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1、07小强谈原油（七）原油加工相对于原油的勘探、开采来说，大家对于原油的加工肯定要熟悉很多，因为高中化学学过嘛！原油的加工是原油产业链中重要的一环，对于我们了解原油乃至整个化工产业链都具有重要的意义。本周，小强唤起高中时不堪的回忆，为大家介绍原油加工。原油的加工可以分为两大部分。一次加工：由于原油是混合物，因此根据原油中各成分沸点的不同，通过蒸馏的办法将不同的部分区分开来，这里产生的是物理变化；二次加工：通过裂解、聚合等手段，将原油生产成想要的石油制品。图表1：原油加工流程石油炼化一次加工主要指常减压蒸馏，而二次加工主要指催化裂化、延迟焦化、加氢裂化、溶剂脱沥青、加氢精制、催化重整。下面让我们来
2、一一了解一下。常压蒸馏和减压蒸馏图表2：蒸馏塔常压蒸馏和减压蒸馏习惯上合称常减压蒸馏，常减压蒸馏基本属物理过程，原料油在蒸馏塔里按蒸发能力分成沸点范围不同的油品（称为馏分），这些油有的经调合、加添加剂后以产品形式出厂，相当大的部分是后续加工装置的原料，因此，常减压蒸馏又被称为原油的一次加工。包括三个工序：原油的脱盐、脱水；常压蒸馏；减压蒸馏。原料：原油产品：石脑油、粗柴油（瓦斯油）、渣油、沥青设备：常压蒸馏塔、减压蒸馏塔原油的脱盐、脱水又称预处理。从油田送往炼油厂的原油往往含盐（主要是氧化物）、带水（溶于油或呈乳化状态），可导致设备的腐蚀，在设备内壁结垢和影响成品油的组成，需在加工前脱除。常用
3、的方法是加破乳剂和水，使油中的水集聚，并从油中分出，而盐份溶于水中，再加以高压电场配合，使形成的较大水滴顺利除去。原油经过流量计、换热部分、沏馏塔形成两部分，一部分形成塔顶油，经过冷却器、流量计，最后进入罐区，这一部分是化工轻油（即所谓的石脑油）；一部分形成塔底油，再经过换热部分，进入常压炉、常压塔，形成三部分，一部分柴油，一部分蜡油，一部分塔底油；剩余的塔底油在经过减压炉，减压塔，进一步加工，生成减一线、蜡油、渣油和沥青。各自的收率：石脑油（轻汽油或化工轻油）占1%左右，柴油占20%左右，蜡油占30%左右，渣油和沥青约占42%左右，减一线约占5%左右。常减压工序是不生产汽油产品的，其中蜡油和
4、渣油进入催化裂化环节，生产汽油、柴油、煤油等成品油；石脑油直接出售由其他小企业生产溶剂油或者进入下一步的深加工。常减压蒸馏处理的原油大多是重质油，因此需要将重油轻质才能够使用。重油轻质化基本原理是改变油品的相对分子质量和氢碳比，而改变相对分子质量和氢碳比往往是同时进行的。改变油品的氢碳比有两条途径，一是脱碳，二是加氢。其中脱碳工艺主要有热裂化、催化裂化、延迟焦化等，而加氢工艺则包括加氢裂化、催化重整等。除了脱碳和加氢之外，原油的二次加工也采用萃取的工艺，提取需要的产品。脱碳工艺 热裂化 热裂化是在不使用催化剂的前提下，单纯的通过加热使重质油发生裂化反应，转变为裂化气、汽油、柴油和副产品的过程。
5、原料：重质油产品：汽油、柴油、气体等设备：反应塔热裂化的原料重质油通常为原油蒸馏过程中得到的高沸点馏分油或渣油，或其他石油炼制过程中的重质油。催化裂化催化裂化是在热裂化工工艺上发展起来的，是提高原油加工深度，生产优质汽油、柴油最重要的工艺操作。原料主要是原油蒸馏或其他炼油装置的350-540馏分的重质油。催化裂化工艺由三部分组成：原料油催化裂化、催化剂再生、产物分离。原料：减压馏分油、焦化蜡油、渣油产品：汽油、柴油和重质馏分油设备：再生器、提升管反应器、沉降器等催化裂化所得的产物经分馏后可得到气体、汽油、柴油和重质馏分油。有部分油返回反应器继续加工称为回炼油。催化裂化操作条件的改变或原料波动，
