汽油生产原理_汽油的工艺流程

1.炼油工业的典型石油炼制过程及功能

2.燃料油生产工艺是什么？

3.从原油到化学品七大炼化工艺全解

是的 汽油、柴油这些都是用石油（实际是原油）炼出来的，其主要原理 石油是由分子大小和化学结构不同的烃类和非烃类组成的复杂混合物，通过本章所讲述的预处理和原油蒸馏方法，可以根据其组分沸点的差异，从原油中提炼出直馏汽油、煤油、轻重柴油及各种润滑油馏分等，这就是原油的一次加工过程。然后将这些半成品中的一部分或大部分作为原料，进行原油二次加工，如以后章节要介绍的催化裂化、催化重整、加氢裂化等向后延伸的炼制过程，可提高石油产品的质量和轻质油收率。

一、原油的预处理

二 基本原理

原油中的盐大部分溶于所含水中，故脱盐脱水是同时进行的。为了脱除悬浮在原油中的盐粒，在原油中注入一定量的新鲜水(注入量一般为5%)，充分混合，然后在破乳剂和高压电场的作用下，使微小水滴逐步聚集成较大水滴，借重力从油中沉降分离，达到脱盐脱水的目的，这通常称为电化学脱盐脱水过程。

原油乳化液通过高压电场时，在分散相水滴上形成感应电荷，带有正、负电荷的水滴在作定向位移时，相互碰撞而合成大水滴，加速沉降。水滴直径愈大，原油和水的相对密度差愈大，温度愈高，原油粘度愈小，沉降速度愈快。在这些因素中，水滴直径和油水相对密度差是关键，当水滴直径小到使其下降速度小于原油上升速度时，水滴就不能下沉，而随油上浮，达不到沉降分离的目的。

三 工艺过程

我国各炼厂大都用两级脱盐脱水流程。原油自油罐抽出后，先与淡水、破乳剂按比例混合，经加热到规定温度，送入一级脱盐罐，一级电脱盐的脱盐率在90%～95%之间，在进入二级脱盐之前，仍需注入淡水，一级注水是为了溶解悬浮的盐粒，二级注水是为了增大原油中的水量，以增大水滴的偶极聚结力。

二、原油的蒸馏

一 原油蒸馏的基本原理及特点

1、蒸馏与精馏 蒸馏是液体混合物加热，其中轻组分汽化，将其导出进行冷凝，使其轻重组分得到分离。蒸馏依据原理是混合物中各组分沸点(挥发度)的不同。

蒸馏有多种形式，可归纳为闪蒸(平衡汽化或一次汽化)，简单蒸馏(渐次汽化)和精馏三种。其中简单蒸馏常用于实验室或小型装置上，它属于间歇式蒸馏过程，分离程度不高。

闪蒸过程是将液体混合物进料加热至部分汽化，经过减压阀，在一个容器(闪蒸罐、蒸发塔)的空间内，于一定温度压力下，使汽液两相迅速分离，得到相应的汽相和液相产物。精馏是分离液体混合物的很有效的手段，它是在精馏塔内进行的。

2、原油常压蒸馏特点 原油的常压蒸馏就是原油在常压(或稍高于常压)下进行的蒸馏，所用的蒸馏设备叫做原油常压精馏塔，它具有以下工艺特点：

（1）常压塔是一个复合塔 原油通过常压蒸馏要切割成汽油、煤油、轻柴油、重柴油和重油等四、五种产品馏分。按照一般的多元精馏办法，需要有n-1个精馏塔才能把原料分割成n个馏分。而原油常压精馏塔却是在塔的侧部开若于侧线以得到如上所述的多个产品馏分，就像n个塔叠在一起一样，故称为复合塔。

（2）常压塔的原料和产品都是组成复杂的混合物 原油经过常压蒸馏可得到沸点范围不同的馏分，如汽油、煤油、柴油等轻质馏分油和常压重油，这些产品仍然是复杂的混合物(其质量是靠一些质量标准来控制的。如汽油馏程的干点不能高于205℃)。35℃~150℃是石脑油（naphtha）或重整原料，130℃~250℃是煤油馏分，250℃~300℃是柴油馏分，300℃~350℃是重柴油馏分，可作催化裂化原料。>350℃是常压重油。

（3）汽提段和汽提塔 对石油精馏塔，提馏段的底部常常不设再沸器，因为塔底温度较高，一般在350℃左右，在这样的高温下，很难找到合适的再沸器热源，因此，通常向底部吹入少量过热水蒸汽，以降低塔内的油汽分压，使混入塔底重油中的轻组分汽化，这种方法称为汽提。汽提所用的水蒸汽通常是400℃~450℃，约为3MPA的过热水蒸汽。

在复合塔内，汽油、煤油、柴油等产品之间只有精馏段而没有提馏段，这样侧线产品中会含有相当数量的轻馏分，这样不仅影响本侧线产品的质量，而且降低了较轻馏分的收率。所以通常在常压塔的旁边设置若干个侧线汽提塔，这些汽提塔重叠起来，但相互之间是隔开的，侧线产品从常压塔中部抽出，送入汽提塔上部，从该塔入水蒸汽进行汽提，汽提出的低沸点组分同水蒸汽一道从汽提塔顶部引出返回主塔，侧线产品由汽提塔底部抽出送出装置。

