西安石油大学石油工程概论7.石油炼制与石油化工.ppt

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1、Chapter 7 石油炼制与石油化工石油炼制与石油化工（2课时）课时）l第一节第一节 石油炼制石油炼制l第二节第二节 常用的石油产品常用的石油产品l第三节第三节 石油化工和石油化工产品石油化工和石油化工产品125l 石油炼制石油炼制 将原油经将原油经物理化学物理化学处理，加工为汽油、煤油、柴油、润滑油、处理，加工为汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青等各种石蜡、沥青等各种石油产品和化工原料石油产品和化工原料的方法和过程。的方法和过程。l 石油炼制行业石油炼制行业的的基本任务基本任务 以油田开采的以油田开采的天然原油天然原油为原料，进行加工炼制，生产出为原料，进行加工炼制，生产出符合使符合使用

2、标准用标准的多种油品及基本有机原料。的多种油品及基本有机原料。l 石油化工石油化工 用石油或石油气（炼厂气、油田气、天然气）做用石油或石油气（炼厂气、油田气、天然气）做起始原料起始原料生产生产化工产品化工产品 的工业，叫石油化学工业，亦简称为石化工业。的工业，叫石油化学工业，亦简称为石化工业。7.1 石油炼制石油炼制225一、原油的初次加工一、原油的初次加工 l 原油的初次加工就是对原油进行蒸馏加工，得到一系列石油产品原油的初次加工就是对原油进行蒸馏加工，得到一系列石油产品的过程。的过程。1.原油蒸馏原理原油蒸馏原理l 石油是由不同沸点、大大小小的烃混合在一起的混合物，石油是由不同沸点、大大小

3、小的烃混合在一起的混合物，烃的沸烃的沸点随碳数增加而增高点随碳数增加而增高。例如，含有。例如，含有5个碳的烃（叫戌烷）只要加热个碳的烃（叫戌烷）只要加热到到36就沸腾；而含有十二个碳的烃（叫十二烷）则要加热到就沸腾；而含有十二个碳的烃（叫十二烷）则要加热到216才能沸腾。才能沸腾。石油炼制包括原油的石油炼制包括原油的初次加工初次加工和原油的和原油的深加工深加工，两个加工过程，两个加工过程目的不一样，加工后得到的产品也不尽相同。目的不一样，加工后得到的产品也不尽相同。325l 石油没有固定的沸点。石油的沸点表现为一定宽度的温度范围，石油没有固定的沸点。石油的沸点表现为一定宽度的温度范围，叫叫馏程

4、馏程。一般石油的沸点范围从。一般石油的沸点范围从3030度到度到600600左右。左右。l 把石油加热后，就能按把石油加热后，就能按各类烃各类烃沸点高低不同依次沸点高低不同依次蒸发出来蒸发出来。加工。加工油的炼油厂就是利用石油的这个特点，把原油分为不同的沸点范围油的炼油厂就是利用石油的这个特点，把原油分为不同的沸点范围的几个部分（的几个部分（馏分馏分），而得到不同的产品。），而得到不同的产品。4252.2.原油的蒸馏过程原油的蒸馏过程l 在炼油厂中，都有一个高瘦和一个矮胖这样两个直立着的设备，在炼油厂中，都有一个高瘦和一个矮胖这样两个直立着的设备，这就叫蒸馏塔。这就叫蒸馏塔。高瘦者叫常压分馏塔

5、高瘦者叫常压分馏塔（简称常压塔），（简称常压塔），矮胖者叫减矮胖者叫减压分馏塔压分馏塔（简称减压塔）。（简称减压塔）。l 石油经过加热炉加热后先送到常压塔，再将常压塔塔底的产物经石油经过加热炉加热后先送到常压塔，再将常压塔塔底的产物经加热炉再加热后送入减压塔，这个过程在炼油厂就叫加热炉再加热后送入减压塔，这个过程在炼油厂就叫蒸馏蒸馏过程。过程。l 蒸馏过程是蒸馏过程是加热加热液体混合物使其中液体混合物使其中轻组分汽化、冷凝轻组分汽化、冷凝，使，使轻重组轻重组分分得以得以分离分离的过程。的过程。525简单蒸馏（常压）示意图简单蒸馏（常压）示意图625 石油蒸馏过程示意图石油蒸馏过程示意图725l

