含硫原油的加工工艺
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第三节原油蒸馏工艺流程一、原油蒸馏工艺流程的类型原油蒸馏工艺流程,就是用于原油蒸馏生产的炉、塔、泵、换热设备、工艺管线及掌握仪表等按原料生产的流向和加工技术要求的内在联系而形成的有机组合。
将此种内在的联系用简洁的示意图表达出来,即成为原油蒸馏的流程图。
现以目前燃料一润滑油型炼油厂应用最为广泛的初馏一常压一减压三段汽化式为例,对原油蒸馏的工艺流程加以说明,装置的工艺原则流程如图2.3.1 所示。
图 2.3.1三段汽化的常减压蒸馏原理工艺流程图经过严格脱盐脱水的原油换热到 230-240℃ ,进入初馏塔,从初馏塔塔顶分出轻汽油或催化重整原料油,其中一局部返回塔顶作顶回流。
初馏塔侧线不出产品,但可抽出组成与重汽油馏分相像的馏分,经换热后,一局部打入常压塔中段回流入口处〔常压塔侧一线、侧二线之间〕,这样,可以减轻常压炉和常压塔的负荷;另一局部则送回初馏塔作循环回流。
初馏塔底油称作拔头原油〔初底油〕经一系列换热后,再常常压炉加热到 360-370℃进入常压塔,它是原油的主分馏塔,在塔顶冷回流和中段循环回流作用下,从汽化段至塔顶温度渐渐降低,组分越来越轻,塔顶蒸出汽油。
常压塔通常开3-5 根侧线,煤油〔喷汽燃料与灯煤〕、轻柴油、重柴油和变压器原料油等组分则呈液相按轻重依次馏出,这些侧线馏分经汽提塔汽提出轻组分后,经泵抽出,与原油换热,回收一局部热量后经冷却到肯定温度才送出装置。
常压塔底重油又称常压渣油,用泵抽出送至减压炉,加热至400℃左右进入减压塔。
塔顶分出不凝气和水蒸气,进入冷凝器。
经冷凝冷却后,用二至三级蒸气抽空器抽出不凝气,维持塔内残压 0.027-0.1MPa,以利于馏分油充分蒸出。
减压塔一般设有 4-5 根侧线和对应的汽提塔。
经汽提后与原油换热并冷却到适当温度送出装置。
减压塔底油又称减压渣油,经泵升压后送出与原油换热回收热量,再经适当冷却后送出装置。
润滑油型减压塔在塔底吹入过热蒸汽汽提,对侧线馏出油也设置汽提塔,由于塔内有水蒸气而称为湿式操作。
1、延迟焦化:延迟焦化是一种热裂化工艺。
其主要目的是将高残碳的残油转化为轻质油。
所用装置可进行循环操作,即将重油的焦化馏出油中较重的馏分作为循环油,且在装置中停留时间较长。
2、流态化:细小的固体颗粒被运动者的流体(气体或液体)所携带使之形成像流体一样能自由流动的状态,称为固体流态化,简称流态化3、催化重整:以汽油馏分为原料,在催化剂的作用和氢气存在下,生产高辛烷值汽油及轻芳烃(苯、甲苯、二甲苯,简称BTX)的重要石油加工过程,同时副产高纯度氢气4、加氢裂化:在较高的压力(10-15MP)和温度(400°C 左右),氢气经过催化剂的作用使重质油发生加氢、裂化和异构化反应转化为轻质油的加工过程。
5、氢转移反应:某烃分子上的氢脱下来后立即加到另一烯烃分子上使之饱和的反应称为氢转移反应。
6、加氢精制:是指在脱除油品中的硫、氮、氧等杂原子及金属杂质的同时还使烯烃、二烯烃、芳烃和稠环芳烃选择加氢饱和,从而改善油品性能的加工过程。
7、烷基化:烷基化是烷基由一个分子转移到另一个分子的过程。
是化合物分子中引入烷基(甲基、乙基等)的反应8、分子筛:具网状结构的天然或人工合成的化学物质。
如交联葡聚糖、沸石等,当作为层析介质时,可按分子大小对混合物进行分级分离。
9、粘温性:指温度变化时,粘度的变化幅度。
14、过气化率:当原油从汽液混合相进入塔内时,要求进料的汽化量除包括塔顶和各侧线的产品外,还应以有一部分过剩的汽化量,其量与进料量的比值为过气化率。
15、催化剂的选择性:表示催化剂增加目的产品和减少副产品的选择反应能力。