（4）常压塔常设置中段循环回流 在原油精馏塔中，除了用塔顶回流时，通常还设置1~2个中段循环回流，即从精馏塔上部的精馏段引出部分液相热油，经与其它冷流换热或冷却后再返回塔中，返回口比抽出口通常高2~3层塔板。

中段循环回流的作用是，在保证产品分离效果的前提下，取走精馏塔中多余的热量，这些热量因温位较高，因而是价很高的可利用热源。用中段循环回流的好处是，在相同的处理量下可缩小塔径，或者在相同的塔径下可提高塔的处理能力。

3、减压蒸馏及其特点 原油在常压蒸馏的条件下，只能够得到各种轻质馏分。常压塔底产物即常压重油，是原油中比较重的部分，沸点一般高于350℃，而各种高沸点馏分，如裂化原料和润滑油馏分等都存在其中。要想从重油中分出这些馏分，就需要把温度提到350℃以上，而在这一高温下，原油中的稳定组分和一部分烃类就会发生分解，降低了产品质量和收率。为此，将常压重油在减压条件下蒸馏，蒸馏温度一般限制在420℃以下。降低压力使油品的沸点相应下降，上述高沸点馏分就会在较低的温度下汽化，从而避免了高沸点馏分的分解。减压塔是在压力低于100kPa的负压下进行蒸馏操作。

减压塔的抽真空设备常用的是蒸汽喷射器或机械真空泵。蒸汽喷射器的结构简单，使用可靠而无需动力机械，水蒸汽来源充足、安全，因此，得到广泛应用。而机械真空泵只在一些干式减压蒸馏塔和小炼油厂的减压塔中用。

与一般的精馏塔和原油常压精馏塔相比，减压精馏塔有如下几个特点：

⑴ 根据生产任务不同，减压精馏塔分燃料型与润滑油型两种。润滑油型减压塔以生产润滑油料为主，这些馏分经过进一步加工，制取各种润滑油。燃料型减压塔主要生产二次加工的原料，如催化裂化或加氢裂化原料。

⑵ 减压精馏塔的塔板数少，压降小，真空度高，塔径大。为了尽量提高拔出深度而又避免分解，要求减压塔在经济合理的条件下尽可能提高汽化段的真空度。因此，一方面要在塔顶配备强有力的抽真空设备，同时要减小塔板的压力降。减压塔内应用压降较小的塔板，常用的有舌型塔板、网孔塔板等。减压馏分之间的分馏精确度要求一般比常压蒸馏的要求低，因此通常在减压塔的两个侧线馏分之间只设3~5块精馏塔板。在减压下，塔内的油汽、水蒸汽、不凝气的体积变大，减压塔径变大。

⑶ 缩短渣油在减压塔内的停留时间 塔底减压渣油是最重的物料，如果在高温下停留时间过长，则其分解、缩合等反应会进行得比较显著，导致不凝气增加，使塔的真空度下降，塔底部分结焦，影响塔的正常操作。因此，减压塔底部的直径常常缩小以缩短渣油在塔内的停留时间。另外，减压塔顶不出产品，减压塔的上部汽相负荷小，通常也用缩径的办法，使减压塔成为一个中间粗、两头细的精馏塔。

催化裂化过程具有以下几个特点：

⑴ 轻质油收率高，可达70%~80%；

⑵ 催化裂化汽油的辛烷值高，马达法辛烷值可达78，汽油的安定性也较好；

⑶ 催化裂化柴油十六烷值较低，常与直馏柴油调合使用或经加氢精制提高十六烷值，以满足规格要求；

⑷ 催化裂化气体，C3和C4气体占80%，其中C3丙烯又占70%，C4中各种丁烯可占55%，是优良的石油化工原料和生产高辛烷值组分的原料。

根据所用原料，催化剂和操作条件的不同，催化裂化各产品的产率和组成略有不同，大体上，气体产率为10%~20% ，汽油产率为30%~50%，柴油产率不超过40%，焦炭产率5%~7%左右。由以上产品产率和产品质量情况可以看出，催化裂化过程的主要目的是生产汽油。我国的公共交通运输事业和发展农业都需要大量柴油，所以催化裂化的发展都在大量生产汽油的同时，能提高柴油的产率，这是我国催化裂化技术的特点。

催化裂化的化学原理

一 催化裂化催化剂

1936年工业上首先使用经酸处理的蒙脱石催化剂。因为这种催化剂在高温热稳定性不高，再生性能不好，后来被合成的无定形硅酸铝所取代。六十年代又出现了含沸石的催化剂。可用作裂化催化剂的所有沸石中，只有Y型沸石具有工业意义。在许多情况下，将稀土元素引入Y型沸石中。Y型沸石在硅酸铝基体中的加入量可达15%。用沸石催化剂后汽油的选择性大大提高，汽油的辛烷值也较高，同时气体和焦炭产率降低。工业上应用所谓超稳Y型沸石分子筛，它在高达1200K时晶体结构能保持不变。