6、 一般将原油放在特定的仪器下蒸馏，蒸馏时馏出的第一滴油品的一般将原油放在特定的仪器下蒸馏，蒸馏时馏出的第一滴油品的气相温度叫气相温度叫初馏点初馏点，蒸馏到最后时的气相温度叫，蒸馏到最后时的气相温度叫终馏点终馏点（干点），（干点），在一定温度范围内蒸馏出的油品叫在一定温度范围内蒸馏出的油品叫馏分馏分，每个馏分的初馏点到终馏，每个馏分的初馏点到终馏点的温度范围叫做该油品（馏分）的点的温度范围叫做该油品（馏分）的馏程馏程。l 从蒸馏过程直接得到的产物通常称做从蒸馏过程直接得到的产物通常称做直馏产品直馏产品，这是使用蒸馏方，这是使用蒸馏方法使石油中的烃类法使石油中的烃类“分离分离”所获得的所获得的第一

7、代产品第一代产品，有时也称石油的，有时也称石油的初级产品初级产品。这些产品的数量有限。这些产品的数量有限。l 从我国的石油组分来说，一般可获得从我国的石油组分来说，一般可获得25%25%4040的直馏轻质油品和的直馏轻质油品和20%20%30%30%的蜡油。也就是说，炼制的蜡油。也就是说，炼制100100吨石油，只能拿到吨石油，只能拿到25254040吨的吨的轻质油品和轻质油品和20203030吨的蜡油。蒸馏剩下的渣油虽然可供锅炉、电站吨的蜡油。蒸馏剩下的渣油虽然可供锅炉、电站等当燃料，但显然没有等当燃料，但显然没有合理充分合理充分地利用宝贵的石油资料。地利用宝贵的石油资料。825二、原油的深

8、加工二、原油的深加工1.1.裂化裂化 l 裂化，顾名思义地可以理解为分裂石油中的裂化，顾名思义地可以理解为分裂石油中的长链烃长链烃（重油主要成（重油主要成分），使它成为分），使它成为短链烃短链烃（轻油主要成分）。（轻油主要成分）。l 对炼油厂来说，裂化有对炼油厂来说，裂化有三种不同的类型三种不同的类型：热裂化、催化裂化、加：热裂化、催化裂化、加氢催化氢催化 为了从石油中获取更多的为了从石油中获取更多的轻质油轻质油，也为了提高，也为了提高油品质量油品质量，增加，增加产品的产品的品种品种，这需要对原油进行深加工，也称为，这需要对原油进行深加工，也称为原油的二次加工原油的二次加工。使石油中的烃类按人

9、们对产品使石油中的烃类按人们对产品产量、质量、品种产量、质量、品种的要求，的要求，改变其原改变其原来来“面貌面貌”，变成新的烃或做重新的组合。，变成新的烃或做重新的组合。925二、二、原油的深加工原油的深加工2.2.催化重整催化重整 l 催化重整是催化重整是改变改变石油产品中各类烃（烷烃、环烷烃、芳烃）的石油产品中各类烃（烷烃、环烷烃、芳烃）的比比例例情况，以提高产品质量。情况，以提高产品质量。l 重整：重整：就是就是重新整顿重新整顿的意思，也就是将的意思，也就是将直链烃类直链烃类重新整顿成为重新整顿成为带带侧链侧链的烃类或的烃类或环状环状的烃类。的烃类。l 催化重整工艺在二次加工中的地位非常

