炼油装置是将原油及中间产品、半成品加工为石油产品的工艺装置的统称,大体来说,炼油厂的加工装置大概可分为一次加工装置、二次加工装置及产品精制装置。
1、常(减)压蒸馏装置
蒸馏装置是炼油厂重要的加工装置之一,几乎所有的炼油厂的原油都要通过常减压蒸馏装置进行一次加工。常减压蒸馏装置主要通过蒸馏过程加工原油,加热后的原油在蒸馏塔内实现各组分的分离。原油进入常减压装置后,首先通过与装置内的高温油品换热,升高到一定温度后进入加热炉,再加热到一定温度后,进入蒸馏塔进行分离。有的装置不含减压塔,常压塔底油直接进入二次加工装置加工,称为常压装置。
分离出来的产品即为一次加工产品,主要有气体、石脑油、柴油、蜡油及渣油等,有的炼油厂根据加工方案的不同,可能还会有煤油、溶剂油等产品;燃料——润滑油型的炼油厂,在减压塔部分生产一部分润滑油原料。其中石油脑或柴油根据质量不同,可直接做为产品调合组分或经过精制后作为产品。
催化裂化装置是炼油厂重要的二次加工装置之一,绝大多数的炼油厂都具有催化裂化装置。催化裂化装置以常减压蒸馏装置的一次加工重油产品或某些二次加工装置的重组分产品为原料,通过在高温下与催化剂的接触作用,裂化为轻质油品组分。催化裂化装置是燃料油型炼油厂生产汽、柴油的重要装置,汽油产率高(30%-60%),且其辛烷值高(可达80)、安定性好,柴油产率为0-40%,其十六烷值较直馏柴油低。
催化裂化装置一般分为反应再生部分、分馏部分及吸收稳定部分,反应部分是将重质油品组分通过高温及催化剂作用裂化为轻质油气混合物的过程,并实现催化剂的再生与高温能量的回收。分馏部分是将高温油气组分为分离为气体、汽油、柴油及重质油浆的分离过程,吸收稳定部分将气体及粗汽油进一步分离精制生产干气、液化气、稳定汽油的过程。
催化裂化装置主要原料来自于常减压装置,根据加工方案不同,可加工常减压装置的常压渣油、蜡油及减压渣油。有的炼油厂也加工其他二次加工装置的重质油品,如延迟焦化及其它热加工装置装置的重油产品、脱沥青装置的脱沥青油,润滑油——石蜡装置的抽出油、蜡下油等。
根据加工原料不同,可分为蜡油催化裂化装置与重油催化裂化装置,蜡油催化裂化装置原料质量好、产品分布好、加工成本低,而重油催化装置由于原料质量差,加工难度大,产品分布较差,加工成本及各项消耗也高于蜡油催化裂化装置。
催化裂化装置的产品一般可分为干气、液化气、汽油、柴油、油浆以及焦碳。根据加工方案也有出重柴油的。
近年来,随着催化裂化工艺技术的发展,出现了许多新型的催化裂化工艺技术,其产品质量及产品分布均有较大的变化。特别是近年来,出现了以生产乙烯、丙烯等化工原料目的催化裂化工艺技术,其产品类别虽然同常规的催化裂化装置相似,但分布变化较大,轻质气体组分增加,而柴油、油浆等产品量下降。
3、催化重整装置
催化重整装置也是炼油厂常见的二次加工装置之一;催化重整装置是以石脑油或相近组分为原料,生产高辛烷值汽油或芳烃类化工原料的生产装置,同时,其副产物氢气也是炼油厂重要的氢气来源。
一般催化重整装置先要经过预处过程,以切取合适的组分及除去有害杂质。预处理后的油品进入重整单元,在催化剂的作用下进行重整反应,反应后的油品经过分离,生成重整油可做为高标号汽油的调合组分,副产品氢气是炼油厂的重要氢气来源。
