6.催化重整

主要原料為石腦油(輕汽油、化工輕油、穩(wěn)定輕油)，其一般在煉油廠進(jìn)行生產(chǎn)，有時(shí)在采油廠的穩(wěn)定站也能產(chǎn)出該項(xiàng)產(chǎn)品。質(zhì)量好的石腦油含硫低，顏色接近于無色。

催化重整的主要產(chǎn)品有高辛烷值的汽油、苯、甲苯、二甲苯等產(chǎn)品(這些產(chǎn)品是生產(chǎn)合成塑料、合成橡膠、合成纖維等的主要原料)，還有大量副產(chǎn)品氫氣。

催化重整(簡稱重整)是在催化劑和氫氣存在下，將常壓蒸餾所得的輕汽油轉(zhuǎn)化成含芳烴較高的重整汽油的過程。如果以80～180℃餾分為原料，產(chǎn)品為高辛烷值汽油;如果以60～165℃餾分為原料油，產(chǎn)品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳烴，重整過程副產(chǎn)氫氣，可作為煉油廠加氫操作的氫源。重整的反應(yīng)條件是：反應(yīng)溫度為490～525℃，反應(yīng)壓力為1～2MPa。重整的工藝過程可分為原料預(yù)處理和重整兩部分，見圖4-26。

催化重整在煉油中的作用主要有：①能把辛烷值很低的直餾汽油變成80～90號的高辛烷值汽油。②能生產(chǎn)大量苯、甲苯和二甲苯，這些都是生產(chǎn)合成塑料、合成纖維和合成橡膠的基本原料。③可副產(chǎn)大量廉價(jià)氫氣。催化重整得到的汽油、苯系列產(chǎn)品等可以作為產(chǎn)品銷售，副產(chǎn)品氫氣可以作為加氫反應(yīng)的來源。

由常減壓蒸餾初餾塔、常壓塔頂來的直餾輕汽油餾分，經(jīng)預(yù)分餾切出以前的餾分，將60～180℃輕烴組分與氫氣混合后，如熱至280～340℃進(jìn)行預(yù)加氫，以去除硫、氮、氧等雜質(zhì)，再與氫氣混合加熱至490～510℃進(jìn)入重整反應(yīng)器，在鉑催化劑的作用下，進(jìn)行脫氫芳構(gòu)化反應(yīng)和其他反應(yīng)生成含芳烴量較高的高辛烷值汽油，可直接用作汽油的調(diào)和組分，也可經(jīng)芳烴抽提，分離提取苯，甲苯、二甲苯等化工產(chǎn)品。副產(chǎn)品有液化石油氣和氫氣。氫氣可作為加氫精制和氫裂化裝置用氫的主要來源。因而加氫精制往往與重整組成聯(lián)合生產(chǎn)裝置催化重整加氫精制。

所有的重整過程均采用固定床系列(通常是3個(gè))反應(yīng)器：第一反應(yīng)器的主要反應(yīng)是環(huán)烷脫氫，第二反應(yīng)器發(fā)生C5環(huán)烷異構(gòu)化生成環(huán)己烷的同系物和脫氫環(huán)化，第三反應(yīng)器發(fā)生輕微的加氫裂化和脫氫環(huán)化。典型的工藝條件為：770K～820K和3000kPa，氫和烴的摩爾比為10：1～3：1。

隨著重油加工深度的增加，重油催化裂化裝置的比例也在不斷增加。催化裂化裝置能耗一般占全廠總能耗的25%～35%，已成為煉油裝置中首屈一指的能耗大戶。根據(jù)催化裂化裝置的用能特點(diǎn)，節(jié)能重點(diǎn)包括三個(gè)方面：①采取優(yōu)化原料組成、優(yōu)選催化劑、優(yōu)化操作條件等措施來提高目的產(chǎn)品的收率，減少生焦，同時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用新技術(shù)、新設(shè)備減少蒸汽和動(dòng)力消耗。②對再生煙氣能量進(jìn)行充分優(yōu)化利用。③充分利用和優(yōu)化利用反應(yīng)油氣熱量。根據(jù)上述三方面的重點(diǎn)節(jié)能方向，此種裝置可采取的先進(jìn)節(jié)能措施如下：推廣應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，降低焦炭產(chǎn)率和減少裝置結(jié)焦;提高煙機(jī)與裝置的同步運(yùn)轉(zhuǎn)率，進(jìn)一步提高煙氣能量的利用率;利用先進(jìn)技術(shù)對余熱鍋爐進(jìn)行改造;熱聯(lián)合和優(yōu)化利用低溫余熱;應(yīng)用再生煙氣CO器外燃燒技術(shù)提高燒焦能力;加強(qiáng)與其他單元的熱聯(lián)合和低溫余熱的優(yōu)化利用等。

7.加氫精制

精制原料為含硫、氧、氮等有害雜質(zhì)較多的汽油、柴油、煤油、潤滑油、石油蠟等。精制產(chǎn)品為精制改質(zhì)后的汽油、柴油、煤油、潤滑油、石油蠟等產(chǎn)品。加氫處理是石油產(chǎn)品最重要的精制方法之一，指在氫壓和催化劑存在下，使油品中的硫、氧、氮等有害雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的硫化氫、水、氨而除去，并使烯烴和二烯烴加氫飽和、芳烴部分加氫飽和，以改善油品的質(zhì)量。有時(shí)，加氫精制指輕質(zhì)油品的精制改質(zhì)，而加氫處理指重質(zhì)油品的精制脫硫。