6、可使产品组成波动。催化裂化是最常用的生产汽油、柴油生产工序，汽油柴油主要是通过该工艺生产出来。这也是一般石油炼化企业最重要的生产的环节。延迟焦化延迟焦化是在较长时间下，使原料深度裂化，以生产固体石油焦炭为主要目的，同时获得气体和液体产物。延迟焦化的主要原料是高沸点的渣油。原料：重油、渣油产品：蜡油、柴油、焦碳、粗汽油、气体设备：焦炭塔、水力除焦设备、无焰燃烧炉延迟焦化装置的生产工艺分为焦化和除焦两部分，焦化为连续操作，除焦为间隙操作。由于工业装置一般设有两个或四个焦炭塔，所以整个生产过程仍为连续操作。原油预热，焦化原料(减压渣油)先进入原料缓冲罐，再用泵送入加热炉对流段升温至340350 左右
7、。经预热后的原油进入分馏塔底，与焦炭塔产出的油气在分馏塔内（塔底温度不超过400）换热。原料油和循环油一起从分馏塔底抽出，用热油泵打进加热炉辐射段，加热到焦化反应所需的温度（500 左右），再通过四通阀由下部进入焦炭塔，进行焦化反应。原料在焦炭塔内反应生成焦炭聚积在焦炭塔内，油气从焦炭塔顶出来进入分馏塔，与原料油换热后，经过分馏得到气体、汽油、柴油和蜡油。塔底循环油和原料一起再进行焦化反应。加氢工艺加氢裂化加氢裂化属于石油加工过程的加氢路线，是在催化剂存在下从外界补入氢气以提高油品的氢碳比。加氢裂化实质上是加氢和催化裂化过程的有机结合，一方面能使重质油品通过裂化反应转化为汽油、煤油和柴油等轻质
8、油品，另一方面又可防止像催化裂化那样生成大量焦炭，而且还可将原料中的硫、氯、氧化合物杂质通过加氢除去，使烯烃饱和。原料：重质油产品：轻质油（汽油、煤油、柴油或催化裂化、裂解制烯烃的原料）设备：高压加氢反应器按反应器中催化剂所处的状态不同，可分为固定床、沸腾床和悬浮床等几种型式。目前国内的加氢裂化主要采取固定床的工艺。固定床是指将颗粒状的催化剂放置在反应器内，形成静态催化剂床层。原料油和氢气经升温、升压达到反应条件后进入反应系统，先进行加氢精制以除去硫、氮、氧杂质和二烯烃，再进行加氢裂化反应。反应产物经降温、分离、降压和分馏后，目的产品送出装置，分离出含氢较高 （80，90）的气体，作为循环氢使
9、用。未转化油(称尾油)可以部分循环、全部循环或不循环一次通过。加氢精制加氢精制一般是指对某些不能满足使用要求的石油产品通过加氢工艺进行再加工，使之达到规定的性能指标。加氢精制工艺是各种油品在氢压力下进行催化改质的一个统称。它是指在一定的温度和压力、有催化剂和氢气存在的条件下，使油品中的各类非烃化合物发生氢解反应，进而从油品中脱除，以达到精制油品的目的。加氢精制主要用于油品的精制，其主要目的是通过精制来改善油品的使用性能。原料：含硫、氧、氮等有害杂质较多的汽油、柴油、煤油、润滑油、石油蜡等。产品：精制改质后的汽油、柴油、煤油、润滑油、石油蜡等产品。设备：加热炉、反应器、高压低压分离器、汽提塔加氢
