【正文】 第一篇：原油預(yù)處理工藝說明原油的蒸餾amp。Nbsp。石油是由分子大小和化學結(jié)構(gòu)不同的烴類和非烴類組成的復(fù)雜混合物，通過本章所講述的預(yù)處理和原油蒸餾方法，可以根據(jù)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。然后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，如以后章節(jié)要介紹的催化裂化、催化重整、加氫裂化等向后延伸的煉制過程，可提高石油產(chǎn)品的質(zhì)量和輕質(zhì)油收率。一、原油的預(yù)處理一 預(yù)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、MgClCaCl2等，在油田原油要經(jīng)過脫水和穩(wěn)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(tài)存在于原油中，原油含水含鹽給原油運輸、貯存、加工和產(chǎn)品質(zhì)量都會帶來危害。原油含水過多會造成蒸餾塔操作不穩(wěn)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(xiàn)在：在換熱器、加熱爐中，隨著水的蒸發(fā)，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(dǎo)致停工。造成設(shè)備腐蝕。CaClMgCl2水解生成具有強腐蝕性的HCl：MgCl2 + 2H2O Mg(OH)2 + 2HCl如果系統(tǒng)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(chǎn)品的質(zhì)量。根據(jù)上述原因，目前國內(nèi)外煉油廠要求在加工前，%～%，含鹽量原油中的鹽大部分溶于所含水中，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，然后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(yīng)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(guān)鍵，當水滴直徑小到使其下降速度小于原油上升速度時，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采用兩級脫鹽脫水流程。原油自油罐抽出后，先與淡水、破乳劑按比例混合，經(jīng)加熱到規(guī)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(jié)力。二、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(dǎo)出進行冷凝，使其輕重組分得到分離。蒸餾依據(jù)原理是混合物中各組分沸點(揮發(fā)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。其中簡單蒸餾常用于實驗室或小型裝置上，它屬于間歇式蒸餾過程，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(jīng)過減壓閥，在一個容器(閃蒸罐、蒸發(fā)塔)的空間內(nèi)，于一定溫度壓力下，使汽液兩相迅速分離，得到相應(yīng)的汽相和液相產(chǎn)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(nèi)進行的。