催化裂化实质上是正碳离子的化学。正碳离子经过氢负离子转移步骤生成

由于高温，正碳离子可分解为较小的正碳离子和一个烯烃分子。

生成的烯烃比初始的烷烃原料易于变为正碳离子，裂化速度也较快。

由于C-C键断裂一般发生在正碳离子的β位置，所以催化裂化可生成大量的C3~C4烃类气体，只有少量的甲烷和乙烷生成。新正碳离子或裂化，或夺得一个氢负离子而生成烷烃分子，或发生异构化、芳构化等反应。

现在选用的沸石分子筛具有自己特定的孔径大小，常常对原料和产物都表现了不同的选择特性。如在HZSM-5沸石分子筛上烷烃和支链烷烃的裂化速度依下列次序递降：正构烷烃 >一甲基烷烃 > 二甲基烷烃沸石分子筛这种对原料分子大小表现的选择性，和对产物分布的影响称为它们的择形性。ZSM-5用作脱蜡过程的催化剂，就是利用了沸石的择形催化裂化功能。

二 催化裂化的化学原理

催化裂化条件下各族烃类的主要反应：

1、烷烃裂化为较小分子的烯烃和烷烃，如：C16H34 C8H16 + C8H18

2、烯烃裂化为较小分子的烯烃。

3、异构化反应 正构烷烃 异构烷烃 烯烃 异构烯烃

4、氢转移反应 环烷烃+ 烯烃 芳烃+烷烃

5、芳构化反应

6、环烷烃裂化为烯烃

7、烷基芳烃脱烷基反应 烷基芳烃 芳烃+ 烯烃

8、缩合反应 单环芳烃可缩合成稠环芳烃，最后缩合成焦炭，并放出氢气，使烯烃饱和。

由以上反应可见，在烃类的催化裂化反应过程中，裂化反应的进行，使大分子分解为小分子的烃类，这是催化裂化工艺成为重质油轻质化重要手段的根本依据。而氢转移反应使催化汽油饱和度提高，安定性好。异构化、芳构化反应是催化汽油辛烷值提高的重要原因。

催化裂化得到的石油馏分仍然是许多种烃类组成的复杂混合物。催化裂化并不是各族烃类单独反应的综合结果，在反应条件下，任何一种烃类的反应都将受到同时存在的其它烃类的影响，并且还需要考虑催化剂存在对过程的影响。

石油馏分的催化裂化反应是属于气-固非均相催化反应。反应物首先是从油气流扩散到催化剂孔隙内，并且被吸附在催化剂的表面上，在催化剂的作用下进行反应，生成的产物再从催化剂表面上脱附，然后扩散到油气流中，导出反应器。因此烃类进行催化裂化反应的先决条件是在催化剂表面上的吸附。实验证明，碳原子相同的各种烃类，吸附能力的大小顺序是： 稠环芳烃 > 稠环、多环环烷烃 > 烯烃 > 烷基芳烃 > 单环环烷烃 > 烷烃

而按烃类的化学反应速度顺序排列，大致情况如下：烯烃 > 大分子单烷侧链的单环芳烃 > 异构烷烃和环烷烃 > 小分子单烷侧链的单环芳烃> 正构烷烃 > 稠环芳烃

综合上述两个排列顺序可知，石油馏分中芳烃虽然吸附性能强，但反应能力弱，吸附在催化剂表面上占据了大部分表面积，阻碍了其它烃类的吸附和反应，使整个石油馏分的反应速度变慢。烷烃虽然反应速度快，但吸附能力弱，对原料反应的总效应不利。而环烷烃既有一定的吸附能力又具适宜的反应速度。因此认为，富含环烷烃的石油馏分应是催化裂化的理想原料。但实际生产中，这类原料并不多见。

石油馏分催化裂化的另一特点就是该过程是一个复杂反应过程。反应可同时向几个方向进行，中间产物又可继续反应，这种反应属于平行-顺序反应。

平行-顺序反应的一个重要特点是反应深度对产品产率分配有重大影响。如图3-3所示，随着反应时间的增长，转化率提高，气体和焦炭产率一直增加。汽油产率开始时增加，经过一最高点后又下降。这是因为到一定反应深度后，汽油分解成气体的反应速度超过汽油的生成速度，即二次反应速度超过了一次反应速度。因此要根据原料的特点选择合适的转化率，这一转化率应选择在汽油产率最高点附近。

催化裂化装置的工艺流程

催化裂化技术的发展密切依赖于催化剂的发展。有了微球催化剂，才出现了流化床催化裂化装置；分子筛催化剂的出现，才发展了提升管催化裂化。选用适宜的催化剂对于催化裂化过程的产品产率、产品质量以及经济效益具有重大影响。

催化裂化装置通常由三大部分组成，即反应?再生系统、分馏系统和吸收稳定系统。其中反应––再生系统是全装置的核心，现以高低并列式提升管催化裂化为例，对几大系统分述如下：

一 反应––再生系统

新鲜原料(减压馏分油)经过一系列换热后与回炼油混合，进入加热炉预热到370℃左右，由原料油喷嘴以雾化状态喷入提升管反应器下部，油浆不经加热直接进入提升管，与来自再生器的高温(约650℃~700℃)催化剂接触并立即汽化，油气与雾化蒸汽及预提升蒸汽一起携带着催化剂以7米/秒~8米/秒的高线速通过提升管，经快速分离器分离后，大部分催化剂被分出落入沉降器下部，油气携带少量催化剂经两级旋风分离器分出夹带的催化剂后进入分馏系统。

