石油炼制基础知识介绍

第1页炼油工业简介石油炼制基础知识第2页元素组成(质量分数)：碳：83.0～87.0％氢：11.0～14.0％硫：0.05～8.0％氧：0.05～2.0％氮：0.05～2.0％其他：trace炼油工业的主要原料--原油化学组成石油是十分复杂的烃类及非烃类化合物的混合物，组成石油的化合物的相对分子质量从十几到几千。因此，石油一般不能直接作为产品使用，必须经过各种加工过程，炼制成多种在质量上符合使用要求的石油产品。石油主要由烃类组成，烃类包括：烷烃、环烷烃、芳香烃和分子中兼有这三类烃结构的混合烃组成非碳氢元素含量虽少，但以碳氢化合物的衍生物形式存在比例较大，对油品性质和加工过程影响也很大微量的金属和非金属元素(ppm和ppb级)对加工过程所用催化剂影响很大Tips第3页•各种食用、药用、化妆品用、包装用的石蜡和微晶蜡等•高炉焦、石墨电极等•公路、机场、码头等路面工程，以及建筑和水利工程等燃料•气体燃料•液化气•馏分燃料：汽油、煤油、柴油•残渣燃料沥青•各种牌号的内燃机油、机械油…•润滑脂•变压器油、电缆油、液压油、橡胶油等…润滑剂及有关产品石油蜡石油焦溶剂和化工原料•溶剂•乙烯原料•芳烃原料炼油工业的主要产品系列1成品油60%化工原料12%燃料油5%沥青6%润滑油2%石油焦5%液化气5%其它5%主要石油产品产量分布石油产品种类繁多，市场上各种牌号的石油产品达1000种以上。GB498-87根据石油产品的主要特征，将石油产品分为燃料、溶剂和化工原料、润滑剂及有关产品、蜡、沥青以及焦等六大类。第4页从原油到产品—生产运营T.R.R.销售油库炼油厂运输费加工费加工环节销售环节出厂价与批发价批发价与零售价成品成品加工原油火车汽车运输船舶运输管道运输加油站600元/吨300-400元/吨130-200元/吨400元/吨200元/吨0-200元/吨原油加工过程示意图中国石化第5页原油和主要产品介绍第6页1.特性因数分类法特性因数K为12.1石蜡基原油特性因数K为11.5～12.1中间基原油特性因数K为10.5～11.5环烷基原油原油分类K=121613156156./..Td•第一关键馏分：常压蒸馏250～275℃的馏分；•第二关键馏分：残油在40mmHg下减压蒸馏，切取275～300℃馏分（常压下395～425℃）2.关键馏分特性分类法关键馏分石蜡基中间基环烷基第一关键馏分d0.8210，比重指数40（K11.9）d=0.8210~0.8562，比重指数=33~40（K=11.5~11.9）d0.8562，比重指数33（K11.5）第二关键馏分d0.8723，比重指数30（K12.2）d=0.8723~0.9305，比重指数=20~30（K=11.5~12.2）d0.9305，比重指数20（K11.5）特性因数分类法的缺陷•不能分别表明原油低沸点馏分和高沸点馏分中烃类的分布规律;•由于原油组成复杂，粘度测定不够准确，求定的特性因数K不能完全符合原油的实际情况。第7页Tips3.商品分类法按密度分类：轻质、中质、重质、特稠（超稠）按硫含量分类：低硫、含硫、高硫原油类型API20℃密度轻质原油390.830中质原油39~250.830~0.904重质原油25~150.904~0.966特稠原油150.966原油类型硫含量（m％）低硫原油0.5含硫原油0.5～2.0高硫原油2.0原油分类超轻质油3%轻质低硫16%轻质含硫4%轻质高硫3%中质低硫11%中质含硫3%中质高硫40%重质低硫2%重质含硫3%重质高硫8%未确定7%世界不同质量原油产量分布第8页原油评价目的原油评价分类原油评价就是通过各种实验、分析，取得对原油性质的全面认识，原油评价是制定原油加工方案的依据。一般性质分析；常规评价；综合评价。原油评价内容1.分析之前先测定含水量、含盐量和机械杂质若原油含水量大于0.5％应先脱水2.一般性质分析密度、运动粘度、凝点、含蜡量、族组成、酸值、残炭、元素分析（CHNS)、金属分析等3.