石油炼制工艺

石油炼制工艺

李磊

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摘要：石油是"工业的心脏"是当今世界的主要能源和化工原材料。与国家的工业发展水平和国家的产业结构状况有着密切关系。不仅如此，石油产品出现在我们日常生活的各个角落,比如日常出行所使用的汽车的燃料，比如我们身上所穿的衣服，比如汽车行使的高速公路，这些都涉及到石油产品。然而石油是一次能源,开采使用完后就不能在较短时间内生产出来。

关键词:石油资源,炼制工艺,当前行业现状,未来发展趋势

1、石油炼制工艺的意义

石油开采出来要通过一系列的加工炼制,才能直接被使用，所以石油的炼制工艺就显得极其重要。在人类生活中的方方面面都存在石油产品,在世界上大约有一半以上的能源需求依靠石油产品。出行所使用的交通工具的燃料都是石油产品,用于生产的有机化工原料大部分也都是石油产品。

2、当前石油化工生产技术发展现状

2.1原油加工方法

在传统工艺过程中,开采出来的原油,就必须在炼油厂里进行精炼加工过程,,才能提取出乙烯、丙烯等化学品。而该工艺过程生产时间长,效率低,能耗高,污染大,而且原油中只有少量,可以作为化工生产的原料,所以在此基础上,研发了全新的加工方法,叫原油蒸汽裂解,原油蒸汽裂解的新工艺与传统工艺相比较,其优势在于原油蒸汽裂解技术可以不需要原油精炼加工的过程,直接得到乙烯、丙烯等化学品,就意味着在石油炼制工艺过程中可以不需要炼油厂,这样可以大大地减少生产成本,并且高效完成乙烯、丙烯这类化工品的生成。该新技术的高效性体现在传统的炼油加工过程中,原工艺中原油只有30%能被有效利用,而原油蒸汽裂解工艺可以实现90%的有效利用率。

2.2石油的常减压蒸馏

石油是一种混合物,想要分离出有用组分，就要经过常减压蒸馏过程，该过程是物理变化并没有涉及化学变化。常减压蒸馏是依据石油各组分的沸点的不同,从而到达各组分的分离。在不同的温度下，气相组分和液相组分的含量不同，这样大气压下通过常减压蒸馏就可以有效分离出沸点比较低的馏分。在负压下进行减压蒸馏,是为了避免烃类物质的裂解或焦化。在工厂里常用的常减压蒸馏设备主要有蒸馏塔、加热炉、换热器、油泵、抽真空设备。常减压蒸馏的优点是在低温下蒸馏出产品,可以有效防止产品分解和节省能源的消耗,成本则可以大大的降低。

在常减压蒸馏工艺中,为了更好的提高热效率,常常采用节能降耗常见的有两种技术方法。一种是减少原油利用,另外一种尽量提高原油的换热温度。对于第一种其改进的方法是,改进加热炉的结构或者也可以借助其他设备,用来减少原油的消耗;针对第二种方法的改进措施为,加大成本尽可能的采用先进设备，用来提高原油的温度,解决换热温度低的问题。应合理的调节原油的粘度,这样可以很好地降低油水界面的张力,从而加大热运动,使水滴迅速聚集在一起。但是脱盐的温度太高也会损坏电极板,所以要把握好温度的控制。其次,要确保装置与仪表是否安全正常的工作,才有能大大地提高电脱盐的运行效率。

2.3催化裂化

常减压蒸馏一般生产出来的油只是汽油,煤油和柴油这些轻组分的油产品,但是这些轻质油品一般仅仅占到石油的10%-40%,这个量远远低于石油的转化率,所以对于剩下的重质馏分油和一些残渣油的处理,是为了使石油的利用率达到最大。通常还会采用催化裂化、催化重整、烷基化与异构化等二次加工方法处理减压渣油,用来提高石油的利用率。二次加工就需要经过不同的工艺,也就是催化裂化。催化裂化就是把常减压消化不了的重质油品和一些渣油用催化裂化的方法来处理掉,得到更多的轻质油品。催化裂化常用的装置可分为床层裂化反应装置和提升管裂化反应装置。石油催化裂化工艺的优点是在一定程度上提高石油的利用率,缺点是反应条件比较苛刻。