积有焦炭的待生催化剂由沉降器进入其下面的汽提段，用过热蒸气进行汽提以脱除吸附在催化剂表面上的少量油气。待生催化剂经待生斜管、待生单动滑阀进入再生器，与来自再生器底部的空气(由主风机提供)接触形成流化床层，进行再生反应，同时放出大量燃烧热，以维持再生器足够高的床层温度(密相段温度约650℃~680℃)。再生器维持0.15MPa~0.25MPa (表)的顶部压力，床层线速约0.7米/秒~1.0米/秒。再生后的催化剂经淹流管，再生斜管及再生单动滑阀返回提升管反应器循环使用。

烧焦产生的再生烟气，经再生器稀相段进入旋风分离器，经两级旋风分离器分出携带的大部分催化剂，烟气经集气室和双动滑阀排入烟囱。再生烟气温度很高而且含有约5%~10% CO，为了利用其热量，不少装置设有CO锅炉，利用再生烟气产生水蒸汽。对于操作压力较高的装置，常设有烟气能量回收系统，利用再生烟气的热能和压力作功，驱动主风机以节约电能。

二 分馏系统

分馏系统的作用是将反应?再生系统的产物进行分离，得到部分产品和半成品。

由反应?再生系统来的高温油气进入催化分馏塔下部，经装有挡板的脱过热段脱热后进入分馏段，经分馏后得到富气、粗汽油、轻柴油、重柴油、回炼油和油浆。富气和粗汽油去吸收稳定系统；轻、重柴油经汽提、换热或冷却后出装置，回炼油返回反应––再生系统进行回炼。油浆的一部分送反应再生系统回炼，另一部分经换热后循环回分馏塔。为了取走分馏塔的过剩热量以使塔内气、液相负荷分布均匀，在塔的不同位置分别设有4个循环回流：顶循环回流，一中段回流、二中段回流和油浆循环回流。

催化裂化分馏塔底部的脱过热段装有约十块人字形挡板。由于进料是460℃以上的带有催化剂粉末的过热油气，因此必须先把油气冷却到饱和状态并洗下夹带的粉尘以便进行分馏和避免堵塞塔盘。因此由塔底抽出的油浆经冷却后返回人字形挡板的上方与由塔底上来的油气逆流接触，一方面使油气冷却至饱和状态，另一方面也洗下油气夹带的粉尘。

三 吸收––稳定系统：

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甚至C2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。

影响催化裂化反应深度的主要因素

一 几个基本概念

1、转化率 在催化裂化工艺中，往往要循环部分生成油、也称回炼油。在工业上用回炼操作是为了获得较高的轻质油产率。因此，转化率又有单程转化率和总转化率之别。

2、空速和反应时间 每小时进入反应器的原料量与反应器内催化剂藏量之比称为空速。

空速的单位为时-1，空速越高，表明催化剂与油接触时间越短，装置处理能力越大。

在考察催化裂化反应时，人们常用空速的倒数来相对地表示反应时间的长短。

3、剂油比 催化剂循环量与总进料量之比称为剂油比，用C/O表示：

在同一条件下，剂油比大，表明原料油能与更多的催化剂接触。

二 影响催化裂化反应深度的主要因素

影响催化裂化反应转化率的主要因素有：原料性质、反应温度、反应压力、反应时间。

1、原料油的性质 原料油性质主要是其化学组成。原料油组成中以环烷烃含量多的原料，裂化反应速度较快，气体、汽油产率比较高，焦炭产率比较低，选择性比较好。对富含芳烃的原料，则裂化反应进行缓慢，选择性较差。另外，原料油的残炭值和重金属含量高，会使焦炭和气体产率增加。

2、反应温度 反应温度对反应速度、产品分布和产品质量都有很大影响。在生产中温度是调节反应速度和转化率的主要因素，不同产品方案，选择不同的反应温度来实现，对多产柴油方案，用较低的反应温度(450℃～470℃)，在低转化率高回炼比下操作。对多产汽油方案，反应温度较高(500℃～530℃)； 用高转化率低回炼比。

3、反应压力 提高反应压力的实质就是提高油气反应物的浓度，或确切地说，油气的分压提高，有利于反应速度加快。提高反应压力有利于缩合反应，焦炭产率明显增高，气体中烯烃相对产率下降，汽油产率略有下降，但安定性提高。提升管催化裂化反应器压力控制在0.3MPa ～0.37MPa。

4、空速和反应时间 在提升管反应器中反应时间就是油气在提升管中的停留时间。 图3-5表示提升管催化裂化的反应时间与转化率的关系。由图可见，反应开始阶段，反应速度最快，1秒后转化率的增加逐渐趋于缓和。反应时间延长，会引起汽油的二次分解，同时因为分子筛催化剂具有较高的氢转移活性，而使丙烯、丁烯产率降低。提升管反应器内进料的反应时间要根据原料油的性质，产品的要求来定，一般约为1秒～4秒。