裂化催化剂的选择性以“汽油产率/转化率”来表示16、原油评价;不同性质的原油,应该采用不同加工方法,以生产适当产品,使原油得到合理利用。
对于新开采的原油,必须先在实验室进行一系列的分析、试验,习惯上称之为“原油评价”。
18、单程转化率:是指总进料(包括新鲜原料和回炼油)一次通过反应器的转换率。
4、催化裂化的主要化学反应有哪些?并说明对汽油质量有利的反应?答:主要化学反应:裂化反应、氢转移反应、芳构化反应、异构化反应、缩合反应。
2024年高含硫原油市场分析现状引言高含硫原油是指硫含量超过0.5%的原油。
随着全球能源需求的不断增长,高含硫原油的开采和加工成为一个重要的议题。
本文将对高含硫原油市场的现状进行分析,包括供需状况、价格趋势、市场规模等方面。
供需状况1.供应方面:目前,高含硫原油的主要供应国家包括沙特阿拉伯、伊拉克、伊朗等中东国家,以及委内瑞拉、巴西等南美国家。
这些国家拥有丰富的高含硫原油资源,能够满足全球市场对高含硫原油的需求。
2.需求方面:高含硫原油主要用于炼油业,其中燃料油是最主要的消费领域。
随着全球炼油业的发展,高含硫原油的需求也在不断增长。
此外,一些国家在石化工业中广泛使用高含硫原油作为化工原料,增加了对高含硫原油的需求。
价格趋势1.受制裁影响:高含硫原油供应国家中,伊朗和委内瑞拉等国家受到了国际制裁的影响。
这些制裁导致了其原油出口量的减少,进而推高了高含硫原油的价格。
2.炼油工艺的改进:随着炼油工艺的不断创新和改进,炼厂对高含硫原油的加工能力也在提升。
这使得更多的高含硫原油可以被加工变成高质量的燃料油,提高了高含硫原油的利用价值,也对价格产生了一定程度的影响。
3.全球经济形势:高含硫原油的价格受到全球经济形势的影响。
当全球经济增长乏力时,石油需求下降,高含硫原油价格也会受到压力。
市场规模高含硫原油市场的规模在不断扩大,主要原因有以下几个方面:1.新市场的开拓:随着全球经济的发展,一些新兴市场对能源的需求也在不断增长。
这些新市场对高含硫原油的需求增加,使得市场规模扩大。
2.炼油能力的提升:炼油能力的不断提升使得更多的高含硫原油能够得到加工,满足市场对高质量燃料油的需求。
3.环保政策的限制:高含硫原油在燃烧过程中会产生大量的污染物,如二氧化硫等。
为了减少环境污染,许多国家出台了严格的环保政策,限制了低质量燃料油的使用。
这推动了市场对高含硫原油的需求。
结论高含硫原油市场面临着供需矛盾、价格波动和环保压力等多重挑战。
第三节原油蒸馏工艺流程一、原油蒸馏工艺流程的类型原油蒸馏工艺流程,就是用于原油蒸馏生产的炉、塔、泵、换热设备、工艺管线及控制仪表等按原料生产的流向和加工技术要求的内在联系而形成的有机组合。
将此种内在的联系用简单的示意图表达出来,即成为原油蒸馏的流程图。
现以目前燃料一润滑油型炼油厂应用最为广泛的初馏一常压一减压三段汽化式为例,对原油蒸馏的工艺流程加以说明,装置的工艺原则流程如图2.3.1所示。
图2.3.1 三段汽化的常减压蒸馏原理工艺流程图经过严格脱盐脱水的原油换热到230-240℃,进入初馏塔,从初馏塔塔顶分出轻汽油或催化重整原料油,其中一部分返回塔顶作顶回流。
初馏塔侧线不出产品,但可抽出组成与重汽油馏分相似的馏分,经换热后,一部分打入常压塔中段回流入口处(常压塔侧一线、侧二线之间),这样,可以减轻常压炉和常压塔的负荷;另一部分则送回初馏塔作循环回流。
初馏塔底油称作拔头原油(初底油)经一系列换热后,再经常压炉加热到360-370℃进入常压塔,它是原油的主分馏塔,在塔顶冷回流和中段循环回流作用下,从汽化段至塔顶温度逐渐降低,组分越来越轻,塔顶蒸出汽油。
