石油化工行业学习资料——生产工艺（基础）
1、化工生产过程
一般可概括为原料预处理、化学反应和产品分离及精制三大步骤。
2、原料预处理
为了使原料符合进行化学反应所要求的状态和规格，根据具体情况，不同的原料需要经过净化、提浓、混合、乳化或粉碎（对固体原料）等多种不同的预处理。
3、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，需要加工前脱除，即脱盐脱水。常用的办法是加破乳剂和水，使油中的水聚集，并从油中分出，而盐分溶于水中，再加以高压电场配合，使形成的较大水滴顺利除去。
4、化学反应
经过预处理的原料，在一定的温度、压力等条件下进行反应，以达到所要求的反应转化率和收率。反应类型是多样的，可以是氧化、还原、复分解、磺化、异构化、聚合、焙烧等。通过化学反应，获得目的产物或其混合物。
5、产品精制
将由化学反应得到的混合物进行分离，除去副产物或杂质，以获得符合组成规格的产品。以上每一步都需在特定的设备中，在一定的操作条件下完成所要求的化学的和物理的转变。
6、炼油厂的一、二、三次加工装置
把原油蒸馏分为几个不同的沸点范围叫一次加工；
将一次加工得到的馏分再加工成商品油叫二次加工；
将二次加工得到的商品油制取基本有机化工原料的工艺叫三次加工。
一次加工装置：常压蒸馏或常减压蒸馏；
二次加工装置：催化、加氢裂化、延迟焦化、催化重整、烷基化、加氢精制等；
三次加工装置：裂解工艺制取乙烯、芳烃等化工原料。
7、一次加工装置
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）。
常减压装置产品主要作为下游生产装置的原料，包括石脑油、煤油、柴油、蜡油、渣油以及轻质馏分油等。
8、二次加工装置催化裂化
包括原料油催化裂化、催化剂再生、产物分离三部分。催化裂化过程的主要化学反应有裂化反应、异构化反应、氢转移反应、芳烃化反应。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。
催化裂化工艺流程：
1）反应-再生系统：新鲜原料油经换热后与回炼油混合，经加热炉加热至200~400℃后至提升管反应器下部的喷嘴，原料油由蒸汽雾化并喷入提升管内，在其中与来自再生器的高温催化剂（600~750℃）接触，随即汽化并进行反应。反应产物经旋风分离器分离出夹带的催化剂后离开反应器去分馏塔。积有焦炭的催化剂（称待生催化剂）由沉降器落入下面的气提段。气提段内装有多层人字形挡板并在底部通入过热水蒸气。待生催化剂上吸附的油气和颗粒之间的空间的油气被水蒸气置换出而返回上部。经气提后的待生剂通过待生协管进入再生器。
2）分馏系统：由反应器来的反应产物油气从底部进入分馏塔，经底部的脱过热段后在分馏段分割成几个中间产品，塔顶为汽油及富气，侧线有轻柴油、重柴油和回炼油，塔底产品为油浆。轻柴油和重柴油分别经气提后，再经换热、冷却后出装置。
3）吸收-稳定系统：主要由吸收塔、再吸收塔、解吸塔及稳定塔组成。从分馏塔顶油气分离器出来的富气中带有汽油组分，而粗汽油中则溶解有C3、C4组分。吸收-稳定系统的作用就是利用吸收和精馏的方法将富气和粗汽油分离成干气（≤C2）、液化气（C3、C4）和蒸汽压合格的稳定汽油。
9、二次加工装置加氢裂化
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。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。
10、二次加工装置催化重整
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重的重整汽油的过程。催化重整在炼油中的作用主要有：
1）能把辛烷值很低的直馏汽油变成80~90号的高辛烷值汽油；
2）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；
3）副产大量廉价氢气，副产品氢气可作为加氢反应的来源。
