炼油厂的构成与工艺流程
1. 生产装置
1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 原油分离装置 重质油轻质化装置 油品改质及油品精制装置 油品调合装置 气体加工装置 制氢装置 化工产品生产装置
2. 辅助设施
1) 2) 3) 4) 5) 6) 供电系统 供水系统 蒸汽系统 供气系统 原油及产品储运系统 三废处理系统
平衡汽化
实际生产过程中并 不存在真正的平衡 汽化，只是有适当 的条件下，可近似 达到平衡汽化。
简单蒸馏（微分蒸馏）
由无穷多次 平衡汽化组 成，为渐次 汽化过程。 简单蒸馏的 分离效果要 优于平衡汽 化。
精馏
两个梯度： 温度梯度和浓度梯 度。 两段：精馏段和提 馏段。
精馏原理
• 常减压精馏是利用各馏分之间挥发能力不同，或 者说存在着沸点差异这一特点将原油初步分离成 汽油，煤油，柴油，蜡油以及渣油。 • 低沸点组分加热后容易汽化，高沸点组分加热后 不易汽化。因此将原油加热到一定温度，会发生 部分汽化，分成汽液两相，其中汽相比液相含有 较多 的低沸点组分。当油品蒸汽部分冷凝时，高 沸点组分首先冷凝，如果使汽液两相不断充分进 行热量交换和质量交换，则在冷凝液中重组分将 不断增加，而在汽相中轻组分也不断增加，实现 轻重组分的顺利分离。
• 粘度：
• 粘度与化学组成的关系 • 1、同一系列的烃类，分子量大，粘度大； • 2、分子量相近，环状结构的分子粘度〉链 状，环数 多，粘度大 • 3、环数相同，链越长，粘度越大 • 粘度与温度的关系
• 1、粘温性质、粘度指数 、 粘度比
• 2、粘温性质与分子结构的关系：正构烷烃最 好，分 支越小，越好 • 3、粘度与压力的关系 油品混合粘度
工艺流程
• 全厂生产工艺流程图（Orion) • 生产装置工艺流程图（PFD) • 工艺管线与控制流程图(PI&D)
常减压装置 （Crude oil unit)
乙烯装置
加氢精制
各种油品
催化裂化装置 （FCC)
催化重整
渣油处理
加氢精制
芳烃抽提
乙烯装置
延迟焦化 （Delay coking)
溶剂脱沥青 （Solvent Deasphalting)
密度、相对密度、特性因 数
• 密度和相对密度 • 规律：（1）碳数相同，芳香烃〉环烷 烃〉烷 烃；（2）正构烷烃、环烷烃，分 子量大密度 大；（3）芳香烃、侧链越 长，密度越小； • 对石油馏分，沸程越高，密度越大 • 原油属性中：环烷基>中间基>石蜡基
• 特性因数K
– – – – – K=1.216T 1/3 / d 15.6 15.6 T—中平均沸点 烷烃 12.7 环烷烃11～12 芳香烃10～11 相关指数BMCI=48640/（tv+273）+473.7* d 15.6 15.6 456.8 BMCI大，芳香性强 稀烃裂解计算有用，石脑油：烷烃多制乙烯好
原油蒸馏（常减压装置）
• • • • • • 原油评价 流程简介 设备简介 流程回顾 装置开停车 总结
原油评价
• 原油评价方法概述 根据目的不同，原油评价内容 不同：
（1）原油的一般性质的分析 （2）常规评价。包括原油一般性质分析、原油实沸点蒸 馏(TBP)及窄馏分性质。 （3）综合评价。包括原油一般性质分析、原油实沸 点 蒸馏及窄馏分性质、直馏产品产率和性质 。某 些馏分 的化学组成、重油或渣油二次加工性能。
减粘裂化 （ViLeabharlann breaking)各种油品
脱蜡
润滑油精制
基本原理－闪蒸
进料以某种方式被加热到部分汽化，经过减压 设施，在一个容器的空间内，于一定的温度和压力 下，气液两相迅速分离，得到相应的气相和液相产 物，此过程叫闪蒸。 闪蒸过程若气液两相有足够的时间密切接触， 达到了平衡状态，则这种汽化方式称为平衡汽化。 平衡汽化的逆过程称为平衡冷凝。
• 特性因数 特性因数是表示烃类和石油馏分化学性 质的一个重要参数。 • 烃类的沸点。最早用分子平均沸点，后来使用立 方平均沸点，现在一般使用中平均沸点。
• 相关指 数（BMCI）： 粘重常 数 • 正构烷烃的相关指数最小，接近零，芳香烃的相 关指 数最大（苯为100），环烷烃的相关指数居 中。 BMCI越大，芳香性越强； BMCI越小，石蜡 性越强。 烷烃的VGC最小，芳香烃的VGC最大。
关键馏分的分类方法
• 第一关键馏分 d 4 20 API K 第二关键馏分 d 4 20 API K
石蜡基 <0.8210 >40 >11.9 <0.8723 >30 >12.2
中间基 0.8210~0.8562 33~40 11.5~11.9 <0.8723~0.9305 20~30 11.5~12.2
第一节 一般性质
• 石油是什么样？什么是石油？ • 外观--黑、褐色；气味--状态--流动、半流动、粘稠 • 相对密度：0.80～0.98 g/cm3
第二节 元素组成
碳氢
• C：83.0% ～87.0% H： 11 ～14% • H/C原子比: H/C：1.8 ～ 2.0 （加工难易程度、化学组成、 分子结构等信息） • 加氢或脱碳------石油加工的 实质