常压塔通常开3-5根侧线,煤油(喷汽燃料与灯煤)、轻柴油、重柴油和变压器原料油等组分则呈液相按轻重依次馏出,这些侧线馏分经汽提塔汽提出轻组分后,经泵抽出,与原油换热,回收一部分热量后经冷却到一定温度才送出装置。
常压塔底重油又称常压渣油,用泵抽出送至减压炉,加热至400℃左右进入减压塔。
塔顶分出不凝气和水蒸气,进入冷凝器。
经冷凝冷却后,用二至三级蒸气抽空器抽出不凝气,维持塔内残压 0.027-0.1MPa,以利于馏分油充分蒸出。
减压塔一般设有 4-5根侧线和对应的汽提塔。
经汽提后与原油换热并冷却到适当温度送出装置。
减压塔底油又称减压渣油,经泵升压后送出与原油换热回收热量,再经适当冷却后送出装置。
润滑油型减压塔在塔底吹入过热蒸汽汽提,对侧线馏出油也设置汽提塔,因为塔内有水蒸气而称为湿式操作。
含硫原油的加工工艺*徐志达单石灵中国石化股份有限公司广州分公司技术开发中心(广州510726)摘要综述了含硫原油的主要性质、加工面临的问题和应采取的工艺,认为加工含硫原油的关键是选取合适的渣油加工工艺;应提高原料和产品的脱硫能力。
关键词含硫原油性质加工工艺世界原油的硫含量在不断升高,目前硫含量在1%以上的原油占世界原油总产量的55%以上。
据预测,原油平均相对密度将上升到0.863 3 g/cm3,硫含量将上升到1.6%。
2001年中国石油化工集团公司下发了《加工高含硫原油安全管理规定》,明确含硫量在1%以上的原油为高含硫原油。
随着我国沿海炼油厂加工含硫原油规模的不断扩大和我国环保要求的不断提高,加工含硫原油所面临的问题也越来越多。
含硫原油有两个比较突出的特点,一是硫含量高,如伊朗拉万原油的硫含量高达1.938%,其大于500℃的减压渣油硫含量高达4.304%;二是轻馏分多,蜡油收率较高,如沙特拜里原油小于180℃轻馏分质量收率达22.39%,而我国胜利原油小于180℃轻馏分质量收率只有4.18%(几乎不含C3和C4)。
因此加工含硫原油带来了加工工艺的改动、设备的腐蚀与防护,以及环境保护等问题。
1 含硫原油的主要性质含硫原油主要来自中东,如沙特、伊朗、伊拉克、阿联酋、科威特、阿曼等国家,其主要性质见表1。
从中可见,含硫原油与中国胜利原油相比,轻馏分都较多,密度、粘度、酸值、胶质、凝点和闪点都较低,钒含量则普遍较高,各段馏分的硫含量都较高。
表1 含硫原油的主要性质原油种类伊朗拉万沙特轻质伊朗重质伊朗轻质沙特拜里加蓬曼吉美国北坡阿曼阿联酋穆尔班中国胜利评价日期1997-08-06 1995-03-061997-03-051995-08-271995-12-231997-06-231998-07-271997-09-171993-06-031998-05-20硫含量,% 1.9380 1.8360 1.7220 1.5120 1.3370 1.3130 1.0910 1.0180 0.8600 0.7110 密度/(g.cm-3)0.8616 0.8595 0.8756 0.8572 0.8415 0.8794 0.8736 0.8534 0.8239 0.9124 凝点/℃-22 <-30 <-30 -16 <-30 -15 <-30 <-30 -7 15开口闪点/℃<28 <21 <21 28 <18 <28 47 <25 <29 57粘度(50℃)/(mm2.s-1)4.91 4.94 8.345.48 3.20 13.696.61 8.82 2.55 100.10酸值(KOH)/(mg.g-1)0.08 0.05 0.11 0.15 0.05 0.22 0.05 0.18 0.05 0.26残碳,% 3.66 4.20 5.87 4.09 2.06 4.47 4.92 3.09 1.96 6.13 