石油化工工艺流程
-------袁刚
整合石油化工的工艺流程较为复杂，一套完整的富含高科技含量的石化装臵可以生产出完整得包括石油燃料、石油溶剂与化工原料、润滑剂、石蜡、石油沥青、石油焦等六个系列的产品。作为东营市的地方石化企业，由于受到规模、原料、资金等方面的限制，主要形成了以石油燃料的生产为主、其他产品为辅产品分布。以石油燃料生产为主的石化企业的工艺流程主要包括原油预处理、常减压蒸馏、催化裂化、制氢、加氢、延迟焦化、气体分离等环节。结合石化企业工艺流程图，石化企业的主要生产装备和主要产品情况介绍如下：
一、炼油厂的分类
目前的炼油厂大致可分为4种类型。1）燃料油型：生产汽油、煤油、轻重柴油和锅炉燃料等。2）燃料润滑油型：除生产各种燃料油外，还生产各种润滑油。3）燃料化工型：以生产燃料油和化工产品为主。4）燃料润滑油化工型：它是综合型炼厂，既生产各种燃料、化工原料或产品同时又生产润滑油。从目前的情况看，东营市的几家大型的石化企业主要是燃料油型的石油加工企业，只有华星集团具备一定规模的润滑油生产能力。
二、石油化工工艺流程图
三、生产环节及其装备情况
1、原油评价试验
当加工一种原油前，先要测定原油的颜色与气味、沸点与馏程、密度、粘度、凝点、闪点、燃点、自燃点、残炭、含硫量等指标，即是原油评价试验。原油的评价试验主要是区分原油中重要的成分含量，评价原油的质量，预测现有原油加工工艺对该油品的适用性。
2、原油的预处理
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。
3、常减压蒸馏
常减压蒸馏是常压蒸馏和减压蒸馏在习惯上的合称，常减压蒸馏基本属物理过程。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臵的原料，因此，常减压蒸馏又被称为原油的一次加工。包括三个工序：原油的脱盐、脱水 ；常压蒸馏；减压蒸馏。常减压装臵产品主要作为下游生产装臵的原料，包括石脑油、煤油、柴油、蜡油、渣油以及轻质馏分油等。
石脑油作为催化重整装臵原料，常压煤油、常压柴油作为煤柴油加氢精制装臵原料，减压馏分油作为馏分油加氢精制装臵原料，蜡油作为生产石蜡等润滑油的原料；渣油作为重油加氢装臵原料。主要产品为优质高辛烷值汽油调和组分、航空煤油和优质低硫柴油。
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，主要是将重质原料油转化为轻质燃料油品。
催化裂化装臵是普通石化企业的核心装臵，原料范主要是原油蒸馏或其他炼油装臵的350--540℃馏分的重质油，包括加氢常压渣油和加氢蜡油等。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液化气、汽油、柴油和重质馏分油。
催化汽油经吸收稳定脱硫之后作为汽油调和组分 ；催化柴油经汽提、换热后作为柴油加氢原料或柴油调和组分；重质馏分油一部分作为循环洗涤油，另一部分作为产品燃料油；液化气经脱硫精制后作为气体分馏装臵原料，也可以直接作为产品销售。
催化裂化过程的主要化学反应有：
1、裂化反应。裂化反应是C-C键断裂反应，反应速度较快。
2、异构化反应。它是在分子量大小不变的情况下，烃类分子发生结构和空间位臵的变化。
3、氢转移反应。即某一烃分子上的氢脱下来，立即加到另一烯烃分子上，使这一烯烃得到饱和的反应。
4、芳构化反应。芳构化反应是烷烃、烯烃环化后进一步氢转移反应，反应过程不断放出氢原子，最后生成芳烃。
5、催化重整
催化重整（简称重整）是在催化剂和氢气存在下，将常压蒸馏所得的轻汽油转化成含芳烃较高的重整汽油的过程。如果以80-180℃馏分为原料，产品为高辛烷值汽油；如果以60-165℃馏分为原料油，产品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳烃， 重整过程副产氢气，可作为炼油厂加氢操作的氢源。重整的反应条件是：反应温度为490-525℃，反应压力为1-2兆帕。重整的工艺过程可分为原料预处理和重整两部分。催化重整在炼油中的作用主要有三方面的功能：一是能把辛烷值很低的直馏汽油变成80至90号的高辛烷值汽油。二是能生产大量苯、甲苯和二甲苯，这些都是生产合成塑料、合成纤维和合成橡胶的基本原料。三是可副产大量廉价氢气。催化重整得到的汽油、苯系列产品等可以作为产品销售，副产品氢气可以作为加氢反应的来源。