重油催化裂化

重油催化裂化（residue fluid catalytIC cracking，即RFCC）工艺的产品是市场极需的高辛烷值汽油馏分，轻柴油馏分和石油化学工业需要的气体原料。由于该工艺用了分子筛催化剂、提升管反应器和钝化剂等，使产品分布接近一般流化催化裂化工艺。但是重油原料中一般有30%～50%的廉价减压渣油，因此，重油流化催化裂化工艺的经济性明显优于一般流化催化工艺，是近年来得到迅速发展的重油加工技术。

一 重油催化裂化的原料

所谓重油是指常压渣油、减压渣油的脱沥青油以及减压渣油、加氢脱金属或脱硫渣油所组成的混合油。典型的重油是馏程大于350℃的常压渣油或加氢脱硫常压渣油。与减压馏分相比，重油催化裂化原料油存在如下特点：① 粘度大，沸点高；② 多环芳香性物质含量高；③ 重金属含量高；④ 含硫、氮化合物较多。因此，用重油为原料进行催化裂化时会出现焦炭产率高，催化剂重金属污染严重以及产物硫、氮含量较高等问题。

二 重油催化裂化的操作条件

为了尽量降低焦炭产率，重油催化裂化在操作条件上取如下措施：

1、改善原料油的雾化和汽化 由于渣油在催化裂化过程中呈气液相混合状态，当液相渣油与热催化剂接触时，被催化剂吸附并进入颗粒内部的微孔，进而裂化成焦炭，会使生焦量上升，催化活性下降。因此可见，为了减少催化剂上的生焦量，必须尽可能地减少液相部分的比例，所以要强化催化裂化前期过程中的雾化和蒸发过程，提高气化率，减少液固反应。

2、用较高的反应温度和较短的反应时间 当反应温度提高时，原料的裂化反应加快较多，而生焦反应则加快较少。与此同时，当温度提高时，会促使热裂化反应的加剧，从而使重油催化裂化气体中C1、C2增加，C3、C4减少。所以宜用较高反应温度和较短的反应时间。

三 重油催化裂化催化剂

重油催化裂化要求其催化剂具有较高的热稳定性和水热稳定性，并且有较强的抗重金属污染的能力。所以，目前主要用Y型沸石分子筛和超稳Y型沸石分子筛催化剂。

四 重油催化裂化工艺

1、重油催化裂化工艺与一般催化裂化工艺的异同点 两工艺既有相同的部分，亦有不同之处，完全是由于原料不同造成的。不同之处主要表现在，重油催化裂化在进料方式、再生系统型式、催化剂选用和SOX排放量的控制方面均不同于一般的催化裂化工艺；在取走过剩热量的设施，产品处理、污水处理和金属钝化等方面，则是一般催化裂化工艺所没有的。但在催化剂的流化，输送和回收方面，在两器压力平衡的计算方面，两者完全相同。在分馏系统的流程和设备方面，在反应机理、再生机理、热平衡的计算方法和反应—再生系统的设备上两者基本相同。

2、重油催化裂化工艺 重油催化裂化工艺主要由HOC（hey oil cracking）工艺、RCC(reduced crude oil conversion，常压渣油转化)工艺、Stone &Webster工艺和 ART(asphalt resid treating 沥青渣油处理)工艺等，其中最典型的工艺为Stone &Webster 流化催化裂化工艺。

从加热炉或换热器出来的原料经大量的蒸汽和喷嘴雾化后，进入输送管，与从再生器来的热再生催化剂混合，然后一道进入提升管反应器的催化剂床层进行反应，由此生成的气相产物经旋风分离器脱除其中的催化剂后进入分馏系统，分成干气（C1~C2）、液化气（C3~C4）、汽油、轻柴油（国外称轻瓦斯油）、重柴油（国外称重瓦斯油）和澄清油等。所生成的多碳粘稠产物附于催化剂上，随催化剂向下经汽提段，逐渐变成焦炭；附有焦炭的催化剂离开汽提段后，进入再生器再生。再生用两个互相独立的再生器进行两段再生。前一再生器控制在高的CO/CO2比下操作，焦炭中的绝大部分氢和一部分碳在此被烧掉，从而为后一再生器在无水存在的情况和高温下操作而不致使催化剂严重减活创造条件。后一再生器可在有利于完全再生的强化条件（温度达750℃）下操作。两个再生器的烟气分别通过各自的旋风分离器排出。该工艺是热平衡式的，所以，不需要象其他工艺那样有取热设施。用该工艺的工业装置在我国镇海炼油厂、武汉炼油厂、广州炼油厂、长岭炼油厂、南京炼油厂都已相继投产。

催化重整

催化重整是最重要的炼油过程之一。“重整”是指烃类分子重新排列成新的分子结构，而不改变分子大小的加工过程。重整过程是在催化剂存在之下进行的。用铂催化剂的重整过程称铂重整，用铂铼催化剂的称为铂铼重整，而用多金属催化剂的重整过程称为多金属重整。催化重整是石油加工过程中重要的二次加工方法，其目的是用以生产高辛烷值汽油或化工原料?––芳香烃，同时副产大量氢气可作为加氢工艺的氢气来源。下面介绍催化重整的工艺要求和工业装置。