原油常壓蒸餾特點 原油的常壓蒸餾就是原油在常壓(或稍高于常壓)下進行的蒸餾，所用的蒸餾設(shè)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(fù)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(chǎn)品餾分。按照一般的多元精餾辦法，需要有n1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(cè)部開若于側(cè)線以得到如上所述的多個產(chǎn)品餾分，就像n個塔疊在一起一樣，故稱為復(fù)合塔。（2）常壓塔的原料和產(chǎn)品都是組成復(fù)雜的混合物 原油經(jīng)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(zhì)餾分油和常壓重油，這些產(chǎn)品仍然是復(fù)雜的混合物(其質(zhì)量是靠一些質(zhì)量標準來控制的。如汽油餾程的干點不能高于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(shè)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(nèi)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(fù)合塔內(nèi)，汽油、煤油、柴油等產(chǎn)品之間只有精餾段而沒有提餾段，這樣側(cè)線產(chǎn)品中會含有相當數(shù)量的輕餾分，這樣不僅影響本側(cè)線產(chǎn)品的質(zhì)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(shè)置若干個側(cè)線汽提塔，這些汽提塔重疊起來，但相互之間是隔開的，側(cè)線產(chǎn)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(cè)線產(chǎn)品由汽提塔底部抽出送出裝置。（4）常壓塔常設(shè)置中段循環(huán)回流 在原油精餾塔中，除了采用塔頂回流時，通常還設(shè)置1~2個中段循環(huán)回流，即從精餾塔上部的精餾段引出部分液相熱油，經(jīng)與其它冷流換熱或冷卻后再返回塔中，返回口比抽出口通常高2~3層塔板。中段循環(huán)回流的作用是，在保證產(chǎn)品分離效果的前提下，取走精餾塔中多余的熱量，這些熱量因溫位較高，因而是價很高的可利用熱源。采用中段循環(huán)回流的好處是，在相同的處理量下可縮小塔徑，或者在相同的塔徑下可提高塔的處理能力。減壓蒸餾及其特點 原油在常壓蒸餾的條件下，只能夠得到各種輕質(zhì)餾分。常壓塔底產(chǎn)物即常壓重油，是原油中比較重的部分，沸點一般高于350℃，而各種高沸點餾分，如裂化原料和潤滑油餾分等都存在其中。要想從重油中分出這些餾分，就需要把溫度提到350℃以上，而在這一高溫下，原油中的穩(wěn)定組分和一部分烴類就會發(fā)生分解，降低了產(chǎn)品質(zhì)量和收率。為此，將常壓重油在減壓條件下蒸餾，蒸餾溫度一般限制在420℃以下。降低壓力使油品的沸點相應(yīng)下降，上述高沸點餾分就會在較低的溫度下汽化，從而避免了高沸點餾分的分解。減壓塔是在壓力低于100kPa的負壓下進行蒸餾操作。減壓塔的抽真空設(shè)備常用的是蒸汽噴射器或機械真空泵。蒸汽噴射器的結(jié)構(gòu)簡單，使用可靠而無需動力機械，水蒸汽來源充足、安全，因此，得到廣泛應(yīng)用。而機械真空泵只在一些干式減壓蒸餾塔和小煉油廠的減壓塔中采用。與一般的精餾塔和原油常壓精餾塔相比，減壓精餾塔有如下幾個特點：⑴ 根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)不同，減壓精餾塔分燃料型與潤滑油型兩種。潤滑油型減壓塔以生產(chǎn)潤滑油料為主，這些餾分經(jīng)過進一步加工，制取各種潤滑油。