6、加氢裂化
是在高压、氢气存在下进行，需要催化剂，把重质原料转化成汽油、煤油、柴油和润滑油。加氢裂化由于有氢存在，原料转化的焦炭少，可除去有害的含硫、氮、氧的化合物，操作灵活，可按产品需求调整。产品收率较高，而且质量好。加氢裂化的主要原料是重质馏分油，包括催化裂化循环油和焦化馏出油等。它的产品主要是优质轻质油品，特别是生产优质航空煤油和低凝点柴油。
7、延迟焦化
它是在较长反应时间下，使原料深度裂化，以生产固体石油焦炭为主要目的，同时获得气体和液体产物。延迟焦化用的原料主要是高沸点的渣油。延迟焦化的主要操作条件是：原料加热后温度约500℃， 焦炭塔在稍许正压下操作。改变原料和操作条件可以调整汽油、柴油、裂化原料油、焦炭的比例。
8、溶剂脱沥青
溶剂脱沥青装臵既是生产重质润滑油的主要装臵，又是一个重油加工装臵，它在炼厂中占有很重要的地位。减压渣油经溶剂脱沥青装臵后，脱除沥青质、胶质和含金属的非烃化合物。脱沥青油既可做重质润滑油原料，又可做催化裂化原料；脱油沥青直接调和成道路沥青或氧化成建筑沥青，重质润滑油料在脱蜡后还可生产地蜡。
9、重油加氢 重油加氢的主要作用是脱除渣油中硫、氮、残碳、重金属，为重油催化裂化装臵提供合格的原料。原料主要为劣质常压渣油、减压瓦斯油和减压渣油混合料。该装臵主要产品渣油作为重油催化裂化装臵原料，其他产品中柴油经汽提后出装臵作为柴油调和组分，石脑油可作为商品石脑油直接出售。
10、制氢
制氢装臵主要是采用轻烃—水蒸汽转化及变压吸附法制氢工艺。原料油主要由催化重整拔头油组成。产品氢气纯度达到99.99%，主要供给重油加氢、煤柴油加氢、馏分油加氢、聚丙烯等装臵，提供氢气来源。
煤柴油加氢装臵设计加工煤油58万吨/年、柴油46万吨/年，原料主要来源于常一线直馏煤油和常
二、三线直馏柴油。装臵由加氢系统、产品分馏系统和脱硫系统组成。精制后的煤（柴）油作为产品出装臵。
馏分油加氢装臵设计加工减压蜡油或催化柴油100万吨/年，主要由反应部分、分馏部分、压缩机部分和气体脱硫部分组成。分馏塔塔顶出石脑油，侧线出柴油，塔底尾油去重油催化裂化装臵作为原料。
11、气体加工装臵
由气体分馏、MTBE装臵、烷基化三套装臵组成。
11.1、气体分馏装臵主要原料为催化裂化装臵生产的液化气，其目的产品为精丙烯和轻碳四馏分，作为聚丙烯装臵、MTBE装臵和烷基化装臵原料。该装臵采用五塔流程。
11.2、MTBE(甲基叔丁基醚)装臵采用膨胀床低醇烯比醚化反应合成MTBE工艺，催化剂采用大孔径强酸性阳离子交换树脂。原料来源于气分轻碳四馏分，其产品为高辛烷值汽油调和组分，同时为烷基化装臵提供轻碳四原料。
11.3、烷基化装臵设计生产烷基化油10万吨/年，采用流出物制冷硫酸法烷基化工艺。原料来源于MTBE装臵的未反碳四，产品烷基化油作为汽油调和组分。该装臵反应系统由两套反应器及沉降器组成，原料、制冷、酸洗、碱洗及分馏系统均为单套。
12、丙烯装臵
聚丙烯装臵原料是由气分装臵生产的精丙烯。该装臵主要由原料精制系统、催化剂配制系统、聚合反应系统、丙烯闪蒸回收系统、聚合物汽蒸干燥系统、造粒系统和包装系统组成。目前产成品丙烯是重要的化学工业基础原料，市场需求量大，供不应求，市场前景很好。
13、产品精制
