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1、石油提煉專題報導黑黝黝的液體黃金石油的用途，提供了人們方便的燃料，還有合成塑膠、橡膠、纖維、特殊化學品等工業的基本石化原料，但石油是如何提煉的呢？林俊雄石油提煉石油特性石油或稱原油，是一群難以計數的碳氫化合物的混合物，碳數分布由C1C55左右，四個碳以上即含有同分異構物，如正丁烷和異丁烷，且同分異構物的數目隨碳數而明顯增加，因此其中各成分甚難逐一加以測定。在一大氣壓和室溫下，C1C4呈氣態，C5C16呈液態，C17以上呈固態，並以液態成分為溶劑，把氣、液、固成分互溶，呈混合液。原油中含有石腊烴或稱飽和烴、環烷烴和芳香烴等三種分子構造不同的成分。原油特性或品質評估有以下三種：元素分析法用以測定碳
2、、氫、硫、氧、氮和金屬成分如鎳、釩等元素。原油的氫碳原子比在 1.57以上，較煤 0.84、木材 1.54 等高。原油中其他元素會對油品品質和提煉設備、觸媒等造成負面影響，尤其硫經燃燒會產生SOx或酸雨污染。所以原油中硫含量在 1.0 wt（重量百分比）以內最佳，售價最高，1.02.0 wt 適中，2.0 wt 以上最差，相對售價最低。蒸餾法用以測試含不易冷凝天然氣（C1C2）和液化石油氣（C3C4）、石油腦或汽油餾分，煤油、柴油和不易蒸餾的燃料油等餾分產率分布。比重法，原油的比重一般介於0.80.9之間，較水輕，其比重愈低品質愈佳，表示含輕質汽油餾分（比重0.75左右）愈多。為明顯區分，另訂
3、C重油餾分燃料油+潤滑油+石蠟+柏油C55C35C25C20C14C10C8C7C4C3C2C1-200油品餾分種類分布碳數沸點分布，-1000100200300400500600C6C5石蠟潤滑油柏油燃料油柴油+煤油石化用石油腦液化石油氣液化天然氣航空燃油商用丁烷車用汽油飽和火巠油品分布原油提煉油品沸點範圍與其碳數分布。煤、柴油餾分柴油+煤油+航空燃油汽油餾分汽油+石化用石油腦+溶劑氣體餾分石油氣+液化石油氣26科學發展2004年10月，382期美制比重（API）表示，其定義為，顯示美制比重與一般比重呈反比關係，相對的一般原油API 介於 2546?間。原油是外觀呈黑色黏稠狀的液體，黏度比水
4、高約 640 倍，很少直接使用，故必須經提煉才能變成市場所要的油品，以發揮其產值。煉油工業煉油工業就是選購價格適當的原油或合成原油，依其呈碳氫化合物混合液等特性，經一系列物理分離和化學處理程序，轉變成符合市場所要的高價油品的工業，也是靠著獲取油品與原油間的毛利價差，來維持永續經營的工業。衍生油品主要供作燃料和石化原料二種用途，但是規範不同。燃料例如汽油、柴油、航空燃油等，強調對其使用機器設備如內燃機或引擎所產生綜合性能，包括易啟動、抗爆震、作功大小、熱效率、低污染等，故燃料規範屬於多API131.5141.5比重（15.5）27科學發展2004年10月，382期專題報導黑黝黝的液體黃金成分摻配
5、混合物，並呈沸點範圍分布。而石化原料如乙烯、丙烯、丁二烯和芳香烴等，則是需再經由嚴格化學處理程序製成合適分子量大小和構造，包括塑膠、橡膠、纖維和特殊化學品等合成產品的原料。由於這些產品的抗壓力、抗張力、抗熱、抗酸鹼和抗氧化等品質要比天然產品佳，所以原料的純度要高達 99.9 wt 以上。原油提煉物理分離方法是在不改變分子構造或產出新成分的前提下，直接依據原油組成特性，如燃料油品餾分的沸點分布或碳數分布、和分子構造間的差異加以分離回收。主要的應用方法依序如結晶 利用各成分融點和溶解度的不同而加以分離，如丁酮脫腊、丙烷脫柏油等。吸附 利用各成分對多孔性固體吸附劑的親和力不同而加以分離，如從煤油中分
