炼化提质技术

什么是炼化

炼化,指的是将原油通过各种生产装置,提炼成我们众所周知的如:汽油,柴油.当然还有很多下游产品:聚丙烃,乙烯,丙烯,甲苯.等等等……

从原油到石油的基本途径一般为:
①将原油先按不同产品的沸点要求,分割成不同的直馏馏分油,然后按照产品的质量标准要求,除去这些馏分油中的非理想组分;

②通过化学反应转化,生成所需要的组分,进而得到一系列合格的石油产品。

石油炼化常用的工艺流程为常减压蒸馏、催化裂化、延迟焦化、加氢裂化、溶剂脱沥青、加氢精制、催化重整。

石油炼化的优缺点

 

高温、高压、易燃、易爆 

原油加工过程中,要经过高温、高压处理,尤其在环保要求日益严格的今天,高温、高压的临氢装臵所占的比重在逐年增加,而且无论是炼油过程中的半成品、成品,还是过程中使用的各种溶剂、催化剂、助剂等绝大多数属于易燃、易爆物质,它们大多以气体和液体形式存在,极易泄漏和挥发。

有毒有害、高腐蚀

随着含硫原油的加工比例逐年提高,硫化氢遍布炼油企业的各套装臵、各个角落。不仅对安全、环保、职防和劳动保护提出了更高的要求,而且对金属设备也有很强的腐蚀作用。

作业的连续性和复杂性

石油加工生产工序多,过程复杂,随着社会对石油化工产品的品种、数量需求日益增大,迫使石油化工企业向大型的现代化联合企业方向发展,以提高加工深度,综合利用资源,扩大经济效益。其生产方式为二十四小时连续运转,运转周期一般为二年,具有长周期连续作业的特点。在生产过程中,生产一个产品要经过多次作业,各作业、工序环环相扣,管道互通、物料互供、公用工程共享,一个作业或工序故障可能导致全车间乃至全厂停工。

产品的多样性

炼油过程中,同一生产流程不同的生产操作条件的变更和调合的比例可得到不同的产品如汽油根据其辛烷值不同可分为90#无铅汽油、93#无铅汽油和97#无铅汽油等;

资金技术密集

炼化行业的另一特点是技术密集度高,是高新技术的吸收器和技术进步的强大推动杠杆石化行业也是资金型产业,需要投入巨资才能使一套石化装臵建成投产,石化行业的进入成本很高,而这些成本必须通过规模的扩大才能有效地降低。 同时炼化化工信息化普遍应用不深入。

石油炼制的基本原理

石油炼制过程之一,是在热的作用下(不用催化剂)使重质油发生裂化反应,转变为裂化气(炼厂气的一种)、汽油、柴油的过程。热裂化原料通常为原油蒸馏过程得到的重质馏分油或渣油,或其他石油炼制过程副产的重质油。沿革 1912年热裂化已被证实具有工业化价值。1913年,美国印第安纳标准油公司将W.M.伯顿热裂化法实现工业化。1920~1940年,随着高压缩比汽车发动机的发展,高辛烷值汽油用量激增,热裂化过程得到较大发展。第二次世界大战期间及战后,热裂化为催化裂化所取代,双炉热裂化大都改造为重质渣油的减粘热裂化。

化学反应 热裂化反应很复杂。每当重质油加热到450℃以上时,其大分子分裂为小分子。同时,还有少量叠合(见烯烃叠合)、缩合发生,使一部分分子转变为较大的分子,热裂化是按自由基反应机理进行的。在400~600℃,大分子烷烃分裂为小分子的烷烃和烯烃;环烷烃分裂为小分子或脱氢转化成芳烃,其侧链较易断裂;芳烃的环很难分裂,主要发生侧链断裂。热裂化气体的特点是甲烷、乙烷-乙烯组分较多;而催化裂化气体中丙烷-丙烯组分、丁烷-丁烯组分较多。 工业装置类型主要有双炉热裂化和减粘热裂化两种。前者的原料转化率(轻质油收率)较高,大于45%,目的是从各种重质油制取汽油、柴油;后者的转化率较低(20%~25%),目的是降低减压渣油的粘度和凝点,以提高燃料油质量,双炉热裂化汽油的辛烷值和安定性不如催化裂化汽油,目前已不发展;减粘热裂化在石油炼厂中仍有较广泛的应用。

双炉热裂化 所谓双炉,是指在流程中设置两台炉子以分别加热反应塔的轻重进料,操作时原料油直接进入分馏塔下部,与塔进料油气换热蒸出原料中所含少量轻质油和反应产物中的汽油、柴油后,在塔中部抽出轻循环油。塔底为重循环油。两者分别送往轻油、重油加热炉(为避免在炉管中结焦,故将轻、重循环油分别在两炉中加热到不同温度),然后进入反应塔进行热裂化反应。反应温度为485~500℃,压力1.8~2.0MPa;反应产物经闪蒸塔分出裂化渣油后,进入分馏塔分馏。汽油和柴油总产率约为60%~65%。所得柴油凝点-20℃以至-30℃、十六烷值(见柴油)约60(比催化裂化柴油高约20个单位);汽油辛烷值较低(马达法辛烷值约55~60)且安定性差,热裂化渣油是生产针状焦(见石油焦)的良好原料。双炉热裂化的能耗约1900MJ/t原料(为催化裂化的65%~70%)。

减粘热裂化 是一种浅度裂化过程,用以降低渣油的凝点和粘度以生产燃料油,从而可以减少燃料油中掺和轻质油的比例。同时,还生产裂化汽油和柴油。减粘热裂化流程有加热炉式和反应塔式两种类型,主要差别是前者不设反应塔,热裂化反应在炉管中进行,加热温度高(约450~510℃)、停留时间短(决定于温度);后者在加热炉后设反应塔,主要热裂化反应在反应塔内进行,加热温度低(约445~455℃)、停留时间长(10~20min)。两者产品产率基本相同,轻质油产率约为18%~20%。反应塔式减粘热裂化的操作周期较长、能耗较低,是近年来应用较多的一种工艺。

炼化装置

在石油炼化过程中,冷裂解装置针对炼油厂提炼过程进行了新的改造。其优势如下:

1、可以对原油中的分子链进行重组,将其中的C+S、C+C、C+H分子链进行改制,以提升油品轻质组分20%-30%。

2、可以根据提炼产物的需要,将不同油品进行混合调和,提高不同油品的活性,从而获得更大产量。以达到改善原油分子活性、减少炼化时间及炼化成本的作用。

3、可以提高活化油升温速度,节省炼化时间。

通过冷裂解装置,原油中的轻质成分能够增加20%-30%,同时活化后的油温升温比原油更加迅速,即节省了成本,也增加了炼化后成品油的产量。