際市場價格上漲,並由於世界很多油田開采已處於中後期,輕質原油開采量減少,重質原油產量相對增加。此外,國際上對環境保護日益重視,對石油產品質量要求更高。這些因素促使近年來石油煉制工業發生以下重大變化:
①世界原油加工能力的增長速度減慢 發達國家的原油加工能力過剩,開工率降到60%~70%,在此期間,中東產油國的石油煉制工業則迅速發展。
②石油產品結構發生較大變化 燃料油需要量大幅度減少,噴氣燃料、柴油等中間餾分需要量增加,因而原油深度加工受到普遍重視,減粘裂化、催化裂化、加氫裂化、石油焦化等生產輕質油品的裝置增建較多。與此同時,還開發了很多加工重質餾分油和渣油的新工藝。
③節能技術有了很大發展 採取了整頓性措施,如對設備和管線進行保溫,消除泄漏,加強換熱,降低加熱爐排煙溫度等。並逐步實施節能新技術,如採用加熱爐新型燃燒火嘴和各種空氣預熱器,催化裂化裝置使用CO助燃劑、配備CO鍋爐和煙氣能量回收機組,採用新型填料和乾式減壓蒸餾、低溫熱量致冷和發電、熱泵、多效蒸發、液力透平等。從而使每噸原油的加工能耗明顯降低。例如:美國1981年比1972年減少20%;中國1983年比1978年降低30.7%。
④環境保護日益受到重視 石油煉制工業的污水、廢氣、廢渣排放量很大,是很大的污染源。近年來,各國都制定了很多法律、標准,限制污染;同時開發和實施了很多環境保護新技術,如大量採用空氣冷卻器以減少冷卻用水、污水深度處理和回用、煉廠尾氣深度處理,以及大力發展加氫處理和加氫精製工藝等,逐步實現無污水排放煉廠、清潔煉廠等。
⑤採用先進加工工藝和發展催化劑、添加劑,以增產輕質油品和提高油品質量 為了增加汽油的辛烷值和減少四乙基鉛添加量,很多國家廣泛採用催化重整、異構化、烷基化工藝。為脫除石油產品中硫、氮等雜質以及改善油品的安定性和顏色,加氫處理和加氫精製工藝日益受到重視。中國廣泛應用了提升管催化裂化、多金屬催化重整、分子篩脫蠟等新工藝。
⑥注意原油的綜合利用,增產石油化工原料 石油煉制工業和石油化工、三大合成材料(合成纖維、合成橡膠、塑料)工業的關系更加密切,成為發展石油化學工業的基礎。
3. 石油的加工的過程
一次加工過程 是將原油用蒸餾的方法分離成輕重不同餾分的過程,常稱為原油蒸餾,它包括原油預處理、常壓蒸餾和減壓蒸餾。一次加工產品可以粗略地分為:①輕質餾分油(見輕質油),指沸點在約370℃以下的餾出油,如粗汽油、粗煤油、粗柴油等。②重質餾分油(見重質油),指沸點在370~540℃左右的重質餾出油,如重柴油、各種潤滑油餾分、裂化原料等。③渣油(又稱殘油)。習慣上將原油經常壓蒸餾所得的塔底油稱為重油(也稱常壓渣油、半殘油、拔頭油等)。
二次加工過程 一次加工過程產物的再加工。主要是指將重質餾分油和渣油經過各種裂化生產輕質油的過程,包括催化裂化、熱裂化、石油焦化、加氫裂化等。其中石油焦化本質上也是熱裂化,但它是一種完全轉化的熱裂化,產品除輕質油外還有石油焦。二次加工過程有時還包括催化重整和石油產品精製。前者是使汽油分子結構發生改變,用於提高汽油辛烷值或製取輕質芳烴(苯、甲苯、二甲苯);後者是對各種汽油、柴油等輕質油品進行精製,或從重質餾分油製取餾分潤滑油,或從渣油製取殘渣潤滑油等。
三次加工過程 主要指將二次加工產生的各種氣體進一步加工(即煉廠氣加工)以生產高辛烷值汽油組分和各種化學品的過程,包括石油烴烷基化、烯烴疊合、石油烴異構化等。
原油加工流程 是各種加工過程的組合,也稱為煉油廠總流程,按原油性質和市場需求不同,組成煉油廠的加工過程有不同形式,可以很復雜,也可能很簡單。如西歐各國加工的原油含輕組分多,而煤的資源不多,重質燃料不足,有時只採用原油常壓蒸餾和催化重整兩種過程,得到高辛烷值汽油和重質油(常壓渣油),後者作為燃料油。這種加工流程稱為淺度加工。為了充分利用原油資源和加工重質原油,各國有向深度加工方向發展的趨勢,即採用催化裂化、加氫裂化、石油焦化等過程,以從原油得到更多的輕質油品。
各種不同加工過程在生產上還組成了生產不同類型產品的流程,包括燃料、燃料-潤滑油和燃料-化工等類產品的典型流程(見石油煉廠)。
參考書目
華東石油學院煉油工程教研室編:《石油煉制工程》,第二版,石油工業出版社,北京,1982。
4. 石油從原油到成品油的煉制工藝過程是什麼詳細點!謝謝了~
煉油是相當復雜的一項理化加工工藝,根據原油品質、煉廠裝置和產成品的不同,可以設計出不同的加工方案,因此中間產品和中間形態也不是個唯一的序列。
舉最簡單的常壓蒸餾-催化重整流程為例:
原油->常壓蒸餾->輕汽油+煤油+輕柴油+重柴油+常壓重油
其中輕汽油進催化重整,出來一部分富氫氣體,剩下的組分經過芳烴抽提可以出汽油組分和芳烴。這里的汽油組分再加工能產出標號汽油成品,而芳烴則是下一步化工廠的原料。
5. 原油是沒有經過處理的石油,原油是如何開采提煉成石油的
原油是沒有經過處理的石油,它被譽為工業發展的血液,也是不可再生的資源。那麼原油是如何開采並加工成石油的呢?
第三、接下來,去除了氣體的原油通過管線送到處理廠,首先通過這個大型的油離水分離器將原油里的油水分離,讓油浮到表面。為了加。素。這個過程,工人會往裡面添加一種化學乳化劑,分離出來的水會有管線、流質蒸汽發生器,而浮在表面的油則被送到程青槽,再用化學程序過濾掉從油層帶上來的沙土。此時,前面添加的乳化劑會繼續吸收水分,直到油水比例達到98 : 2。最後提純後的石油就可以出售給煉油廠,生產出汽油、柴油、瀝青以及各種化工原料。
6. 原油提煉的流程圖
從原油到石油的基本途徑一般為:
1、 將原油先按不同產品的沸點要求,分割成不同的直餾餾分油,然後按照產品的質量標准要求,除去這些餾分油中的非理想組分;
2、通過化學反應轉化,生成所需要的組分,進而得到一系列合格的石油產品。
3、石油煉化常用的工藝流程為常減壓蒸餾、催化裂化、延遲焦化、加氫裂化、溶劑脫瀝青、加氫精製、催化重整。
(6)石油原油是怎麼加工的擴展閱讀:
催化劑提煉原油的方法:
所謂催化裂化是指在催化劑存在下進行裂化反應,可以在較低溫度下、較短時間內完成反應,大大提高了生產的效率和汽油的質量。
其反應溫度大體在500攝氏度,反應時間只有幾秒鍾。
催化裂化的原料比較廣泛,最初主要用沸點范圍為350攝氏度至500攝氏度的中間餾分為原料,現在大量採用重質原料(全部或部分摻入常壓渣油或減壓渣油),就是所謂重油催化裂化。