催化重整工艺流程：
1）原料预处理部分：包括原料的预分离，预脱砷，预加氢三部分，其目的是得到馏分范围、杂质含量都合乎要求的重整原料。
2）重整反应部分：经预处理的原料油与循环环氢混合，再经换热、加热后进入重整反应器。一般重整反应器由三至四个反应器串联，反应器之间有加热炉加热到所需的反应温度。反应器入口温度一般为480~52℃，第一个反应器的入口温度较低些，后面反应器的入口温度较高些。由最后一个反应器出来的反应产物经过换热，冷却后进入高压分离器，分出的气体含氢85%~95%（体积分数），经过循环氢压缩机升压后大部分作循环氢使用，少部分去预处理部分。分离出的重整生成油进入稳定塔，塔顶分出液态烃，塔底产品为满足蒸汽压要求的稳定汽油。
11、二次加工装置延迟焦化
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。改变原料和操作条件可调整汽油、柴油、裂化原料油、焦炭的闭路。
延迟焦化工艺流程：来自常减压装置的减压渣油和少量的沥青混合作为原料，经一系列换热后进入分馏塔下端的换热洗涤区，与来自焦炭塔顶的油气进行逆向的接触和换热。油气中的重组分被冷凝下来作为循环油与原料油一起流入分馏塔底。塔底焦化油由泵抽出，在流量控制下，分四路进入加热炉对流段和辐射段，其温度被快速升至500℃
左右。加热炉中的每个支路设有3个蒸汽注汽点，用以提高炉管内油气的流度，防止炉管内结焦。加热炉出口两相高温物流经四通阀进入焦炭塔底部。高温焦化油在焦炭塔内具有相对较长的停留时间，并在此发生裂解、缩合等一系列反应，生成反应油气和焦炭。焦炭由下至上聚结在焦炭塔内，反应油气由焦炭塔顶逸出，经来自分馏塔蜡油急冷降温后进入分馏塔换热塔板下部。进入分馏塔的焦化油气与原料进行接触换热，循环油流入塔底，换热后油气上升进入分馏段，从下往上分馏出蜡油、柴油、汽油和富气。
12、二次加工装置加氢精制
主要用于油品精制，其目的是除掉油品中的硫、氮、氧杂原子及金属杂质，有时还对部分芳烃进行加氢，改善油品的使用性能。加氢精制的原料有重整原料、汽油、煤油、各种中间馏分油、重油和渣油。
催化加氢反应在化工生产中的应用一方面是合成有机化工产品，另一方面是加氢精制。加氢催化剂的种类很多，若按其形态来区分，常用的加氢精制催化剂主要由金属催化剂、骨架催化剂、金属氧化物催化剂、金属硫化物催化剂、金属络合物催化剂五大类。
13、三次加工装置
工业上烃类热裂解制乙烯的主要产品过程是原料、热裂解、裂解气预处理、裂解气分离、产品及联产品。目前生产乙烯成熟的工艺技术使管式炉裂解工艺，管式裂解炉的结构包括对流段和辐射段组成的炉体，炉体内由耐高温合金钢制成的炉管、燃烧器三个主要部分。
从石油中制取芳烃的两种主要加工工艺是石脑油重整工艺和烃类裂解工艺。
烃类热裂解制乙烯的生产工艺主要由裂解和分离两部分组成。裂解气的深冷分离流程主要分为顺序分离流程、前脱乙烷分离流程、前脱丙烷分离流程三种。典型的分离流程是前脱丙烷分离流程。
14、裂解气深冷分离为何采用多段压缩技术？
裂解气经压缩后，不仅会使压力升高，而且气体温度也会升高，为避免压缩过程温升过大造成裂解气中双烯烃尤其是丁二烯之类的二烯烃在较高的温度下发生大量的聚合，以至形成聚合物堵塞叶轮流道和密封件，裂解气压缩后的气体温度必须要限制，压缩机出口温度一般不超过100℃，在生产上主要是通过裂解气的多段压缩和段碱冷却相结合的方法来实现。采用多段压缩可以节省压缩做功的能量，效率也可提高，根据深冷分离法对裂解气的压力要求及裂解气压缩过程中的特点，目前工业上对裂解气大多采用三段至五段压缩。同时，压缩机采用多段压缩可减少压缩比，也便于在压缩段之间进行净化与分离。
15、分析停留时间与裂解温度的关系
停留时间的选择主要取决于裂解温度，当停留时间在适宜范围内，乙烯的生成量较大，而乙烯的损失较小，即有一个最高的乙烯收率称为峰值收率。不同的裂解温度，所对应的峰值收率不同，温度越高，乙烯的峰值收率越高，相对应的最适宜的停留时间越短，在一定的反应温度下，每一种裂解原料，都有它最适宜的停留时间，如裂解原料较
