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石油加工炼制
作者:佚名   来源:石油知识大观    更新日期:2011-02-21    浏览次数:
 

    石油是由多种碳氢化合物组成的,直接利用的途径很少,只能用作燃料来烧锅炉。这样使用石油,是很大的浪费。将石油加工成不同的产品,则能物尽其用,可以充分发挥其效能。把预处理后的原油送到煤油厂进行加工,生产出汽油、煤油、柴油、润滑油及沥青等。各煤油厂的总流程不尽相同,有的简单些,有的复杂些,生产燃料用油的石油炼制流程中有三个装置,即蒸馏、裂化、焦化的装置。生产润滑油的装置主要有四个,即丙烷脱沥青、溶剂脱蜡、溶剂精制和白土精制。
    石油没有固定的沸点。一般石油的沸点范围在摄氏30度到摄氏600度左右。它是不同沸点的、大大小小的烃混合在一起的混合物,烃的沸点随碳数增加而增高。例如,
含有5个碳的烃(叫戌烷),只要加热到摄氏36度就沸腾;而含有十二个碳的烃(叫十二烷),则要加热到摄氏216度才能沸腾。这样,把石油加热后,就能按各类烃沸点高低不同依次蒸发出来。加工石油的炼油厂,就是利用石油的这个特点,而使大量石油去经历不同温度的过程,便就能得到不同的产品了。
    在炼油厂中,都有一个高瘦和一个矮胖,这样的两个直立着的设备,这就叫蒸馏塔。高瘦者叫常压分馏塔(简称常压塔);矮胖者叫减压分馏塔(简称减压塔)。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蒸馏过程。
    在通常情况下,石油被加热到摄氏350度送入常压塔,其中沸点较低的烃,即被汽化上升,经过一层一层的塔盘直达塔顶。由于塔体的温度由下而上是逐渐降低的,所以,当石油蒸汽自下而上经过塔盘时,不同的烃就按各自沸点的高低分别在不同温度的塔盘里凝结成液体。这样,就使得石油"大家庭"中的烃成员实现了第一次"分家"。人们即在其中获得了不同的产品。留在塔底的是没有被汽化、沸点在摄氏300度以上的重油。 对于常压塔底的重油,因为它们都是一些沸点很高的烃类,如果在常玉下进一步提高温度,也可以把它们分解开来,但不能变成蒸气蒸发出来。大家都知道,在高山上可以降低水的沸点。也就是说,大气压力愈低,水的沸点就愈低。同样的道理,人们就没法降低加热炉和分馏塔里的压力,使重油的沸点降低,进二步给重油中烃"成员"分家。进而就获得了润滑油产物。由于这部分产物蜡较高,所以又叫蜡油。

    从蒸馏过程得到的产物,通常称做直馏产品,这是人们促使石油"大家庭"在第一次"分家"中所获得的第一代产品。这些产品的数量有限。从我国的石油组分来说,一般可获得25~40%的直馏轻质油品和20%~30%的蜡油。也就是说炼制一百吨石油,只能拿到二十五到四十吨的轻质油品和二、三十吨的蜡油。蒸馏剩下的渣油,虽然可供锅炉、电站等当燃料;但显然没有合理充分地利用宝贵的石油资源。
    石油"大家庭"的变更
    为了从石油中获取更多的轻质油;也为了提高油品质量、增加产品的品种,人们就想了许多改造原有烃的办法,使石油“大家庭”的烃,按人们对产品产量、质量、品种的要求,改变其原来“面貌”,变成新的烃或做重新的组合。也就是说,通过实行新办
法之后,可从石油"大家庭"中获得第二代石油产品。那末,现在有哪些办法呢?
第一个办法是裂化,裂化,顾名思义地可以理解为分裂石油中的长链烃(重油主要成分),使它成为短链烃(轻油主要成分);就象把一条很长的链子剪断,变成几段较短的链子一样。采用这种办法,会使石油“大家庭”增加许多低分子烃的新成员,这不仅可增加轻质油产量,而且是当今石油化工业制取烯烃的重要途径,例如,辛烷裂化断链就可得到乙烯和己烷。

    对炼油厂来说,裂化有三种不同的类型:
    一是热裂化。就是完全依靠加热进行裂化。热裂化的设备比较简单,成本比较低,裂化用的主要原料是减压塔生产中得到的含蜡油。通过热裂化,又可取得汽油、煤油、柴油等轻质油。但是,热裂化所得到的产品,其质量不够好。
    二是催化裂化。就是在裂化时不仅加热而且加入催化剂。由于催化剂就像人们蒸制馒头时加入酵母一样,能大大加快反应速度,所以,催化裂化比热裂化获得的轻质油多(汽油产率可达60%左右),而且产品的质量也比较好。
    三是加氢催化。就是在加入氢气的情况下进行催化裂化。这种方法的优点是使所得到的轻质油收率更高,质量更好,而且原料没有严格的要求,原油以至渣油都可以用;缺点是设备要用特种钢来制造,投资大。
    第二个办法是改变石油"大家庭"中三大"家"族(烷烃、环烷烃、芳烃)在产品中的组合情况;以提高产品质量。如:在石油第一次"分家"中获得的直馏汽油含直链烷烃多,性能不能满足开飞机、汽车的要求, 人们就采用"重整"的办法来解决。重整,就是重新整顿的意思。也就是将直链烃类重新整顿成为带侧链的烃类或环状的烃类。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、甲苯及二甲苯等重要化工原料。
    第三个办法是清除第一次"分家"所得产物中的有害东西,以便提高产品质量。这在炼厂就叫精制。如:直馏汽油、柴油等油品,由于含有硫化物,会产生腐蚀性,必须经过精制才能使用,另外,从减压塔得到的各种润滑油,也只是半成品,同样必须通过精制才能成为合格产品。
    第四个办法是通过对石油"大家庭"中的烃,采取有"分"、有"合"的措施,从而获取大量而重要的化工原料和产品。当采用热裂化和催化裂化办法,将长链烃剪短,"分"得的是大量短链烯烃后,再使这些烯烃在一定的条件下相互连接起来,像一个个铁环形成一条锁链一样。这在化学上叫聚合反应。例如,异丁烯,本来是一种无色气体,它有4个碳原子和8个氢原子。但是经过聚合反应,成千上万的异丁烯分子就会"手拉手"地聚合成一个含有6000~8000个碳原子和1200-16000个氢原子的聚合物,人们叫它做聚异丁烯。这样的化合物,也叫作高分子有机化合物。这时,它和原来的异丁烯的性质便完全不同了,再也不是气体,而是一种橡胶状的东西了。
    在石油加工炼制中,人们就是通过对石油"大家庭"的第一次分家和以后对石油"大家庭"的变更等办法,来使石油真正发挥出"宝库"的作用的。

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