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石油加工常识


基础油中加入各种添加剂调配成成品润滑油。润滑油经调合后, 可制得车辆润滑油及工业润滑油,即汽油机油、柴油机油、全 损耗系统用油、工业齿轮油、导轨油、汽轮机油等。
炼油厂的七种武器

在化工生产中,为了将原料加工成一定规格的产 品,往往需要经过原料预处理、化学反应以及反
应产物的分离和精制等一系列化工过程。实现这
催化重整
渣油
一次加工过程
重整汽油 苯、甲苯 二甲苯
二次加工过程
三次加工过程
原油加工的法宝
进入现代化的炼油厂,一般首先引入我们眼帘的是林 立的高塔。其中有一个高瘦和一个矮胖,这样的两个 直立着的设备,这就叫蒸馏塔。高瘦者叫常压分馏塔 (简称常压塔);矮胖者叫减压分馏塔(简称减压塔)。 石油经过加热炉加热后,先送到常压塔,再将常压塔
石油炼制过程
轻质馏分油 (沸点< 粗汽油 粗煤油 粗柴油 原油通 过原油 蒸馏得 到直馏 产 品 重质馏分油 (沸点: ~ 重柴油 润滑油馏分 裂化原料
产量低 质量差 产品精制
直馏汽油 直馏柴油 润滑油
产量低 质量好
热裂化
催化裂化
加氢裂化
轻质油 汽油 煤油 柴油 乙烯、 芳烃等 化 工 原 料
们有没有办法让渣油充分利用呢?

我们用“重整”和“裂化” : 为了从石油中获取更多的轻质油;也为了提高油品质量、 增加产品的品种,人们就想了许多改造原有烃的办法, 使石油“大家庭”的烃,按人们对产品产量、质量、品 种的要求,改变其原来“面貌”,作个“手术”,变成 新的烃或做重新的组合。也就是说,通过实行新办法之 后,可从石油"大家庭"中获得第二代石油产品。那末,
所获得的第一代产品。这些产品的数量有限。从我国的石
油组分来说,一般可获得25-40%的直馏轻质油品和20%-30% 的蜡油。也就是说炼制一百吨石油,只能拿到二十五到四
十吨的轻质油品和二、三十吨的蜡油。蒸馏剩下的比重大、
沸点高的残渣我们叫它渣油。渣油虽然可供锅炉、电站等 当燃料,但显然没有合理充分地利用宝贵的石油资源。我
现在有哪些办法呢?
第一个办法是裂化,裂化,顾名思义地可以理解为分裂 石油中的长链烃类物质(重油主要成分),使它成为短链烃 类物质(轻油主要成分);就象把一条很长的链子被手术刀剪 断,变成几段较短的链子一样。采用这种办法,会使石油
“大家庭”增加许多低分子烃的新成员,这不仅可增加轻
质油产量,而且是当今石油化工业制取烯烃的重要途径, 例如,辛烷裂化断链就可得到乙烯和己烷。对炼油厂来说, 裂化有三种不同的类型:
碳的烃(叫戌烷),只要加热到36℃就沸腾;而含有十二个 碳的烃(叫十二烷),则要加热到216℃才能沸腾。这样,
把石油加热后,就能按各类烃沸点高低不同依次蒸发出来。
加工石油的炼油厂,就是利用石油的这个特点,而使大量 石油去经历不同温度的过程,便就能得到不同的产品了。

常压蒸馏是指将经过预先处理(一般要经过电脱盐脱水, 去除原油中混杂的盐分和水分)后的原油在接近大气压 下进行蒸馏。所谓蒸馏,就是将原油或其他液体混合物 加热使之气化,气化了的各种不同沸点的组分先后分别

润滑油料除了精制除去非理想组分外,还必须除去其中的 高凝固点组分(即石蜡和地蜡),以降低油品的凝固点,同时 还可以得到蜡,这个过程称为脱蜡。工业上采用的方法有:冷 榨脱蜡、分子筛脱蜡、尿素脱蜡、溶剂脱蜡等。

