炼油工艺综述
——徐承恩
2009.11.11
目录
一、前言
二、分离工艺
三、转化工艺
四、精制和改质工艺
五、炼厂气加工工艺
六、润滑油生产工艺
●炼油工艺一般是指将原油加工成各种燃料（汽油、煤油、柴油）、润滑油、石蜡、沥青等石油产品或石油化工原料（如正构烷烃、苯、甲苯、二甲苯等）的工艺过程。
●石油炼制一般的过程是先将原油切割成各种不同沸程的馏分，然后将这些馏分或者按照产品规格要求，除去其中的非理想组分和有害杂质，或者经过化学转化形成所需要的组分，进而加工成产品。
●石油炼制的主要工艺过程大致可分为五类：
→分离过程——电脱盐、常减压蒸馏
→转化过程——催化裂化、加氢裂化、渣油加氢处理、延迟焦化、减粘裂化等
→精制和改质过程——加氢精制、催化重整、中压加氢改质、S-Zorb等
→炼厂气加工过程——烷基化、醚化、苯与乙烯烃化等→润滑油生产过程
●各种炼油工艺过程的组合，举例如下
常压蒸馏
氢气制造
石脑油加
氢脱硫
加氢
精制
轻油加
氢脱硫
煤油加
氢脱硫
减
压
蒸
馏
废气
热裂化
焦化
分
馏
气体回收
H2S回收硫回收
催化重整
芳烃抽提
正烷烃
抽 提
减压轻油
加氢脱硫
加氢裂
化(中间
馏分型)
加氢裂化
(汽油型)
芳烃精馏
烷基化
脱烷
基化
歧化
乙烯
制造
加氢
流化床
催化裂化
润滑油
制 造
丁二烯
抽 提
燃
料
油
调
配
汽
油
调
配
燃料气
硫
LPG
汽油
苯
二甲苯
乙烯
丙稀
丁二烯
正烷烃
煤油
轻油
润滑油
燃料油
(沥青)
炼油－化工型炼厂流程
●原油分离工艺一般包括原油脱盐脱水和原油蒸馏两个过程
→原油脱盐脱水
◆从油藏中采出的原油都含有水和盐，原油中的盐一
般为Na、Ca、Mg的氯化物或盐酸盐。原油虽然在油
田经过脱盐脱水，但不能满足炼厂加工的要求，需要
在炼厂进一步脱除。
◆水和盐的存在对炼油带来的危害主要表现在：使原
油蒸馏操作不稳定，对设备和管线的腐蚀；对换热器
等设备造成结垢使换热效率下降，使催化剂污染或中
毒。因此炼厂一般要求将原油的盐脱至＜3mg/L
目前炼厂原油脱盐脱水几乎多采用二级电脱盐法注水破乳剂原油一级电脱盐罐污水
注水
二级电脱盐罐
二级排出水
脱盐原油
→在原油中加入一定量的水和破乳剂并经混合设施充分混合后进入脱盐罐，在高压电场作用下，使小水滴聚合成大水滴，然后借助重力作用沉降分离，破乳剂的选用对脱盐效果影响很大，不同原油所用的破乳剂类型和使用量须经过试验来确定。
→进入脱盐罐的原油需先加热至90~130℃，以降低原油黏度，脱盐罐要保持一定压力以防止原油汽化。
→电脱盐罐一般为卧式，内设2~3层电极板，极板间距200~300mm，电场强度一般为800~900V/cm。
→为了合理利用蒸馏装置的余热，电脱盐过程常与蒸馏过程组合在一起。
原油蒸馏
蒸馏是石油炼制必须的第一道工序。借助于蒸馏过程将原油按炼厂所要求的产品方案切割成各种馏分，然后再去加工成各种石油产品。
蒸馏装置设计和操作的好坏，对整个炼厂有着十分重要的影响。
脱盐罐
含盐水
初馏塔
常压炉常压塔
蒸汽
减压炉
蒸汽
减压塔
减压二线
减压一线
凝缩油及水
减压渣油
重柴油
轻柴油
煤油
汽油
三段汽化常减压蒸馏工艺流程
→原油蒸馏一般采用三级蒸馏（初馏塔或蒸发塔、常压塔、减压塔），轻馏分少的原油也可只用二级蒸馏（常压塔、减压塔）。
→初馏塔一般分出原油的汽油组分，以减少换热系统和加热炉压降，常压塔一般将原油中沸点＜360℃馏分切割
成汽油（或石脑油）、煤油（喷气燃料或灯用煤油）、柴油馏分。各侧线抽出馏分一般都经过汽提塔以脱除轻质组分，保证产品合格。
→减压塔则将沸点＞360℃的常压重油切割成制取各种润
滑油和石蜡的原料，或作为催化裂化、加氢裂化原料的减压馏分油和减压渣油。
●蒸馏塔内件——常压塔一般用板式塔盘。如各种浮阀塔盘、
网孔塔盘；减压塔则常用压降小的各种填料，或填料与塔盘混用。
●减压塔的操作可分为“干”式和“湿”式两种：
→“干”式减压在减压炉炉管和减压塔底均不吹蒸汽，全
塔压降和减压抽空负荷小，有助于提高减压塔拔出率，
适用于燃料型减压塔。
→对于生产润滑油原料的减压塔一般采用“湿”式操作。