一、催化重整(catalytic reformation )的化学反映

重整催化剂通常含有千分之几的贵金属铂，它或者单独的或者与其它金属（Re、Ir或Sn）共同担载在多孔的酸性氧化铝（一般引入氯元素）上。重整催化剂是一种双功能催化剂。金属催化烷烃脱氢为烯烃，环烷烃脱氢为芳香烃，催化异构烯烃的加氢，对于加氢异构化和异构化反应也有贡献。酸性载体催化烯烃的异构化，环化和裂化。在双金属重整过程中加入金属铼作为助催化剂，以减少氢解副反应和金属在高温含氢环境下聚集烧结。双功能之间的相互作用通过烯烃而显现出来，烯烃是反应网络中的关键中间物。

炼油工业的典型石油炼制过程及功能

炼油的生产工艺有很多种，主要有以下几类：

常压蒸馏

利用加热炉，分馏塔等设备将原油气化，烃（碳氢化合物的总称）类化合物在不同的温度下蒸发，然后将这些物质冷却为液体，生产出一系列的石油制品。其工艺流程为：原油换热→初馏→常压蒸馏。 [1]

减压蒸馏

利用降低压力从而降低沸点的原理，将常压重油在减压塔内分馏，从重油中分出柴油、润滑油、石蜡、沥青等产品。 [1]

催化裂化

催化裂化是在热裂化工艺上发展起来的，是提高原油加工深度，生产优质汽油、柴油最重要的工艺操作。原料主要是原油蒸馏或其他炼油装置的350~540℃馏分的重质油。

催化裂化工艺由三部分组成：原料油催化裂化、催化剂再生、产物分离。

催化裂化所得的产物经分馏后可得到气体、汽油、柴油和重质馏分油。部分重质油返回反应器继续加工称为回炼油。催化裂化操作条件的改变或原料波动，可使产品组成出现变化。 [1]

催化重整

催化重整

催化重整

催化重整（简称重整）是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高的重整汽油的过程。如果以80~180℃馏分为原料，产品为高辛烷值汽油；如果以60~165℃馏分为原料油，产品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳烃， 重整过程副产氢气，可作为炼油厂加氢操作的氢源。重整的反应条件是：反应温度为490~525℃，反应压力为1~2兆帕。重整的工艺过程可分为原料预处理和重整两部分。 [1]

加氢裂化

加氢裂化过程是在高压、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。加氢裂化由于有氢存在，原料转化的焦炭少，可除去有害的含硫、氮、氧的化合物，操作灵活，可按产品需求调整。产品收率较高，而且质量好。 [1]

延迟焦化

裂化

裂化

它是在较长反应时间下，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。延迟焦化用的原料主要是高沸点的渣油。延迟焦化的主要操作条件是：原料加热后温度约500℃， 焦炭塔在稍许正压下操作。改变原料和操作条件可以调整汽油、柴油、裂化原料油、焦炭的比例。 [1]

炼厂气加工

炼厂气

炼厂气

原油一次加工和二次加工的各生产装置都有气体产出，总称为炼厂气，就组成而言，主要有氢、甲烷、由2个碳原子组成的乙烷和乙烯、由3个碳原子组成的丙烷和丙烯、由4个碳原子组成的丁烷和丁烯等。它们的主要用途是作为生产汽油的原料和石油化工原料以及生产氢气和氨。发展炼油厂气加工的前提是要对炼厂气先分离后利用。炼厂气经分离作化工原料的比重增加，如分出较纯的乙烯可作乙苯； 分出较纯的丙烯可作聚丙烯等。 [1]

烷基化

烷基化过程的目的是由炼油气生产工业异辛烷，作为车用汽油（或航空汽油）的高辛烷值组成，以满足优质、无铅汽油的需要。 [1]

燃料油生产工艺是什么？

现代化的大型炼厂建有以下不同类型炼制装置；

工艺过程 目的和功能

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（1）常压蒸馏 常压下降石油分为轻质烃、汽油、煤油、柴油、常压重油等