盐含量/(mg.L-1) 5.00 56.00 76.00 17.40 12.50 10.20 2.20 3.00 22.10 65.70 蜡含量,% 2.59 5.27 3.82 3.09 3.83 4.60 1.50 3.25 5.16 5.53 硅胶胶质, % 6.77 4.76 8.59 7.69 3.57 8.35 7.32 2.12 2.8 4 15.20 沥青质,% 2.45 0.81 2.69 0.85 0.16 0.74 1.28 0.13 0.36 0.09 镍含量(×10-6) 5.19 5.61 26.35 14.54 0.88 58.80 10.70 4.61 1.38 23.15 *本文发表于《石油与天然气化工》2004年第1期钒含量(×10-6) 5.18 10.32 71.30 36.30 2.08 46.63 18.86 5.30 1.35 1.67HK-180℃收率,% 19.00 19.40 18.15 19.10 22.39 13.83 16.58 16.31 28.68 4.18180-260℃收率,% 14.57 12.98 11.67 12.54 14.02 8.95 11.82 12.52 13.86 6.57260-360℃收率,% 17.71 18.79 16.59 17.48 19.78 18.85 17.08 17.61 19.63 12.31360-500℃收率,% 22.21 22.41 21.78 22.36 23.55 24.15 23.77 21.43 23.18 29.20>500 ℃收率,% 26.51 26.42 31.81 28.52 20.26 34.22 30.75 32.13 14.65 47.74汽油含硫,% 0.062 0.029 0.100 0.048 0.043 0.042 0.005 0.039 0.0112 0.005煤油含硫,% 0.384 0.210 0.412 0.257 0.156 0.310 0.106 0.182 0.128 0.134柴油含硫,% 1.598 1.460 1.223 1.102 1.168 0.694 0.721 0.600 0.900 0.371蜡油含硫,% 2.477 2.423 1.797 1.751 1.918 1.089 1.273 1.064 1.410 0.490减渣含硫,% 4.304 3.943 3.302 3.347 3.205 2.373 2.368 2.213 2.280 1.291注:均油轮采样。
2 加工工艺的选择2.1 常减压蒸馏加工含硫原油时,装置的处理量必须下降。
这是因为常减压蒸馏装置常压部分的最大拔出量是一定的,而含硫原油的轻油收率较高,C3 以下(<70℃)馏分收率一般大于4%,导致初馏塔和常压塔上部的负荷增加,所以必须降低装置的处理量。
常压塔上部的负荷增加表现在初馏塔和常压塔顶气量、顶回流量和侧线拔出量的增大。
因此有必要增设轻烃回收装置;降低处理量,降低初馏塔进料温度以降低常压蒸馏塔塔顶负荷;把常压蒸馏塔塔顶泵、一线或二线泵能力扩大,以增加常压蒸馏塔处理能力;把含硫原油与其它原油混炼,并启用初馏塔侧线。
单炼中东油或轻质油(如瓦利欧原油),轻油收率高,渣油量较少,导致高温热源减少,常压炉换热终温低,大大增加了加热炉负荷。
炉膛温度已接近800℃,加热炉操作灵活性差。
常顶及常一收率特别高,塔顶负荷较大,常压塔操作较为困难,对质量影响很大。
在油种搭配上应均衡考虑各产品收率,有利于整个装置换热网络的合理安排及处理量的提高。
2.2 汽油馏分含硫原油汽油馏分的主要性质见表2。
从表2中可见,与胜利油相比,含硫原油的汽油馏分收率高、芳潜低、辛烷值低。