10、精制的工艺流程一般包括反应系统、生成油换热、冷却、分离系统和循环氢系统三部分。反应系统中原料油与新氢、循环氢混合，并与反应产物换热后，以气液混相状态进入加热炉（这种方式称炉前混氢），加热至反应温度进入反应器。反应器进料可以是气相(精制汽油时)，也可以是气液混相(精制柴油或比柴油更重的油品时)。反应器内的催化剂一般是分层填装，以利于注冷氢来控制反应温度。循环氢与油料混合物通过每段催化剂床层进行加氢反应。生成油换热、冷却、分离系统：反应产物从反应器的底部出来，经过换热、冷却后，进入高压分离器。在冷却器前要向产物中注入高压洗涤水，以溶解反应生成的氨和部分硫化氢。反应产物在高压分离器中进行油气分离，分
11、出的气体是循环氢，其中除了主要成分氢外，还有少量的气态烃(不凝气)和未溶于水的硫化氢；分出的液体产物是加氢生成油，其中也溶解有少量的气态烃和硫化氢；生成油经过减压再进入低压分离器进一步分离出气态烃等组分，产品去分馏系统分离成合格产品。循环氢系统：从高压分离器分出的循环氢经储罐及循环氢压缩机后，小部分(约30)直接进入反应器作冷氢，其余大部分送去与原料油混合，在装置中循环使用。为了保证循环氢的纯度，避免硫化氢在系统中积累，常用硫化氢回收系统。一般用乙醇胺吸收除去硫化氢，富液(吸收液)再生循环使用，解吸出来的硫化氢送到制硫装置回收硫磺，净化后的氢气循环使用。催化重整催化重整（简称重整）是在催化剂和
12、氢气存在下，将常压蒸馏所得的轻汽油转化成含芳烃较高的重整汽油的过程。主要原料：石脑油（轻汽油、化工轻油、稳定轻油），其一般在炼油厂进行生产，有时在采油厂的稳定站也能产出该项产品。质量好的石脑油含硫低，颜色接近于无色。产品：高辛烷值的汽油、苯、甲苯、二甲苯等产品（这些产品是生产合成塑料、合成橡胶、合成纤维等的主要原料）、还有大量副产品氢气。设备：反应器、加热炉催化重整装置：用直馏汽油(即石脑油)或二次加工汽油的混合油作原料，在催化剂(铂或多金属)的作用下，经过脱氢环化、加氢裂化和异构化等反应，使烃类分子重新排列成新的分子结构，以生产C6C9芳烃产品或高辛烷值汽油为主要目的,并利用重整副产氢气供二
13、次加工的热裂化、延迟焦化的汽油或柴油加氢精制。根据催化重整的基本原理，一套完整的重整工业装置大都包括原料预处理和催化重整两部分。以生产芳烃为目的的重整装置还包括芳烃抽提和芳烃精馏两部分。原料预处理将料切割成适合重整要求的馏程范围和脱去对催化剂有害的杂质，包括：预脱砷、预分馏、预加氢三部分。催化重整是将预处理后的精制油采用多金属(铂铼、铂铱、铂锡)催化剂在一定的温度、压力条件下，将原料油分子进行重新排列，产生环烷脱氢、芳构化、异构化等主要反应，以增产芳烃或提高汽油辛烷值为目的。萃取工艺溶剂脱沥青溶剂脱沥青是一个劣质渣油的预处理过程。用萃取的方法，从原油蒸馏所得的减压渣油（有时也从常压渣油）中，除
14、去胶质和沥青，以制取脱沥青油同时生产石油沥青的一种石油产品精制过程。原料：减压渣油或者常压渣油等重质油产品：脱沥青油等设备：抽提塔、溶剂临界/超临界回收塔、增压泵溶剂脱沥青包括萃取和溶剂回收。萃取部分一般采取一段萃取流程，也可采取二段萃取流程。沥青与重脱沥青油溶液中含丙烷少，采用一次蒸发及汽提回收丙烷，轻脱沥青油溶液中含丙烷较多，采用多效蒸发及汽提或临界回收及汽提回收丙烷，以减少能耗。临界回收过程，是利用丙烷在接近临界温度和稍高于临界压力的条件下，对油的溶解度接近于最小以及其密度也接近于最小的性质，使轻脱沥青油与大部分丙烷在临界塔内沉降、分离，从而避免了丙烷的蒸发冷凝过程，因而可较多地减少能耗。国内的溶剂脱沥青工艺流程主要有沉降法二段脱沥青工艺、临界回收脱沥青工艺、超临界抽提溶剂脱沥青工艺。本周我们了解了原油是如何加工的，下周小强会向大家介绍原油的供应。（作者：金石期货黄李强）