（2）加压蒸馏 在减压下将常压重油分成减压馏分和减压渣油

(3) 石脑油等 对石脑油(煤油、柴油等）加氢脱硫、加氢处理脱氮等

（4）催化重整 将加氢后的石脑油转化为高辛烷值汽油

(5)催化裂化 将减压馏分油转化成气体、汽油、粗柴油等

(6)气分装置 将炼制过程产生的气态烃脱硫，分流程不用组分

(7)减粘装置 减压渣油轻度热裂化生成气体、汽油、粗柴油和粘度较小的重燃料油

(8)加氢裂化 将减压馏分油和重油转化成气体、汽油、煤油和粗柴油等

(9)焦化 将减压渣油经热加工成气体、汽油、粗柴油和焦炭

(10)溶剂脱沥青 减压渣油经溶剂抽提分离成脱沥青油和沥青

(11)烷基化 轻质烃生产烷基化汽油

（12）叠合 轻质烃叠合生产叠合汽油

（13）异构化 烷烃异构化生产汽油馏分

（14）芳烃装置 直馏汽油经重整生产芳烃

（15）润滑油装置 减压馏分油经溶剂抽提、脱蜡、加氢精制生产润滑油组分

（16）沥青氧化 减压渣油经空气氧化生产沥青

（17）硫磺回收 将吸收的硫化氢转化为硫磺

（18）制氢装置 将石油馏分转化成氢气

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从原油到化学品七大炼化工艺全解

原油经常减压蒸馏（一次加工）可得到约40%的轻质油品，其余是重质馏分和渣油。如果不经过二次加工，重质馏分和渣油只能作润滑油基础油原料和重质燃料油。目前国内原油中直馏轻质燃料油不能满足市场的需求，因此，如何将重质馏分甚至渣油经化学方法转化成轻质燃料是燃料生产的一个重要课题。此外，一次加工（直馏）汽油辛烷值低（一般在40～60），直接在汽车发动机中使用，会出现爆震现象，易损坏汽车发动机的零件，减少使用寿命，所以直馏汽油也需要二次加工，以提高其质量。

二次加工工艺很多，如催化裂化、催化重整、催化加氢、焦化、减黏裂化、烷基化等。本节只介绍目前炼油厂广泛用的催化裂化和催化重整工艺。

一、催化裂化

（一）催化裂化原理

所谓催化裂化，是指在裂解反应时用了催化剂的裂化工艺。催化裂化一般使用重质燃料油（如减压馏分油、焦化蜡油等）为原料。反应产物一般气体约10%～20%；汽油产率约30%～60%；柴油产率约20%～40%；焦炭产率约5%～7%。常压塔底重油和减压塔底渣油中含有较多的胶质、沥青质，在催化裂化时易生成焦炭，同时含有Fe、Ni等重金属，易使催化剂污染，降低其活性。若作裂化原料，必须解决重金属污染及焦炭生成较多的问题。

催化裂化时，原料油是在500℃左右及0.2～0.4MPa进行。在催化裂化条件下，烃类进行的反应不只是裂化一种反应，不但有大分子裂化成为小分子，而且也有小分子缩合成大分子的反应（甚至缩合成焦炭）。与此同时，还进行异构化、芳烃化、氢转移等反应。在这些反应中，裂化反应是最主要的反应。

（二）催化裂化的工业型式

催化裂化是原料油在催化剂的作用下进行的，一方面通过裂解等反应生成较小分子的产物——气体、汽油、柴油等；另一方面缩合成焦炭。这些焦炭沉积在催化剂表面使催化剂活性降低，因此必须烧去催化剂表面上积累的焦炭（积炭）来恢复催化剂的活性，这个用空气烧焦的过程称为催化剂的再生。一个催化裂化装置中，催化剂不断地进行反应和再生是催化裂化工艺的一个特点。

裂化反应是吸热反应，再生反应是放热反应。为了维持一定温度条件，必须解决周期性地进行反应和再生、供热和取热的问题，即在反应时向装置供热，再生时从装置内取走热量。解决反应和再生这一对矛盾的基本方式不同，工业催化裂化装置分为固定床、流化床、移动床和提升管四种型式，见图8-4。

图8-4　催化裂化的工业型式

1．固定床

固定床催化裂化装置是最早使用的催化裂化装置。预热后的原料进入反应器内反应，通常只经过几分钟到十几分钟，催化剂的活性就因表面积炭而下降。这时，停止进料，用水蒸气吹扫后，通入空气进行再生。因此，反应和再生是轮流间歇地在同一个反应器内进行。为了使生产连续化，可以将几个反应器组成一组，轮流地进行反应和再生。固定床催化裂化的设备结构复杂，消耗钢材多，生产连续性较差，因此，在工业生产中早已淘汰。

2．移动床

移动床与固定床不同，移动床的裂化反应和再生反应分别在反应器和再生器中进行。反应器靠催化剂循环供给热量，不设加热器；再生器内催化剂循环带走一部分热量，但再生反应器热量大，仍需要安装一些合金钢管，通过高压水来产生高压蒸汽，取走过剩热量。移动床由于设备结构复杂、钢材消耗多的问题，目前已淘汰。

3．流化床

流化床催化裂化与移动床类似，反应和再生分别在反应器和再生器进行，不同的是催化剂做成20～100μm的微球，使催化剂与油气或空气形成与沸腾的液体相似的流化状态。这种流化状态，使两器内温度分布均匀，催化剂循环量大，可携带的热量多，不必设置供热或取热设施，因此设备结构简单，操作方便；原料油气与催化剂充分接触，加速反应的进行，提高了设备的处理能力，适合于连续性生产。

4．提升管

20世纪60年代出现了一种分子筛催化剂，它的催化活性高，裂化反应在很短的时间内（几秒钟）反应完毕，必须迅速将反应物与催化剂分离，否则会引起二次反应，生成较多的气体和焦炭，降低轻质油收率，因此，流化床反应器不能充分发挥分子筛催化剂的长处，促使了流化床的改进，发展了提升管反应器。

提升管反应器是一根直立圆管（即提升管），原料油与催化剂从底部进入提升管反应器，以高速同时向上流动，经过几秒钟的反应后，由顶部离开反应器，然后反应产物与催化剂分离。提升管法大大减少了二次反应，提高了轻质油的收率。