溶剂脱蜡是在润滑油料中加入溶剂稀释,使油的粘度降低,
然后冷至低温,再将油蜡分离。溶剂脱蜡适用性很广,能处 理各种馏分润滑油和残渣润滑油。
为提高润滑油的质量,使润滑油的抗氧化安定性、粘温特
性、残炭值、颜色等符合产品的规格标准,要除去润滑油原 料中大部分多环短侧链芳烃和胶质,这个过程称溶剂精制。 润滑油原料中的含硫、含氧、含氮化合物,也可在精制过程 中大部分除去。常用溶剂为酚、糠醛。
白土精制是油品与白土在比较高的温度下混合,使油品中
克拉玛依石化的加氢裂化装置
第二个办法是改变石油"大家庭"中三大"家"族(烷烃、 环烷烃、芳烃)在产品中的组合情况;以提高产品质量。如: 在石油第一次"分家"中获得的直馏汽油含直链烷烃多,性 能不能满足开飞机、汽车的要求, 人们就采用"重整"的办 法来解决。“重整”的意思是对分子结构进行重新整理, 因为异构烷烃比同样碳原子数的正构烷烃的辛烷值高很多, 而芳香烃的辛烷值更高。催化重整工艺就是在催化剂存在 条件下,将正构烷烃和环烷烃进行芳构化、异构化和脱氢 反应,转化为芳香烃和异构烷烃,得到高辛烷值汽油和苯 类产品。而且从重整油的芳香烃中还可获取苯、甲苯及二 甲苯等重要化工原料。重整还可以产生氢气作为加氢裂化 和加氢精制装置的原料。
生产润滑油的装置主要有四个,即丙烷脱沥青、溶剂脱蜡、
溶剂精制和白土精制。
高粘度的润滑油主要由减压蒸馏的残渣油制取。残渣油中 集中了原油所含的胶质、沥青质的绝大部分,这些物质在溶剂 精制时难以完全除去,同时还影响了脱蜡工序的进行,因此, 工业上常用液体丙烷作溶剂来脱除残渣油中的胶质、沥青质, 然后进行精制和脱蜡。
克拉玛依石化催化重整装置
神通广大的“媒人”
催化剂工业在19世纪末到20世纪初逐渐形成,人类生产制造
出了硫酸、 油脂加氢、 合成氨、合成甲醇、费托合成、煤焦 油高压加氢等过程用的催化剂。
催化剂种类繁多,主要有金属催化剂、金属氧化物催化剂、
硫化物催化剂、酸碱催化剂、络合催化剂、生物催化剂等。催 化剂工业中的主要产品种类有:石油炼制催化剂、石油化工催 化剂(包括高分子合成中用的聚合催化剂)、无机化工催化剂 (主要是制造氮肥和硫酸的催化剂)、环境保护催化剂等。

石油炼制催化剂是催化剂工业中一类重要产品,包括催化裂 化、催化重整、加氢精制、加氢裂化、异构化、烷基化、叠 合等过程中所用的催化剂。 石油炼制所用的催化剂多以氧化铝为载体,采用一些重金属 或其氧化物为活性成分,此外还有起辅助作用的助催化剂组 分。石油炼制所用的催化剂其形状一般为小条或小球,也有 三叶草、四叶形等异形催化剂。

催化剂的催化活性是指能最大程度地提高石油化工反应 的速度。石油馏分的反应很复杂,同样的原料、相同的反 应条件往往可能发生几十甚至几百种反应,我们希望反应 按我们的需要方向发展,这就要求催化剂有较高的选择性, 只加速我们需要的,对于副反应则不加速。好的石油炼制 催化剂具有活性高、选择性好、强度好、压力降小、稳定 性好等特点。但是催化剂中成分众多,其某一个成分的性 质及含量和存在方式稍有不同都会对催化剂性能产生极大 的影响,所以催化剂的研制是一项技术性很强的工作。
Petroleum Refining
石油加工常识
石油是由多种有机化合物组成的混合物,直接利 用的途径很少,直接用来作为燃料,也只能用来烧 锅炉。这样使用石油,是很大的浪费。将石油加工 成不同产品(也就是炼油厂进行的各种石油加工 过程)则能物尽其用,充分发挥石油的效能,也为 其他化工行业提供原料。为此我们得学点石油加工 常识。
些过程,所借助的机器和设备,常常都被划归为
化工机械。炼油厂加工石油的化工机械有七种:

第一件武器——“纵横四海”的化工管道。走进化工管道 林立的炼油厂,一根根粗细不同、四通八达的管道连接 各种设备,仿佛热带雨林中独木成林的榕树气根,将各 种养分(石油原料、半成品)源源不断地运送,又把成 熟的果实(石油产品)输送到需要的地方。是的,正是 化工管道为我们肩负起输送石油天然气原料以及产品的 艰巨任务。这些钢铁巨龙小至几厘米,大至西气东输的 近两米直径,是石油化工企业的主力军。管道内可以输 送气体、液体甚至流动的固体粉末,有了这件武器,石 油化工产品才可以纵横四海,大显身手。
同时,每种油品有不同的质量档次与牌号,价格高低不同,
石油产品出厂不仅要保证符合质量标准,还要本着优质优价的 原则,追求最高的经济效益,这就需要发挥每种油品在某种性 能上的优势,相互调和匹配,使之既达到了质量标准,又能取 得最大的经济效益,因此,油品调和也是炼厂生产经营上一项 十分重要的措施。
对于润滑油,为了满足各方面的使用要求,还需要在润滑油

一是热裂化。就是完全依靠加热进行裂化。热裂化的设 备比较简单,成本比较低,早在20世纪初美国就有石油 热裂化装置投入使用。裂化用的主要原料是减压塔生产 中得到的含蜡油。通过热裂化,又可取得汽油、煤油、 柴油等轻质油。但是,热裂化所得到的产品,其质量不 够好。 二是催化裂化。就是在裂化时不仅加热而且加入催化剂。 由于催化剂就像人们蒸制馒头时加入酵母一样,能大大 加快反应速度,所以,催化裂化比热裂化获得的轻质油 多(汽油产率可达60%左右),而且产品的质量也比较好。
含有的少量未分离掉的溶剂及回收溶剂被加热生成的大分子 缩合物、胶质等吸附在白土的表面上,从而改善油品的颜色, 降低残炭,提高抗氧化安定性和抗腐性。
润滑油加工中的白土精致
炼油厂的“调酒师”
炼油厂有一名调酒师—这就是
油品调和。
石油经过一次加工和二次加工所得到的油品-“馏分油”,还
不能完全符合市场上的使用要求,因为在油品中还含有各种杂 质,如含有硫、氮、氧等化合物、胶质以及某些影响使用的不 饱和烃和芳烃。油品的质量标准并不像一般化学品追求其纯度 级别,而是完全根据使用要求,对于燃料油品要求其燃烧性能、 对设备的腐蚀磨损、储存与输送安全、对环境影响以及需要脱 除颜色和臭味等等。因此对油品中含有影响使用的杂质必须加 以处理,使油品完全符合质量标准,这就是油品的精制。

克拉玛依石化的催化裂化装置
三是加氢裂化。就是在加入氢气的情况下进行催化裂 化。加氢裂化工艺是使重质油轻质化的又一种方法。重质 油的轻质化一是指烃类的分子量由大变小,二是指碳氢比 有所增加(烃类裂解时要增加氢原子),这就需要添入氢 或减少碳。加氢裂化与催化裂化不同之处即在于裂化过程 加入氢气,而催化裂化则是在裂化过程减少碳(游离出来 生成焦炭和油浆)。因此这两种裂化可以说是异曲同工, 采取不同工艺方法达到同一目的,所以炼油厂的二次加工 往往是催化裂化与加氢裂化相辅相成同时采用。加氢裂化 不仅防止焦炭的产生,还可以将原料油中的氧、氮、硫等 杂质转化为水、氨、硫化氢,易于脱除。这种方法的优点 是使所得到的轻质油收率更高,质量更好,而且原料没有 严格的要求,原油以至渣油都可以用;缺点是设备要用特 种钢来制造,投资大。
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