做为化工型的重整装置,以生产芳烃类化工产品为主,在分离后还有进一步的抽提过程,分离出芳烃组分,经过进一步分离芳烃组分,生产苯、甲苯、二甲苯等化工产品,有的装置还配备了歧化、异构化等装置,将低价值的芳烃产品转化为高价值的芳烃产品,这类装置的芳烃产品可细分为邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯等,以进一步提高高价值产品产量,增加销售收入。
4、加氢裂化装置
加氢裂化装置同样是炼油厂重要的二次加工装置之一,加氢裂化装置是以常压蜡油或相近组分油品为原料,在高压与氢气的存在下,通过催化剂作用实现加氢精制与裂化过程的生产装置。
首先原料及氢气通过换热及加热炉的加热,达到一定的温度,进入精制反应器,进行精制后再进入裂化反应器发生裂化反应,反应产物经过冷却进入分离过程,分离出气体及各种产品。
加氢裂化装置根据加工方案的不同,其产品分布及相关工艺差别比较大,一般燃料型的加氢裂化装置,以生产喷气燃料及柴油为主;化工型的加氢裂化装置,其产品以重整原料及乙烯裂解原料为主。另外,还有生产润滑油料为目的生产装置。
5、延迟焦化装置
延迟焦化装置是重质油品的加工手段之一,近年来随着渣油深加工的深入发展,延迟焦化装置的能力在逐渐提高,装置工艺技术水平也在不断提高。延迟焦化装置主要以重质减压渣油或其它重质油品为原料,对原料的适应性强,几乎可加工任何其它装置难以加工的重质油品。特别是在加工高含硫、性质差的劣质油品方面,有得天独厚的优势。
延迟焦化装置的基本生产过程为将原料油通过换热、加热炉加热到一定温度后,进入焦碳塔进行热裂化反应,并生成石油焦,反应后的油气经分馏塔分离出气体、汽油、柴油、焦化蜡油。部分延迟焦化装置为提高气体中高价值组分回收率,设立了吸收稳定系统,分离出液化气组分。
延迟焦化装置的产品除石油焦外,其它产品均不能作为成品出厂,汽油、柴油需要进行精制,蜡油需要进入其它二次加工装置转化为轻质油品出厂。
6、加氢精制装置
加氢精制装置是通过在高压下原料油与氢气混合,在一定的温度下,在催化剂作用下,达到脱除原料中杂质、改善油品性质的过程。加氢精制装置根据加工的原料不同,其工艺特点也有所不同,国内较为常见的加氢精制装置有柴油加氢精制、汽油加氢精制、蜡油加氢精制等,近年来出现了渣油加氢精制装置。
加氢精制的作用主要是脱除原料中的硫、氮、金属组分,并使一定的烯烃或芳烃饱和,使产品达到质量标准要求,对于蜡油及渣油的精制,主要是改善催化裂化等二次加工原料的性质,从而降低催化裂化装置操作难度,改善产品分布。由于加氢精制过程中,会产生少量的比原料油轻的组分,如气体组分,在精制反应器后,还设有分离装置,以分离各种产品组分。
一般来说,汽油加氢装置,会产生少量气体组分;柴油加氢装置,除柴油外,会产生少量的汽油和气体组分;蜡油加氢及渣油加氢也会产生少量的轻质油品组分。
7、溶剂脱沥青装置
溶剂脱沥青装置主要用于从减压渣油制取高粘度润滑油料和催化裂化原料油。一般溶剂以丙烷或丁烷作溶剂,以抽提过程将渣油中较轻的组分与较重的胶质及沥青质分离开来。轻组分称为脱沥青油,可生产润滑油基础油,或催化裂化原料,做为催化裂化原料与渣油相比,由于分离出的难裂化、易生焦的重组分,可使催化原料大大改善。重组分称为脱油沥青,经过进一步加工生产石油沥青产品,可用于道路建设和建筑工程上。
下表将炼化二次加工的几个装置做了下简单的对比,更好的看到装置的进料与出料。
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