10、重要。经过重整的汽油，催化重整工艺在二次加工中的地位非常重要。经过重整的汽油，质量就能大大地提高。而且从重整油的芳香烃中还可获取苯、甲苯质量就能大大地提高。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的石油化工原料。及二甲苯等重要的石油化工原料。10253 3、石油产品的精制与调和、石油产品的精制与调和 l 石油经过石油经过一次加工和二次加工一次加工和二次加工所得到的油品，还所得到的油品，还不能完全符合不能完全符合市场上的市场上的使用要求使用要求，因为在油品中还含有各种，因为在油品中还含有各种杂质杂质，如含有硫、氮、，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。氧等

11、化合物、胶质以及某些影响使用的不饱和烃和芳烃。l 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，这就是油品的质量标准，这就是油品的精制精制。l 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，相互调和调和匹配，使之既达到了匹配，使之既达到了

12、质量标准质量标准，又能取得最大的，又能取得最大的经济效益经济效益，因，因此，此，油品调和油品调和也是炼厂生产经营上一项十分重要的措施。也是炼厂生产经营上一项十分重要的措施。1125 综上所述，石油炼制分为三个层次：综上所述，石油炼制分为三个层次：综上所述，石油炼制分为三个层次：综上所述，石油炼制分为三个层次：l 初加工（一次加工）初加工（一次加工）采用物理的、蒸馏的方法，得到直馏油等采用物理的、蒸馏的方法，得到直馏油等初步产品初步产品。l 深加工（二次加工）深加工（二次加工）采用热加工和催化加工的方法，加工一次加工所得的产物。作用采用热加工和催化加工的方法，加工一次加工所得的产物。作用在于精制

13、在于精制轻质油品轻质油品和使重质油变为价值更高的和使重质油变为价值更高的轻质油轻质油。l 精制与调和（三次加工）精制与调和（三次加工）利用一次加工或二次加工所得到的一些成品或半成品制取利用一次加工或二次加工所得到的一些成品或半成品制取基本有基本有机原料。机原料。12254 4、炼厂气加工、炼厂气加工、炼厂气加工、炼厂气加工 l 炼厂气炼厂气常分为常分为两个部分两个部分：干气：干气：C1和和C2（乙烷、乙烯）的烃类，数量较少，一般作为燃（乙烷、乙烯）的烃类，数量较少，一般作为燃料气供加热炉烧掉，也可利用干气中的乙烯组分制作苯乙烯等；料气供加热炉烧掉，也可利用干气中的乙烯组分制作苯乙烯等；液化石油

14、气：液化石油气：C3（丙烷、丙烯料）和（丙烷、丙烯料）和C4的烃类，可进一步加工的烃类，可进一步加工生产各种化工原料，是生产各种化工原料，是炼厂气加工炼厂气加工的主体。的主体。l 气体的分馏气体的分馏是指对液化石油气即是指对液化石油气即C3、C4的进一步分离，的进一步分离，由于彼此由于彼此之间沸点差别不大，之间沸点差别不大，分馏精度要求很高分馏精度要求很高。分馏后的气体是提高油品辛烷值和石油化工的重要基础原料。分馏后的气体是提高油品辛烷值和石油化工的重要基础原料。1325图图7-2 7-2 炼厂气分馏示意图炼厂气分馏示意图14257.2 7.2 常用的石油产品常用的石油产品 1 1、石油产品、

15、石油产品 汽油汽油 煤油煤油 柴油柴油 润滑油润滑油 燃料油燃料油 沥青沥青 石蜡石蜡 液化石油气液化石油气 石油焦石油焦1525l 判断汽油好坏有判断汽油好坏有两个主要评价指标两个主要评价指标。第一个是汽油的第一个是汽油的馏分组成馏分组成。第二个重要指标是。第二个重要指标是辛烷值辛烷值。l 辛烷值辛烷值：一般所说的汽油的牌号值是指辛烷值，其表示汽油在汽：一般所说的汽油的牌号值是指辛烷值，其表示汽油在汽油机中燃烧时的抗爆震性指标。油机中燃烧时的抗爆震性指标。汽油辛烷值大，抗爆震性好，质量也好。常用牌号汽油辛烷值大，抗爆震性好，质量也好。常用牌号9090、9393和和9797号。号。l 馏分组成