2.4催化重整

一般来说,催化重整就是指在催化剂作用下,对汽油馏分中的烃分子结构进行重新排列,然后形成新的分子结构的过程就叫做催化重整。重整后的汽油可以用作汽油的调合组分,重整汽油也可以通过芳烃抽提,从而获得苯、甲苯和二甲苯和副产品氢气。得到的氢气可以作为加氢催化装置中的重要原料。催化重整的优点在于可以使石油的利用率达到最大,其也存在缺点,催化重整的加热炉的热利用率比较低,大大加大了企业的成本和降低了工作效率。近些年有将石油催化重整的用废热回收装置,尽可能将石油的利用率最大化。

3、石油炼制的现状分析

由于新冠肺炎疫情的影响和国外的政治动荡,世界的不确定性因素太高,导致石油价格越来越高,石油短缺问题越来越严重，石油作为不再生资源,开采使用完后，在短时间内不会生产出来,所以必须将石油最大利用化。我国作为人口大国,石油的需求量可想而知,根据调查数据表明，但是石油炼制问题也随之而来，在传统的炼制工艺中其缺点明显，比如污染严重、成本高、产品产量低、石油的利用率不高，随之带来了环境污染，资金投入高，原料的浪费的结果，要想解决这一问题，炼制厂必须进行节能减排和绿色能源的改革。新冠疫情的影响也导致许多石油炼制工厂的开工率明显下降，造成石油行业的工人短缺

,特别基础操作岗位和初级工程师的人员短缺,也成为需要解决的问题。要想合理解决这一问题，工厂必须尽快地进行数字化转型，使用自动的仪器，解放劳动力，减少人员的使用，采用数字化的控制。所以在传统的石油炼制方法上仍然存在不足,需要改进的地方还有很多。因此,石油炼制行业将面临着巨大的挑战和未知的冒险。

4、石油的炼制技术的展望

为了面对越来越严格的石油质量标准和不断变化的石油产品结构这一趋势,如何提高石油化工产品的价值、如何提高劣质油的利用率和减少能源消耗、如何提高数字化水平等问题已成为石油炼制行业迫切需要解决的事情。从长远的角度思考,石油炼制行业朝着两大趋势靠近,趋势一:石油炼制行业必须向低碳化转变,减少石油炼制中原料原油的使用,向清洁能源的转变。所以必须把原油的加工和占比速度降低,尽管在能源需求中,石油和可再生能源还是占大头。但根据专家的预测,在未来几年,石油在一次能源需求中的占比将大大减少,可再生能源的占比将有升高的趋势。趋势二:在石油炼制工艺过程中更加注重节能减耗和使用绿色能源,节能就是在炼油工艺中有效的控制能源的消耗,这也是炼油行业向低碳转型的关键步骤,和减少二氧化碳排放量最有效的方法。在未来石油炼制工艺将不断的改进,向着更加清洁、高效、低碳的方向发展。

5、对于石油炼制工艺的看法

随着人们环保意识的提高,石油炼制行业将逐渐改变生产工艺,新时期石油炼制行业将迎来巨大的挑战,特别是对于传统的炼制工艺而言。大力发展其他新型能源，例如风能、电能、水能、光能、核能、可再生能源和非化石能源，这些新型能源也将成为主要能源,从而实现传统能源向绿色环保能源的转型,同时国家也会加大对非化石能源的投资,促进非化石能源的发展。在未来凭着国人的努力,一定会在传统石油炼制的改进方面和非化石能源发展方面,取得跨时代的进步,绿色,环保、高效、低碳、经济的新型能源将会成为新时代化工业的黑马和新的希望。

参考文献

1、赵旭.2020年石油炼制技术进展与趋势[J].世界石油工业，2020，（6）

2、王国坤.常减压节能技术应用[J].技术研究，2020，（1）

3、李成.常减压装置生产运行的主要问题及对策[J].当代化工研究，2019，(65)

4、闫鸿飞,孙世源,孟凡东等.催化裂化方法及催化裂化装置[P].