链烷烃含量较多的汽油馏分适合作乙烯装置的原料,如伊朗拉万、沙特拜里、阿曼、伊拉克和科威特原油生产的汽油馏分;而芳烃和环烷烃含量较高的汽油馏分适合作催化重整原料,如伊朗重质、部分阿联酋原油生产的汽油馏分。
表2 含硫原油汽油馏分的主要性质伊朗重质沙特拜里阿曼中国胜利原油种类伊朗拉万收率,% 19.00 18.15 22.39 16.31 4.18硫含量,% 0.062 0.100 0.043 0.039 0.005硫醇硫含量(×10-6)355 291.4 280 225.5 5.7研究法辛烷值45.6 50.5 <40 <40 51.5族组成,%链烷烃70.65 63.08 72.83 72.52 47.83环烷烃17.83 29.40 15.74 21.00 46.43芳烃11.52 7.52 11.43 6.33 4.66较为理想的方案是把含硫原油汽油馏分分成轻石脑油(<60℃)和重石脑油(60~180℃)两部分。
轻石脑油芳烃含量很低,而链烷烃含量在90%以上,是制氢和乙烯装置的优质原料,也可用于芳构化生成芳烃同时生产部分氢气。
洛阳石化工程公司的轻烃芳构化技术已通过中国石化集团公司的鉴定。
2.3 煤油馏分含硫原油煤油馏分的主要性质见表3。
从表3可以看出,含硫原油的煤油馏分收率较胜利油高,烷烃(包括环烷烃)较高,硫醇硫含量也较高,因此需脱硫醇处理。
值得注意的是中东含硫原油煤油馏分的烟点普遍较胜利油的高。
表3 含硫原油煤油馏分的主要性质原油种类伊朗拉万伊朗重质沙特拜里美国北坡阿曼中国胜利收率,% 14.57 11.67 14.02 11.82 12.52 6.57硫含量,% 0.384 0.412 0.156 0.106 0.182 0.134硫醇硫含量(×10-6)140.7 13.0 230 1.6 73.6 7.2无烟火焰高度/mm 18 22 21 19 24 19点灯试验不合格不合格不合格不合格不合格不合格族组成,%(v)烷烃(包括环烷烃)77.35 80.84 79.75 73.94 83.25 67.31芳烃22.65 19.16 20.25 25.07 16.75 30.892.4 柴油馏分由表4可知,含硫原油的柴油馏分的硫含量都较高,不能满足轻柴油国家标准的要求(硫含量小于0.2%),因此必须用加氢工艺进行深度脱硫。
含硫原油的柴油馏分收率较高,而且凝点较低,可生产低凝柴油。
考虑到加工成本和氢源限制,全馏分进行加氢不太可能,因此可把常二和常三分开,常三进加氢,而常二进电精制。
表4 含硫原油柴油馏分的主要性质原油种类伊朗拉万伊朗重质沙特拜里美国北坡阿曼中国胜利收率,% 17.71 16.59 19.78 17.08 17.61 12.31硫含量,% 1.598 1.223 1.168 0.721 0.600 0.371凝点/℃-7 -12 -13 -12 -10 -2十六烷值49 49 51 45 54 52.4族组成,%烷烃(包括环烷烃)58.51 60.05 53.62 68.32 74.75 67.41芳烃41.49 39.95 46.38 31.68 25.25 31.532.5 蜡油馏分由表1可知,含硫原油的蜡油馏分的硫含量都较高,在1%以上,一般都要经过加氢处理才能作催化裂化原料。
若直接作催化裂化原料必然造成催化裂化烟气中SO x含量超标,因为催化裂化再生烟气中SO x排放量与催化裂化原料中的硫含量有一定的关系[1],如图1所示。
含硫原油的蜡油馏分是加氢裂化的好原料。
对无加氢裂化装置的炼油厂,含硫原油蜡油可进催化裂化,但必须采取一些措施,如含硫原油与低硫原油混炼,含硫原油的蜡油先加氢处理再催化裂化,或采用催化裂化再生烟气脱硫技术。