16、馏分组成：石油在一定温度下蒸馏出的组分在质和量上均有差别。：石油在一定温度下蒸馏出的组分在质和量上均有差别。1625l 在炼油厂附近还有一个在炼油厂附近还有一个高塔林立高塔林立的的石油化工厂石油化工厂，其所需要的原料，其所需要的原料大多来自大多来自炼油厂炼油厂，石油化工是石油炼制的，石油化工是石油炼制的下游下游。l 大部分大部分有机化工产品有机化工产品主要是主要是含碳、氢的化合物含碳、氢的化合物，而石油正是由碳，而石油正是由碳氢化合物所组成，所以它能够作为有机化工原料的主要来源。氢化合物所组成，所以它能够作为有机化工原料的主要来源。l 从石油的炼制可以看出，石油通过从石油的炼制可以看出，石油通

17、过深加工深加工可以制造出生产大部分可以制造出生产大部分有机化工原料的最基本的有机化工原料的最基本的有机原料有机原料。7.3 7.3 石油化工与石油化工产品石油化工与石油化工产品 一、石油化工的主要内容一、石油化工的主要内容 1725l 生产石油化工产品的步骤：生产石油化工产品的步骤：第一步：第一步：从石油或石油气中制造出从石油或石油气中制造出一级基本有机原料一级基本有机原料，这主要是，这主要是乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙炔和萘八种，简称为乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙炔和萘八种，简称为三烯、三苯、一炔、一萘。三烯、三苯、一炔、一萘。第二步：第二步：用一级基本有机原料制造醇

18、、醛、酮、酸、胺等用一级基本有机原料制造醇、醛、酮、酸、胺等基本有基本有机原料机原料四五十种。四五十种。第三步：第三步：进行各类石油化工产品的进行各类石油化工产品的有机合成有机合成。l 世界上一般以世界上一般以乙烯产量乙烯产量的多少作为衡量的多少作为衡量石油化工发展的标志石油化工发展的标志。这。这是因为在石油化工的基本有机原料中，乙烯产量最大，用途最广，是因为在石油化工的基本有机原料中，乙烯产量最大，用途最广，地位最重要。地位最重要。1825l 三大合成材料三大合成材料 二、主要的石油化工产品二、主要的石油化工产品 合成纤维合成纤维合成树脂合成树脂合成橡胶合成橡胶 l 合成化肥合成化肥 主主要

19、要产产品品 19251.1.1.1.合成纤维合成纤维合成纤维合成纤维 （1）锦纶）锦纶（化学名：聚酸胺纤维，（化学名：聚酸胺纤维，尼龙，尼龙，锦纶袜通常又叫呢龙袜）锦纶袜通常又叫呢龙袜）（2）涤纶）涤纶（化学名：聚酯纤维，旧称（化学名：聚酯纤维，旧称“的确良的确良”）（3）晴纶）晴纶（化学名：聚丙烯腈纤维，商品名又称：（化学名：聚丙烯腈纤维，商品名又称：合成羊毛合成羊毛）（4）氯纶）氯纶（化学名：聚氯乙烯纤维）（化学名：聚氯乙烯纤维）（5）维纶）维纶（化学名：聚乙烯酸纤维）（化学名：聚乙烯酸纤维）（6）丙纶）丙纶（化学名：聚丙烯纤维）（化学名：聚丙烯纤维）二、主要的石油化工产品二、主要的石油化