• 最后根据原油性质数据，提出原油加工方案。
原油实沸点蒸馏
原油实沸点蒸馏装置
• 一、 原油的一般性质 首先测定其水含量、含盐量、 机械杂质。若含水量大 于0.5%应先进行脱水。 原油性质一般包括：密度，运动粘度、凝点、含 蜡量 (wax)、沥青质、胶质、酸值、残炭、C、H、 S、N 元素分析、微量金素分析等。 • 二、原油实沸点蒸馏及窄馏分性质 实沸点蒸馏就 是将原油按沸点不同切割成许多不同的 馏分和渣 油，然后测定他们的性质。 • 三、直馏产品的性质及产率 如直馏汽油、重整原 料、直馏柴油馏分、VGO (润滑 油馏分、催化裂 化料)常压渣油及减压渣油，分别测定 其性质。
环烷基 >0.856 >33 <11.5 >0.9305 <20 <11.5
• 2、商品分类法 国际市场计算原油价格：
(1)、按密度分类：
轻质原油：>34API 中质原油：34~20API 重质原油：20~10API 特稠原油：<10API <0.852(20℃密度) 0.852~0.930(20℃密度) 0.930~0.998(20℃密度) >0.998(20℃密度)
石油产品分为六大类：
• 燃料(F) 主要有汽油、柴油、喷气燃料（航空煤油）、 灯用煤油、燃 料油等，其数量占全部石油产品的90% 以上。 • 润滑剂(L) 润滑剂包括润滑油和润滑脂。其数量并不 大，约占全部石油 产品的２%左右，但它们的品种却相 当多。 • 石油沥青(B) 石油沥青用于道路、建筑和防水等方面， 其产量约占石油产品 总量的３％。 • 石油蜡(W) 石油中的固态烃，其产量约占石油产品总量 的１％。 • 石油焦(C) 可用于炼钢、炼铝、可制作成电极，其产量 约占石油产品总 量的２％。 • 溶剂和化工原料(S) 用作石油化工原料和溶剂 ，其产量 约占石油产品总量的10 ％。
虚拟组成
石油是一个极其复杂的混合物，含有无数种各 类有机和无机化合物，目前的各类手段无法将所 有的组分全部分离出来加以分析，另外，即使将 这些组分全部分离并得到分析数据，在软件中将 各种组分输入，利用这些组分进行计算，现有的 模拟软件无法解算这些多元混合物构成的多元方 程（数以万计），即使以后能解，但可能需要过 长时间，对于以经验为主导的化工领域，这是没 有必要的。综上所述，有必要发展一种方法以最 为简单的表达方式来表示出原油这种类似的复杂 物质的性质，为过程模拟和设计提供帮助。
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微量元素
• 变价金属 Ni 、V、Fe、Cu 等 Ni/V高 二次加工 催化剂中毒，由于生油机理不同，国外是海相 生油， 国内是陆相生油。 金属主要分布于渣油 中。 碱金属和碱土金属。 卤素和其他元素。
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第三节 馏分组成
• 石油是一个极其复杂的混合物，沸点范围 很宽，要研究 或利用原油，必须先进行分馏， 就是按沸点高低将其分 离（切割）成不同的馏 分。 • 初馏点：加热时馏出的第一滴液体时的温度。 • 初馏点～200℃ 汽油馏分 或～180 ℃， • 200～350 ℃ 煤、柴油馏分 • 350～500℃ 减压瓦斯油VGO（润滑油馏分、催化裂化原 料） • >500 ℃ 减压渣油 VR • >350 ℃ 常压渣油 AR
(2)、按硫含量分类：
低硫原油：硫含量0.5%; 含硫原油：硫含量0.5%~2.0%; 高硫原油：硫含量>2.0%
我国原油特点：
• 相对密度：0.85～0.95 g/cm 偏重的常规原油 （第一特点） • 我国H/C原子比偏低（第二特点） • 我国低硫高氮（第三特点） • Ni多，V少 （第四特点） • 轻馏分少，重馏分多（第五特点）
四、原油分类方法(classification system) 1、 关键馏分特性分类法 1935年美国矿物局提出： 第 一关键馏分：250~275℃馏分 第二关键馏分： 395~425℃馏分 分别测定密度，根据密度大小分 为：石蜡基、中间 基、环烷基。 我国将硫含量分 为：低于0.5%为低硫原油、高于 0.5%的为含硫原 油。
S、N、O杂原子
• • 以元素S、硫化物、H 2 S、硫 醇、硫醚、噻吩、 二硫化物等。 硫含量也作为衡量原油质 量的一个指标：>2% 高硫原油、0.5～2%含硫原 油、<0.5%低硫原 油 N 氮化物的危害比硫轻，氮化物 以 吡啶、吡咯 等 使产品不安定。 O 氧是以环烷酸存在，环烷酸盐是表面活性 剂，易乳化，使 油含水高，腐蚀设备。氧是很 难测的，一般用减差法，不准 确。
石油化学与石油加工技术
朱晓军 Aspentech
• 化学工程是一门经验性学科。 • 石油炼制过程可是简单的划分为原油混 合，单元操作以及油品调合过程。 • 在石油炼制工业中，产品没有纯度概念， 不要讨论汽油的纯度或浓度这样的问题。 • 常减压装置在炼油装置中最重要的物理加 工装置。 • 区分虚拟组分、虚拟组成与原油馏分。 • 精馏的作用就是轻重组分的提浓与分离， 最重要的操作变量是回流比。