燃料型減壓塔主要生產(chǎn)二次加工的原料，如催化裂化或加氫裂化原料。⑵ 減壓精餾塔的塔板數(shù)少，壓降小，真空度高，塔徑大。為了盡量提高拔出深度而又避免分解，要求減壓塔在經(jīng)濟合理的條件下盡可能提高汽化段的真空度。因此，一方面要在塔頂配備強有力的抽真空設(shè)備，同時要減小塔板的壓力降。減壓塔內(nèi)應(yīng)采用壓降較小的塔板，常用的有舌型塔板、網(wǎng)孔塔板等。減壓餾分之間的分餾精確度要求一般比常壓蒸餾的要求低，因此通常在減壓塔的兩個側(cè)線餾分之間只設(shè)3~5塊精餾塔板。在減壓下，塔內(nèi)的油汽、水蒸汽、不凝氣的體積變大，減壓塔徑變大。⑶ 縮短渣油在減壓塔內(nèi)的停留時間 塔底減壓渣油是最重的物料，如果在高溫下停留時間過長，則其分解、縮合等反應(yīng)會進行得比較顯著，導(dǎo)致不凝氣增加，使塔的真空度下降，塔底部分結(jié)焦，影響塔的正常操作。因此，減壓塔底部的直徑常常縮小以縮短渣油在塔內(nèi)的停留時間。另外，減壓塔頂不出產(chǎn)品，減壓塔的上部汽相負荷小，通常也采用縮徑的辦法，使減壓塔成為一個中間粗、兩頭細的精餾塔。二 常減壓蒸餾裝置的工藝流程所謂工藝流程，就是一個生產(chǎn)裝置的設(shè)備(如塔、反應(yīng)器、加熱爐)、機泵、工藝管線按生產(chǎn)的內(nèi)在聯(lián)系而形成的有機組合。目前煉油廠最常采用的原油蒸餾流程是兩段汽化流程和三段汽化流程。兩段汽化流程包括兩個部分：常壓蒸餾和減壓蒸餾。三段汽化流程包括三個部分：原油初餾、常壓蒸餾和減壓蒸餾。常壓蒸餾是否要采用兩段汽化流程應(yīng)根據(jù)具體條件對有關(guān)因素進行綜合分析而定，如果原油所含的輕餾分多，則原油經(jīng)過一系列熱交換后，溫度升高，輕餾分汽化，會造成管路巨大的壓力降，其結(jié)果是原油泵的出口壓力升高，換熱器的耐壓能力也應(yīng)增加。另外，如果原油脫鹽脫水不好，進入換熱系統(tǒng)后，盡管原油中輕餾分含量不高，水分的汽化也會造成管路中相當可觀的壓力降。當加工含硫原油時，在溫度超過160℃~180℃的條件下，某些含硫化合物會分解而釋放出H2S，原油中的鹽分則可能水解而析出HCl，造成蒸餾塔頂部、汽相餾出管線與冷凝冷卻系統(tǒng)等低溫位的嚴重腐蝕。采用兩段汽化蒸餾流程時，這些現(xiàn)象都會出現(xiàn)，給操作帶來困難，影響產(chǎn)品質(zhì)量和收率，大型煉油廠的原油蒸餾裝置多采用三段汽化流程。三段汽化原油蒸餾工藝流程的特點有：⑴ 初餾塔頂產(chǎn)品輕汽油一般作催化重整裝置進料。由于原油中的含砷的有機物質(zhì)，隨著原油溫度的升高而分解汽化，因而初餾塔頂汽油的砷含量較低，而常壓塔頂汽油含砷量很高。砷是重整催化劑的有害物質(zhì)，因而一般含砷量高的原油生產(chǎn)重整原料均采用初餾塔。⑵ 常壓塔可設(shè)3~4個側(cè)線，生產(chǎn)溶劑油、煤油(或噴氣燃料)、輕柴油、重柴油等餾分。⑶ 減壓塔側(cè)線出催化裂化或加氫裂化原料，產(chǎn)品較簡單，分餾精度要求不高，故只設(shè)2~3個側(cè)線，不設(shè)汽提塔。⑷ 減壓蒸餾可以采用干式減壓蒸餾工藝。所謂干式減壓蒸餾，即不依賴注入水蒸汽以降低油汽分壓的減壓蒸餾方式。干式減壓蒸餾一般采用填料而不是塔板。與傳統(tǒng)濕式減壓精餾相比，它的主要特點有：填料壓降小，塔內(nèi)真空度提高，加熱爐出口溫度降低使不凝氣減少，大大降低了塔頂冷凝器的冷卻負荷，減少冷卻水用量，降低能耗等。根據(jù)產(chǎn)品的用途不同，可將原油蒸餾工藝流程分為以下三種類型：燃料型 這類加工方案的目的產(chǎn)品基本上都是燃料，從罐區(qū)來的原油經(jīng)過換熱，溫度達到80℃～120℃左右進電脫鹽脫水罐進行脫鹽、脫水。