20、工产品 2025表表72 纤维燃烧鉴别表纤维燃烧鉴别表纤维品种纤维品种燃烧过程及灰烬状态燃烧过程及灰烬状态棉纶棉纶接接近近火火焰焰时时，边边熔熔边边燃燃烧烧，有有酰酰胺胺类类气气味味，灰灰烬烬为为灰灰色色玻璃球状。玻璃球状。涤纶涤纶接接近近火火焰焰时时，边边熔熔边边冒冒黑黑烟烟燃燃烧烧，有有芳芳香香气气味味，灰灰烬烬为为黑色玻璃球状黑色玻璃球状腈纶腈纶边边熔熔边边收收缩缩边边燃燃烧烧，有有特特殊殊气气味味，灰灰烬烬脆脆，有有不不规规则则的的黑色块块。黑色块块。维纶维纶软软化化收收缩缩同同时时缓缓慢慢燃燃烧烧，有有特特殊殊气气味味，灰灰烬烬为为黑黑褐褐色色不不规则状。规则状。丙纶丙纶边边熔熔边边

21、燃燃，有有石石蜡蜡气气味味，无无灰灰烬烬，燃燃烧烧的的部部分分为为透透明明球球状。状。氯纶氯纶接接近近火火焰焰时时，收收缩缩熔熔融融，很很难难燃燃烧烧，有有氯氯气气味味，灰灰烬烬为为不规则黑色块状。不规则黑色块状。2125 2.2.合成树脂合成树脂 （1 1）聚氯乙烯）聚氯乙烯 （2 2）聚乙烯）聚乙烯 （3 3）有机玻璃）有机玻璃 （4 4）聚四氟乙烯）聚四氟乙烯 （5 5）酚醛塑料（电木）酚醛塑料（电木）二、主要的石油化工产品二、主要的石油化工产品（续）（续）22253.3.合成橡胶合成橡胶主要的合成橡胶种类主要的合成橡胶种类23254.4.合成化肥合成化肥 l 化肥中以氮肥在农业生产中用

22、量最大，目前世界上各国的化肥生产化肥中以氮肥在农业生产中用量最大，目前世界上各国的化肥生产中，中，氮肥的生产均占首位氮肥的生产均占首位。l 氨是氮肥的基本原料，制氨的原料是氮气和氢气。氨是氮肥的基本原料，制氨的原料是氮气和氢气。氮气：可取之于空气，空气中五分之四为氮气。氮气：可取之于空气，空气中五分之四为氮气。氢气：以天然气、炼厂气为原料，具有成本低、纯度高等优点。氢气：以天然气、炼厂气为原料，具有成本低、纯度高等优点。l “空中取氮空中取氮”、“油中取氢油中取氢”，将氮气和氢气按比例混合，在一定，将氮气和氢气按比例混合，在一定条件下即可化合而成氨。有了氨，就有了氮肥，有了氮肥，也就有了条件下

23、即可化合而成氨。有了氨，就有了氮肥，有了氮肥，也就有了农业增产的保证。农业增产的保证。l 氮肥的品种很多，常用的有氮肥的品种很多，常用的有尿素、硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵和氯尿素、硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵和氯化铵化铵。它们都是白色颗粒状晶体，并都易溶于水，以便在土壤中被植。它们都是白色颗粒状晶体，并都易溶于水，以便在土壤中被植物根部所吸收。物根部所吸收。24255.5.其他产品其他产品 l 除了以上介绍的产品外，以石油为原料还可以制得除了以上介绍的产品外，以石油为原料还可以制得染料、农药、染料、农药、医药、洗涤剂、炸药、合成蛋白质医药、洗涤剂、炸药、合成蛋白质以及其它有机合成工业用的原料。以及其它有机合成工业用的原料。l 总之，利用现代的石油加工技术，人们已能从石油宝库中获取总之，利用现代的石油加工技术，人们已能从石油宝库中获取50005000种种以上的产品，可以说石油产品已遍及到工业、农业、国防、以上的产品，可以说石油产品已遍及到工业、农业、国防、交通运输和人们日常生活中的各个领域。交通运输和人们日常生活中的各个领域。25252625