常规评价包括原油一般性质测定和实沸点蒸馏数据及窄馏分性质4.综合评价包括原油一般性质测定、实沸点蒸馏数据及窄馏分性质和直馏产品的产率和性质根据需要，可增加某些馏分的化学组成、二次加工性能等专项评价原油评价第9页石油产品分类石油产品总分类序号GB498-87ISO8681标准类别各类别含义ClassDesignation1F燃料FFuels2S溶剂和化工原料SSolventsandrawmaterialsforthechemicalindustry3L润滑剂及有关产品LLubricants,industrialoilandrelatedproducts4W蜡WWaxes5B沥青BBitumen6C焦CCokes石油产品标准石油产品质量标准的制定是综合考虑产品的使用要求、所加工原油的特点、加工技术水平及经济效益等因素，经一定的标准化程序完成的。是具有法规性的统一指标。我国目前执行的有强制性国家标准（GB）、推荐性国家标准（GB/T）、国家军用标准（GJB）、军队油料标准（YLB）、石油和石油化工行业标准（SH）、地方标准（DB）和企业标准（QB）等数种。第10页主要产品介绍—燃料石油燃料的分组组别燃料类型各类别含义G气体燃料主要由甲烷或乙烷，或他们混合组成L液化气主要由C3、C4的烷烃、烯烃混和组成，并经加压液化D馏分燃料包括汽油、煤油和柴油，以及含少量蒸馏残油的重质馏分油（锅炉燃料）R残渣燃料主要由蒸馏残油组成馏分燃料的分类和使用范围类别种类名称使用范围汽油机燃料航空燃料航空汽油活塞式航空发动机、快速舰艇发动机汽车燃料车用汽油汽油机汽车、摩托车、舰艇汽油发动机柴油机燃料高速轻柴油各种柴油机汽车及牵引机、坦克柴油发动机、拖拉机、内燃机车和舰艇柴油发动机军用柴油中速重柴油中速柴油机大功率低速船用燃料大功率低速柴油机喷气发动机燃料喷气燃料煤油型、宽馏分型、高闪点型、大密度型涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨发动机、桨扇发动机锅炉燃料锅炉燃料舰用燃料油舰船锅炉汽油机燃料—汽油1、汽油牌号航空汽油：按辛烷值/品度分为100/130、95/130、75车用汽油：按研究法辛烷值（RON）分为90、93、972、主要性能要求抗爆性：辛烷值蒸发性：馏程、饱和蒸汽压安定性：控制二烯烃、杂原子化合物含量有害物质含量控制：主要控制S含量含氧化合物：限制醇类用量腐蚀性低温性第12页汽油机压缩比vs汽油牌号汽油机的压缩比越大，汽油更容易自燃，但是爆震倾向更强。所以，对于压缩比越大的汽油机应选用抗爆性越好（即辛烷值较高）的汽油，才不致产生爆震。提高汽油机压缩比可提高气缸内可燃气爆发压力，从而可提高汽油机热效率，从而降低油耗。因此，汽油机总是朝着提高压缩比的方向发展的。本世纪20年代，汽车刚出现时，其压缩比只有4～5，而现在已达到8～10，相应所需汽油的RON也从低于80提高至90，甚至97下表为几种国产汽车的压缩比,所需辛烷值及油耗.车型压缩比所需辛烷值（RON）油耗，L/100km标志50489011北京BJ2138.29011桑塔纳8.5939奥迪10010978.7Tips汽油机燃料—汽油第13页3、汽油标准演变国家或地区中国时间1993年2000年2003年2005年2010年2011年汽车排放标准ⅡⅢⅣ硫含量，μg/g1500100080050015050苯含量，v%2.52.52.52.511芳烃含量，v%404040404040烯烃含量，v%353535353025氧含量，m%2.72.72.72.72.72.7汽油机燃料—汽油从2012年5月31日零时起，实施《车用汽油》(DB11/238-2012)和《车用柴油》(DB11/239-2012)两项地方标准，车用汽油按研究法辛烷值分为89号、92号、95号三个牌号。