經(jīng)這樣預(yù)處理后的原油再經(jīng)換熱到210℃～250℃進入初餾塔，塔頂出輕汽油餾分，塔底為拔頭原油，拔頭原油經(jīng)換熱進常壓加熱爐至360℃～370℃，形成的氣液混合物進入常壓塔，塔頂出汽油餾分，經(jīng)冷凝冷卻至40℃左右，一部分作塔頂回流，一部分作汽油餾分。各側(cè)線餾分油經(jīng)汽提塔汽提出裝置，塔底是沸點高于350℃的常壓重油。用熱油泵從常壓塔底部抽出送到減壓爐加熱，溫度達到390℃～400℃進入減壓精餾塔，減壓塔頂一般不出產(chǎn)品，直接與抽真空設(shè)備連接。側(cè)線各餾分油經(jīng)換熱冷卻后出裝置作為二次加工的原料。塔底減壓渣油經(jīng)換熱、冷卻后出裝置作為下道工序如焦化、溶劑脫瀝青等的進料。燃料潤滑油型⑴ 常壓系統(tǒng)在原油和產(chǎn)品要求與燃料型相同時，其流程亦相同。⑵ 減壓系統(tǒng)流程較燃料型復(fù)雜，減壓塔要出各種潤滑油原料組分，故一般設(shè)4～5個側(cè)線，而且要有側(cè)線汽提塔以滿足對潤滑油原料餾分的閃點要求，并改善各餾分的餾程范圍。⑶ 控制減壓爐出口最高油溫不大于395℃，以免油料因局部過熱而裂解，進而影響潤滑油質(zhì)量。⑷ 減壓蒸餾系統(tǒng)一般采用在減壓爐管和減壓塔底注入水蒸汽的操作工藝。注入水蒸汽的目的在于改善爐管內(nèi)油的流動情況，避免油料因局部過熱裂解，降低減壓塔內(nèi)油汽分壓，提高減壓餾分油的拔出率?；ば退奶攸c是：⑴ 化工型流程是三類流程中最簡單的。常壓蒸餾系統(tǒng)一般不設(shè)初餾塔而設(shè)閃蒸塔(閃蒸塔與初餾塔的差別在于前者不出塔頂產(chǎn)品，塔頂蒸汽進入常壓塔中上部，無冷凝和回流設(shè)施)。⑵ 常壓塔設(shè)2～3個側(cè)線，產(chǎn)品作裂解原料，分離精確度要求低，塔板數(shù)可減少，不設(shè)汽提塔。⑶ 減壓蒸餾系統(tǒng)與燃料型基本相同。原油的熱加工過程在煉油工業(yè)中，熱加工是指主要靠熱的作用，將重質(zhì)原料油轉(zhuǎn)化成氣體、輕質(zhì)油、燃料油或焦炭的一類工藝過程。熱加工過程主要包括：熱裂化、減粘裂化和焦化。熱裂化是以石油重餾分或重、殘油為原料生產(chǎn)汽油和柴油的過程。減粘裂化的目的是將重油或減壓渣油經(jīng)輕度裂化使其粘度降低以便符合燃料油的使用要求。焦化是以減壓渣油為原料生產(chǎn)汽油、柴油等中間餾分和生產(chǎn)石油焦。在這些過程中，熱裂化過程已逐漸被催化裂化所取代。不過隨著重油輕質(zhì)化工藝的不斷發(fā)展，熱裂化工藝又有了新的發(fā)展，國外已經(jīng)采用高溫短接觸時間的固體流化床裂化技術(shù)，處理高金屬、高殘?zhí)康牧淤|(zhì)渣油原料。一、熱加工過程的基本原理石油餾分及重油、殘油在高溫下主要發(fā)生兩類化學反應(yīng)：一類是裂解反應(yīng)，大分子烴類裂解成較小分子的烴類，因此從較重的原料油可以得到汽油餾分，中間餾分，以至小分子的烴類氣體；另一類是縮合反應(yīng)，即原料和中間產(chǎn)物中的芳烴、烯烴等縮合成大分子量的產(chǎn)物，從而可以得到比原料油沸程高的殘油甚至焦炭。利用這一原理，熱加工過程除了可以從重質(zhì)原料得到一部分輕質(zhì)油品外，也可以用來改善油品的某些使用性能。下面從化學反應(yīng)角度說明熱加工過程裂解反應(yīng)的基本原理。一 烷烴烷烴在高溫下主要發(fā)生裂解反應(yīng)。裂解反應(yīng)實質(zhì)是烴分子CC鏈斷裂，裂解產(chǎn)物是小分子的烴類和烯烴。反應(yīng)式為： CnH2n+2 ––––– CmH2m + CqH2q+2(n = m + q)以十六烷為例：C16H34 ––––––C7H14 + C9H20 生成的小分子烴還可進一步反應(yīng)，生成更小的烷烴和烯烴，甚至生成低分子氣態(tài)烴。