加氫精制可用于各種來源的汽油、煤油、柴油的精制、催化重整原料的精制，潤滑油、石油蠟的精制，噴氣燃料中芳烴的部分加氫飽和，燃料油的加氫脫硫，渣油脫重金屬及脫瀝青預(yù)處理等。氫分壓一般為I～10MPa，溫度為300～450℃。催化劑中的活性金屬組分常為鉬、鎢、鈷、鎳中的兩種(稱為二元金屬組分)，催化劑載體主要為氧化鋁或加入少量的氧化硅、分子篩和氧化硼，有時(shí)還加入磷作為助催化劑。噴氣燃料中的芳烴部分加氫則選用鎳、鉑等金屬。雙烯烴選擇加氫多選用鈀，見圖4-27。

各種油品加氫精制工藝流程基本相同，原料油與氫氣混合后，送入加熱爐加熱到規(guī)定溫度，再進(jìn)入裝有顆粒狀催化劑的反應(yīng)器(絕大多數(shù)的加氫過程采用固定床反應(yīng)器)中。反應(yīng)完成后，氫氣在分離器中分離出，并經(jīng)壓縮機(jī)循環(huán)使用。產(chǎn)品則在穩(wěn)定塔中分離出硫化氫、氨、水以及在反應(yīng)過程中少量分解而產(chǎn)生的氣態(tài)氫。

8.延遲焦化

焦炭化過程(簡稱焦化)是提高原油加工深度、促進(jìn)重質(zhì)油輕質(zhì)化的重要熱加工手段。它又是唯一能生產(chǎn)石油焦的工藝過程，是任何其他過程所無法代替的，焦化在煉油工業(yè)中一直占據(jù)著重要地位。

焦化是以貧氫重質(zhì)殘油(如減壓渣油、裂化渣油以及瀝青等)為原料，在高溫(400～500℃)下進(jìn)行的深度熱裂化反應(yīng)。通過裂解反應(yīng)，使渣油的一部分轉(zhuǎn)化為氣體烴和輕質(zhì)油品，由于縮合反應(yīng)，使渣油的另一部分轉(zhuǎn)化為焦炭。一方面由于原料重，含相當(dāng)數(shù)量的芳烴;另一方面焦化的反應(yīng)條件更苛刻，因此縮合反應(yīng)占很大比重，生成焦炭多。

煉油工業(yè)中曾經(jīng)用過的焦化方法主要是釜式焦化、平爐焦化、接觸焦化、延遲焦化、流化焦化等。目前延遲焦化應(yīng)用最廣泛，是煉油廠提高輕質(zhì)油收率的手段之一，在我國煉油工業(yè)中將繼續(xù)發(fā)揮重要作用。

延遲焦化的特點(diǎn)是，原料油在管式加熱爐中被急速加熱，達(dá)到約500℃后迅速進(jìn)入焦炭塔內(nèi)，停留足夠的時(shí)間進(jìn)行深度裂化反應(yīng)，使得原料的生焦過程不在爐管內(nèi)而延遲到塔內(nèi)進(jìn)行，這樣可避免爐管內(nèi)結(jié)焦，延長運(yùn)轉(zhuǎn)周期。

以減壓渣油為原料，經(jīng)加熱至500℃左右，進(jìn)入焦炭塔底部，在塔內(nèi)進(jìn)行較長時(shí)間的深度分解和縮合等反應(yīng)。反應(yīng)后的油氣自焦炭塔頂逸出，經(jīng)分餾得到氣體、汽油、柴油、蠟油、重質(zhì)餾分油等產(chǎn)品。焦化反應(yīng)生成的焦炭則聚集在焦炭塔內(nèi)，經(jīng)大量吹入蒸汽和水冷后，用高壓水(壓力13～15MPa，流量140m3/h)進(jìn)行水力切割，變?yōu)閴K狀石油焦成品。

焦化所產(chǎn)汽油、柴油很不穩(wěn)定，含膠質(zhì)高、顏色易變深并且含雜質(zhì)多，必須進(jìn)一步精制才能作為成品出廠。焦化重質(zhì)餾分油作為催化裂化原料。石油焦可廣泛用于冶金或作為化工生產(chǎn)的原料。

延遲焦化裝置由于其工藝簡單、投資低、操作費(fèi)用低等特點(diǎn)而得到石油化工企業(yè)的重視與普遍應(yīng)用。2005年國內(nèi)焦化裝置能力將達(dá)到4500萬t/a，占原油一次加工能力的20%左右。據(jù)預(yù)測，今后20年焦化工藝的應(yīng)用仍將以年均7%以上的速度逐步增長。為此，深入開展好延遲焦化裝置的節(jié)能工作也具有非常重要的意義。在延遲焦化裝置的能耗組成中，燃料消耗約占70%，電消耗約占15%，蒸汽消耗約占10%，其余為水耗。因此，降低焦化裝置能耗的重點(diǎn)須從節(jié)約燃料和電消耗人手。其主要節(jié)能措施包括：在滿足產(chǎn)品收率的前提下，降低裝置循環(huán)比，減少加熱爐進(jìn)料量，節(jié)約燃料消耗;采用高效空氣預(yù)熱器和高效加熱爐火嘴;采用雙面輻射加熱爐提高加熱爐效率;采用變頻調(diào)速技術(shù)，降低電耗;優(yōu)化加工流程，提高低溫?zé)岬睦寐?延長開工周期，降低裝置能耗等。

9.氣體分餾

以脫硫后的液化石油氣為原料，用精餾的方法分離制取丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等組分，為石油化工生產(chǎn)提供原料的生產(chǎn)過程。其工藝大都采用五塔流程。精餾塔在1～2.2MPa的壓力和稍高于常溫條件下操作，見圖4-28。