●由于蒸馏装置的大型化，进口原油中含轻烃较多，新建的
大型蒸馏装置中都增设轻烃回收设施。
●蒸馏装置是炼厂中能耗最大的装置，提高热回收率，降低
能耗对蒸馏装置十分重要。应用窄点技术优化换热网络，已可使原油换热终温＞300℃。
●为了提高换热效率，我国也开发了多种高效换热器，如折
流杆换热器、螺纹管换热器、内波纹外螺纹换热器、双壳层换热器等。
●从原油蒸馏得到的直馏轻馏分，由于数量有限远不能满足
对轻质燃料的要求，转化工艺的作用就是将重质馏分或渣油转化成轻质产品。
●炼厂的转化工艺分热转化和催化转化两类：
→重质馏分油的热转化（热裂化）已基本不用，全部被催化转化（催化裂化、加氢裂化）所取代
→渣油的转化则热转化（焦化、减粘裂化）与催化转化
（渣油加氢）并存。处理金属含量和残碳高的渣油，目前还是以热转化为主
1.催化裂化
催化裂化是当前炼厂中最重要的转化工艺。自1942年第一套流化催化裂化开发以来，由于其独特优越性得到了飞快地发展。到2008年，全世界流化催化裂化加工能力已超过7亿吨/年。
与热裂化相比，催化裂化具有下列明显优点：
→汽油产品的辛烷值高（RON88~92），氧化安定性好→反应速度快
→气体产品中C1、C2烃类少，C3、C4产率高，可作为烷基化、醚化和化工产品的原料多，全球约有1/3的丙烯
来自催化裂化装置。
1.催化裂化
→催化剂使催化裂化工艺过程的核心。催化剂的发展促进了催化裂化技术的发展。我国在上世纪60年代研制
成功无定型硅铝催化剂；70年代开发了稀土-Y型沸石
催化剂；80年代开发了超稳Y型沸石催化剂；90年代又
研制了一系列多种改性的沸石复合催化剂。现在基本
上可以做到根据不同原料和不同产品方案，配制出合
适的催化剂。
→沸石催化剂的活性高，反应速度快，因此从沸石催化剂问世后，催化裂化从床层反应转变为提升管反应，
原有的床层反应器变为催化剂沉降器。
反应器和再生器的布置，国外许多专利公司都有自己可形
成专利的特点。再生器烟气反应产物开工加热炉反应器汽提蒸汽原料油催化剂循环控制提升管提升管反应器
二级再生器
旋风分离器进料喷嘴再生剂塞阀待生剂塞阀
主风
待生剂主管
再生器
汽提段
分离器
反应产物
烟气
●我国早期所建成的为同高并列式，催化剂用U型管
相输送。在采用提升管反应器后，则采用高低并列式和同轴式两种。
●在发展二段烧焦采用两个再生器后，则有三器并
列、反再同轴与另一再生器并立和二再同轴与反应器并立等形式。
●这些不同类型的布置对反应条件并无明显区别。
高低并列式催化裂化反应再生系统回炼油加热炉
雾化蒸汽
原料油加热炉
原料油
回炼油
油浆
反应器沉降器
催化剂罐再生器空气入口烟气
去分馏塔
反应油气汽提蒸汽
提升蒸汽
事故蒸汽催化剂
●催化裂化主要操作参数有：
→反应温度——反应温度是调节催化裂化转化率的主要变
量，常用的反应温度为480~510℃。
→反应压力——提高反应压力，增加了反应时间，从而可
提高转化率，但压力过高，会导致焦炭产率增加，汽油
和烯烃产率下降。对于反应压力要结合原料的生焦趋势
和烟气能量回收的经济效益综合考虑，有烟气能量回收
设施的反应压力一般为0.25～0.3MPa，无烟气能量回收
的则为0.09～0.27MPa。
→反应时间——反应时间过长，会增加二次裂化反应，使
汽、柴油收率下降。在按汽油方案操作时，一般采用高
反应温度和短反应时间（2～3秒）；在按柴油方案操作
时，则采用较低反应温度和较长反应时间，（3～4秒）；
渣油催化裂化一般控制在2秒左右。
●剂油比——为单位时间内催化剂循环量与反应器总进料量
的比值，它与反应时间对催化裂化反应在一定范围内有相似影响。剂油比受装置总热平衡所控制，一般当反应温度和再生温度不变时，剂油比也基本不变。
●再生温度——无论是增加烧焦强度还是降低再生催化剂的
含炭量，都必须提高再生温度。但再生温度也不能过高，除了受再生器的材料限制外，还会引起催化剂水热失活，一般再生温度不超过730℃，也不宜低于650℃。
●再生催化剂炭含量——对沸石催化剂来说，催化焦炭主要
沉积在沸石的活性中心上。因此再生催化剂炭含量对催化剂的活性影响很大，一般沸石催化剂的炭含量应保持在0.2％以下，最好在0.1％以下。