前述各装臵生产的油品一般还不能直接作为商品，为满足商品要求，除需进行调合、添加添加剂外，往往还需要进一步精制，除去杂质，改善性能以满足实际要求。常见的杂质有含硫、氮、氧的化合物，以及混在油中的蜡和胶质等成分。它们可使油品有臭味，色泽深，腐蚀机械设备，不易保存。除去杂质常用的方法有酸碱精制、脱臭、加氢、溶剂精制、白土精制、脱蜡等。酸精制是用硫酸处理油品，可除去某些含硫化合物、含氮化合物和胶质。碱精制是用烧碱水溶液处理油品，如汽油、柴油、润滑油，可除去含氧化合物和硫化物，并可除去酸精制时残留的 硫酸。酸精制与碱精制常联合应用，故称酸碱精制。脱臭是针对含硫高的 原油制成的汽、煤、柴油，因含硫醇而产生恶臭。硫醇含量高时会引起油品生胶质，不易保存。可采用催化剂存在下，先用碱液处理，再用空气氧化。加氢是在催化剂存在下，于300~425℃, 1.5兆帕压力下加氢，可除去含硫、氮、氧的化合物和金属杂质，改进油品的 储存性能和腐蚀性、燃烧性，可用于各种油品。脱蜡主要用于精制航空煤油、柴油等。油中含蜡，在低温下形成蜡的结晶，影响流动性能，并易于堵塞管道。脱蜡对航空用油十分重要。脱蜡可用分子筛吸附。润滑油的精制常采用溶剂精制脱除不理想成分， 以改善组成和颜色。有时需要脱蜡。白土精制一般放在精制工序的 最后， 用白土（主要由二氧化硅和三氧化二铝组成）吸附有害的物质。经过了精制阶段，该系列化工产品就可以直接进行销售了。
四、产品知识：
石油产品可分为： 石油燃料、石油溶剂与化工原料、润滑剂、石蜡、石油沥青、石油焦等6类。
4.1、汽油
是消耗量最大的品种。 汽油的沸点范围（又称馏程）为30--205°C， 密度为0.70-0.78克/厘米3，商品汽油按油料在汽缸中燃烧时抗爆震燃烧性能的优劣区分，标记为辛烷值70、80、90或更高。标号越大，性能越好。汽油主要用作汽车、摩托车、快艇、直升飞机、农林用飞机的燃料。商品汽油中添加有添加剂（如抗爆剂四乙基铅、醚化剂MTEB等）以改善使用和储存性能。
4.2、柴油
沸点范围有180-370℃和350-410℃两类。对石油及其加工产品，习惯上对沸点或沸点范围低的称为轻，相反成为重。故上述前者称为轻柴油，后者称为重柴油。商品柴油按凝固点分级，如
10、-20等，表示低使用温度，柴油广泛用于大型车辆、船舰。由于高速柴油机（汽车用）比汽油机省油，柴油需求量增长速度大于汽油，一些小型汽车也改用柴油。对柴油质量要求是燃烧性能和流动性好。燃烧性能用十六烷值表示愈高愈好，大庆原油制成的柴油十六烷值可达68。高速柴油机用的轻柴油十六烷值为42-55，低速的在35以下。
4.3、燃料油
用作锅炉、轮船及工业炉的燃料。商品燃料油用粘度大小区分不同牌号，如渣油等。 4.4、润滑油
润滑油从石油制得的润滑油约占总润滑剂产量的95%以上。除润滑性能外，还具有冷却、密封、防腐、绝缘、清洗、传递能量的作用。产量最大的是内燃机油（占40%），其余为齿轮油、液压油、汽轮机油、电器绝缘油、压缩机油，合计占40%。商品润滑油按粘度分级，负荷大，速度低的机械用高粘度油，否则用低粘度油。炼油装臵生产的是采取各种精制工艺制成的基础油，再加多种添加剂，因此具有专用功能，附加产值高。
4.5、润滑脂
俗称黄油，是润滑剂加稠化剂制成的固体或半流体，用于不宜使用润滑油的轴承、齿轮部位。 4.6、石蜡油
包括石蜡（占总消耗量的10%）、地蜡、石油脂等。石蜡主要做包装材料、化妆品原料及蜡制品，也可做为化工原料产脂肪酸（肥皂原料）。
4.7、石油沥青
主要供道路、建筑用。 4.8、石油焦
用于冶金（钢、铝）、化工（电石）行业做电极。
4.9、炼厂气
可直接做燃料或加压液化分出液化石油气，可做原料或化工原料。 炼油厂提供的化工原料品种很多，是有机化工产品的原料基地，各种油、炼厂气都可按不同生产目的、生产工艺选用。常压下的气态原料主要制乙烯、丙烯、合成氨、氢气、乙炔、碳黑。液态原料（液化石油气、轻汽油、轻柴油、重柴油）经裂解可制成发展石油化工所需的绝大部分基础原料（乙炔除外），是发展石油化工的基础。
4.10其他产品：炼油厂还是苯、甲苯、二甲苯等重要芳烃的提供者。另外，汽油、航空煤油、柴油中或多或少加有添加剂以改进使用、储存性能。各个炼油装臵生产的产物都需按商品标准加入添加剂和不同装臵的油进行调和方能作为商品使用。石油添加剂用量少，功效大，属化学合成的精细化工产品，是发展高档产品所必需的，应大力发展。如目前生产的MTEB产品是提高汽油辛烷值的重要的添加剂。
