石油炼制的主要过程和工艺简介
石油、天然气是不同烃化合物的混合物,简单作为燃料是极大的浪费,只有通过加工处理,炼制出不同的产品,才能充分发挥其巨大的经济价值.石油经过加工,大体可获得以下几大类的产品：汽油类航空汽油、军用汽油、溶剂汽油；煤油灯用煤油、动力煤油、航空煤油；柴油轻柴油、中柴油、重柴油；燃料油；润滑油；润滑油脂以及其他石油产品凡士林、石油蜡、沥青、石油焦炭等.有的油品经过深加工,又获得质量更高或新的产品.
石油加工,主要是指对原油的加工.世界各国基本上都是通过一次加工、二次加工以生产燃料油品,三次加工主要生产化工产品.原油在炼厂加工前,还需经过脱盐、脱水的预处理,使之进入蒸馏装置时,其各种盐类的总含盐量低于 5mg/L,主要控制其对加工设备、管线的腐蚀和堵塞.
原油一次加工,主要采用常压、减压蒸馏的简单物理方法将原油切割为沸点范围不同、密度大小不同的多种石油馏分.各种馏分的分离顺序主要取决于分子大小和沸点高低.在常压蒸馏过程中,汽油的分子小、沸点低50～200℃,首先馏出,随之是煤油60～5℃、柴油200～0℃、残余重油.重油经减压蒸馏又可获得一定数量的润滑油的基础油或半成品蜡油,最后剩下渣油重油.一次加工获得的轻质油品汽油、煤油、柴油还需进一步精制、调配,才可做为合格油品投入市场.我
国一次加工原油,只获得25%～40%的直馏轻质油品和20%左右的蜡油.
原油二次加工,主要用化学方法或化学-物理方法,将原油馏分进一步加工转化,以提高某种产品收率,增加产品品种,提高产品质量.进行二次加工的工艺很多,要根据油品性质和设计要求进行选择.主要有催化裂化、催化重整、焦化、减粘、加氢裂化、溶剂脱沥青等.如对一次加工获得的重质半成品蜡油进行催化裂化,又可将蜡油的40%左右转化为高牌号车用汽油,30%左右转化为柴油,20%左右转化为液化气、气态烃和干气.如以轻汽油石脑油 为原料,采用催化重整工艺加工,可生产高辛烷值汽油组分航空汽油或化工原料芳烃苯、二甲苯等,还可获得副产品氢气.
石油三次加工是对石油一次、二次加工的中间产品包括轻油、重油、各种石油气、石蜡等,通过化学过程生产化工产品.如用催化裂化工艺所产干气中的丙稀生产丙醇、丁醇、辛醇、丙稀腈、腈纶；用丙稀和苯生产丙苯酚丙酮；用碳四C4馏分生产顺酐、顺丁橡胶；用苯、甲苯、二甲苯生产苯酐、聚脂、涤纶等产品.最重要并且最大量的是用石脑油、柴油生产乙稀.
1.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氯化物、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.常用的办法是加破乳剂和水,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.
2.常减压蒸馏
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.脱盐、脱水后的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经过常减压蒸馏后,馏分分离如下：
石油加工
常减压蒸馏流程示意图如下：
3.热裂化
热裂化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.
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.
工艺过程：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～；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.
4.催化裂化
  催化裂化是在热裂化工艺上发展起来的.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.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,可使产品组成波动.