将原来第四阶段车用汽油中的研究法辛烷值90号、93号、97号调整为89号、92号、95号。第14页0100200300400500600700800900100011001200130014001500199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010年份硫含量/ppm美国欧洲日本中国韩国目前各国执行标准：中国≈欧III美国欧Ⅳ、欧V之间欧洲欧Ⅴ日本欧Ⅴ韩国欧Ⅴ欧Ⅳ欧Ⅴ欧Ⅱ欧Ⅰ欧Ⅲ国Ⅲ国Ⅱ日本美国中国欧洲韩国4、我国汽油质量升级概况汽油机燃料—汽油第15页清洁汽油生产技术提高汽油辛烷值的技术低压组合床重整技术（LPCBR）和催化剂高空速重整原料预加氢技术和催化剂开发新型半再生重整催化剂（PRT）系列开发新一代低积炭连续重整催化剂PS-VI5、汽油生产技术（国内）汽油机燃料—汽油第16页其他技术固体酸烷基化、轻汽油醚化和C5、C6异构化技术开发符合中国国情的清洁汽油配方技术开发用于燃烧室清净的清净剂汽油抗磨剂等添加剂技术降低汽油硫含量的技术催化汽油降低硫含量催化剂和助剂催化汽油选择性加氢脱硫技术（RSDS）FCC汽油异构加氢脱硫降烯烃技术（RIDOS）催化汽油吸附脱硫技术/溶剂抽提脱硫技术降低催化裂化汽油中烯烃的技术降低FCC汽油烯烃催化剂GOR及工艺一代二代降低催化裂化汽油烯烃的助剂LGOA(工业试验),GORA最大量生产气体和柴油工艺(MGD)最大量生产异构烷烃的FCC新工艺MIP技术第17页柴油机燃料—柴油1、柴油牌号轻柴油：按凝点分为10号、0号、－10号、－20号、－35号和－50号重柴油：按50℃运动粘度分为10号、20号、30号2、主要性能要求蒸发性能：馏程、闪点；抗爆性能：十六烷值流动性能：粘度、凝点和冷滤点安定性：控制二烯烃、多环芳烃、杂原子化合物含量时间1994年2000年2003年2010年制订中汽车排放标准ⅡⅢ（Ⅳ）十六烷值45(40)45(40)45-4945-49十六烷指数43-4643-46硫含量，μg/g20002000500350（50）密度，kg/m3实测实测800-860800-860多环芳烃，w%11第18页组分区别：车用汽油组分通常从C5到C10；柴油组分通常从C14到C20馏程区别：车用汽油馏程通常从50℃到205℃；柴油馏程通常从180℃到365℃使用区别：车用汽油适用于作点燃式内燃机的燃料；柴油适用于汽车、拖拉机、内燃机车、工程机械、船舶和发电机组等压燃式发动机的燃料关键指标区别：车用汽油影响使用的关键指标是辛烷值；柴油影响使用的关键指标是十六烷值生产工艺区别：车用汽油通常是由催化汽油、重整汽油、烷基化油以及高辛烷值组分调合而成，汽油基本上需要调合；柴油通常是由直馏柴油、催化焦化加氢柴油、加氢裂化柴油等组成，可以调合也可不调合，尤其是一些低凝柴油，都是馏程切割或加氢降凝生产出来的。环保标准的日益严格促进了生产工艺的不断创新。汽油vs柴油Tips柴油机燃料—柴油第19页清洁柴油生产技术技术概况（加氢）直馏柴油：HDS，HDA催化柴油：HDS，HDN，HDA，加氢改质焦化柴油：HDS，HDN，HDAVGO：加氢裂化生产优质柴油3、柴油生产技术HDS：加氢脱硫；HDN：加氢脱氮；HAD：加氢脱芳柴油机燃料—柴油第20页喷气发动机燃料—航空煤油1、性能要求喷气发动机的能量转化过程是在高空飞行条件下，对燃料（航煤）的质量要求非常严格：A.良好的燃烧性能B.适当的蒸发性C.较高的热值和密度D.良好的安定性E.良好的低温性能F.无腐蚀性G.良好的洁净性H.较小的起电性I.适当的润滑性第21页喷气发动机燃料—航空煤油2、分类按生产方法：直馏喷气燃料、二次加工喷气燃料按馏分宽窄：宽馏分型：60～280℃（亚音速）煤油型：140～280℃（超音速）重煤油型：密度0.83g/cm3（超音速）3、牌号RP-1：煤油型，150～250℃，结晶点不高于－60℃；RP-2：煤油