6、離正烷烴，供作軟性清潔劑原料，從混合二甲苯分離出對二甲苯，供作聚酯纖維原料。化學轉化方法著重在改變各項餾分的分子構造，以配合下列四項需求：1.調整原油中某段餾分的分子構造，如直鏈變成支鏈或環狀，以配合油品品質需求，增加汽油辛烷值；2.調整原油中各段餾分產率分布，如大分子變成小分子，以配合市場消費量；3.去除原油中硫、氮、氧和重金屬成分，以免造成空氣和河川污染等；4.把氣態成分經烷化二聚合或三聚合變成液態餾分。化學轉化方法或製程有下列幾種：觸媒重組是以在矽鋁氧化物上的鉑和鐳等金屬，把直鏈C5以上的成分，脫氫環化變成環烷烴和芳香烴，以增加汽油辛烷值或抗震值和芳香烴類石化原料的產量；異構化則是以酸性
7、沸石當觸媒，把直鏈變成支鏈的碳氫化合物，增加汽油辛烷值；觸媒裂解是用酸性沸石當觸媒，把分子量高的石臘狀餾分變成汽油、柴油、丙烯和C4等輕質成分，降低燃料油產率，提高汽油和石化原料（如丙烯和丁烯）產率。加氫處理是原油或其分餾餾分含有硫、氮、氧等雜元素，利用加氫方法，在含有鈷、鉬、鎳等金屬的觸媒作用下，加以處理使其變成硫化氫、氨和水分等氣態化合物，而與油品分離。例如從原油蒸餾的直餾汽油中硫含量為200 ppm 左右降為 510 ppm，以配合環保規定；烷化是如異丁烷和丁烯在硫酸、氫氟酸等作用下，在攝氏150度左右反應變成 2,2,4三甲基戊烷或異辛烷，使辛烷值由 65 增至 9596，改善汽油品質
8、；熱裂解則是在攝氏 820900度裂解爐，把石油腦或稱輕油或柴油，與稀釋水蒸氣，在 2 秒內快速通過，產生熱裂油氣，28科學發展2004年10月，382期下：蒸餾 是原油提煉的第一步，先在加熱爐中把原油加熱至攝氏 370400 度間，泵入內裝篩板、閥板或填料板等內件的常壓蒸餾塔底內驟沸，依沸點範圍或揮發度不同，以分餾出各段餾分，如液化石油氣、汽油、航空燃油、柴油和未揮發常壓塔底油等。另外再把常壓塔底油經減壓（2540 毫米汞柱）並加熱至攝氏380 度左右，再泵入真空蒸餾塔分離出重柴油、潤滑油、燃料油和柏油等油品餾分。吸收 利用各氣體成分在液體溶劑中溶解度的不同而加以分離，如用乙二醇胺吸收氣體餾
9、分中的硫化氫等。萃取 利用各液體成分對第三成分或溶劑的溶解度不同而加以分離，如用二己二醇醚萃取苯、甲苯、二甲苯芳香烴供作石化原料。餾分沸點範圍（）相當碳數體積（%）氣體16430 C1C514汽油30210 C5C121325煤油175280 C11C16913柴油235350 C15C201323蒸餘油（燃料油）350 C20+436429科學發展2004年10月，382期專題報導黑黝黝的液體黃金並經驟冷、加壓、冷卻分餾出乙烯、丙烯、四碳烴、汽油和柴油等餾分，相對提升產品價值並增加石化原料供應；莫洛斯法去硫醇主要是把低沸點餾分中的硫醇溶解在燒石咸溶液中，然後通氧變成無味和無腐蝕性的二硫化合物
10、。依物理分離和化學轉化方法、原油來源和特性、油品規範和需求等因素，可規劃一代表石油煉製流程圖原油常壓塔底油液化石油氣液化石油氣C5汽油異構化汽油航空燃油高柴普柴柏油鍋爐油低硫燃料油甲基第三丁基醚；甲基戊基醚裂解汽油（C5,C9）裂解汽油烷化汽油重組汽油媒裂柴油媒裂汽油C5直餾分輕石油腦重石油腦烯烴、芳香烴石化原料煤油（噴射機油）輕柴油重柴油常壓塔底油輕真空製氣油真空塔底油柏油吹煉加氫脫硫加氫脫硫加氫脫硫輕油裂解異構化醚化觸媒重組加氫裂解殘渣油裂解殘渣油裂解莫洛斯法去硫醇莫洛斯法去硫醇莫洛斯法去硫醇莫洛斯法去硫醇真空製氣油加氫脫硫常壓蒸餾工場汽油池柴油池真空蒸餾工場觸媒裂解烷化聚合低硫燃料油高硫燃料油中真空製氣油重真空製氣油加氫裂解汽油聚合汽油原油一般物性原油元素組成重量百分比（wt%）碳8487氫1114硫0.046氧0.010.5氮0.11.5金屬（鎳、釩、鈉）0.0050.015氫碳原子比1.571.75原油分餾餾分性石油煉製流程。原油在所有化石能源中，確實是最方便的能源。但原油蘊藏量是有限的，因此必須未雨綢繆，加速規劃應變策略，包括能源轉換技術研究、開發新替代能源、原油精緻利用和推動節能措施等。林俊雄東海大學暨雲林科技大學化工系