（三）催化裂化工艺流程

图8-5是高低并列式提升管催化裂化装置的工艺流程。它由三部分组成：反应—再生系统、分馏系统和吸收—稳定系统。

1．反应—再生系统

新鲜原料油经换热后与回炼油进行混合，经加热炉加热到200～400℃后至提升管反应器下部的喷嘴。原料油用蒸汽雾化并喷入提升管内，与来自再生器的高温催化剂（约600～750℃）接触，油雾迅速汽化并进行反应，反应产物携带着催化剂上升，在反应器内呈流化状态。油气在反应器内停留时间很短（1～4s），减少了二次反应。反应产物油气夹带的催化剂经沉降器后，由于沉降器直径增大，使油气流速下降，其夹带的催化剂散落下来，油气再经旋风分离器分离出夹带的催化剂，离开反应器去分馏塔。

带有积炭的催化剂（待生催化剂）由沉降器落入汽提段。汽提段内装有几层人字形挡板，在其底部能通入过热水蒸气，将待生催化剂上的油气置换而返回上部，催化剂经汽提后由待生斜管进入再生器。

再生器的主要作用是用空气烧去催化剂上的积炭，即恢复其活性。空气由主风机供给。再生过程也是在流化状态进下行，再生后的催化剂（再生催化剂）经再生斜管送回反应器循环使用。

图8-5　催化裂化工艺流程图

再生产生的烟气经旋风分离器分离出夹带的催化剂后，进入烟气能量回收系统，充分利用烟气的热能和压力能做功。对于一些不完全再生的装置再生烟气中含有5%～10%的CO，有时设有CO锅炉，利用再生烟气来产生水蒸气以回收能量。

催化剂在反应和再生过程中会有损失或减少，需定期向反应器内补充或置换一定量的催化剂。为此，装置内至少应设2个催化剂储罐，供装卸催化剂使用。

2．分馏系统

由反应器来的反应油气进入分馏塔的底部，在分馏塔分馏为几个产品：塔顶为富气（裂解气）及粗汽油，侧线有轻柴油、重柴油和回炼油，塔底产品是油浆。轻柴油与重柴油分别经汽提后，再经换热冷却后出装置。回炼油进入回炼油罐后进入反应器中，再次裂化。塔底的油浆有催化剂粉末（＞2g/L），为了减少催化剂损失和提高轻质油收率，将部分油浆送回反应器再次裂化，部分冷却后用于分馏塔下部进行循环，将进入分馏塔过热油气（460℃以上）冷却到饱和状态，以避免催化剂粉末堵塞塔盘和便于分馏。裂化富气及粗汽油送往吸收—稳定系统。

典型的催化裂化分馏塔有4个循环回流取走塔内剩余热量：1个顶循环回流，2个中段循环回流，1个油浆循环回流。后3个回流取热比例大（80%），引起塔的下部负荷大，上部负荷小。因此分馏塔一般缩径。

3．吸收—稳定系统

从分馏塔顶油气分离器分离出的富气中带有汽油组分，而粗汽油中则溶解有气态烃。吸收—稳定系统的作用就是利用吸收和精馏的方法将富气分离为干气（C2以下组分）和液化气（C3、C4）以及将粗汽油中混入的少量气体分出，生产蒸气压合格的稳定汽油。

二、催化重整

催化重整是以汽油馏分（直馏汽油、焦化汽油等）为原料，在催化剂（过去是用铂，20世纪60年代后出现铂铼双金属或其他金属催化剂）作用下，对原料油的分子结构加以重新“调整”的工艺过程。催化重整可以生产高辛烷值的重整汽油，作为优质发动机燃料；还可生产芳烃（苯、甲苯、二甲苯），作为重要的化工原料；同时副产纯度很高的氢气（75%～95%），是炼油厂获得廉价氢气的重要来源。因此，催化重整与催化裂化工艺同样重要。

（一）催化重整的基本原理

在催化重整过程中，原料发生的化学反应主要有以下五种：六元环烷烃的脱氢反应、五元环烷烃的异构脱氢反应、烷烃的环化脱氢反应、异构化反应、加氢裂化反应。重整反应中有大量H2存在，当大分子烃裂解为小分子烯烃时，烯烃加氢变为饱和烃，使产物安定性好。重整也会在催化剂表面生成焦炭，但与催化裂化相比较，重整催化剂促进加氢反应，抑制生焦。一般铂催化剂使用一年再烧焦再生，而铂铼或多金属催化剂可用2～3年再烧焦再生。

（二）催化重整工艺流程

生产的产品不同时，用的工艺流程也不尽相同。当以生产高辛烷值汽油为主要目的时，催化重整工艺流程主要包括原料预处理和重整反应两大部分。而当以生产轻芳烃为主要目的时，则工艺流程中还应设有芳烃分离部分。这部分包括反应产物后加氢以使其中的烯烃饱和、芳烃溶剂抽提、混合芳烃精馏分离等几个单元过程。下面介绍以生产高辛烷值汽油为目的铂铼重整工艺原理流程，见图8-6。

图8-6　催化重整工艺原理流程图

（a）：1—预分馏塔；2—预加氢加热炉；3，4—预加氢反应器；5—脱水塔（b）：1，2，3，4—加热炉；5，6，7，8—重整反应器；9—高压分离器；10—稳定塔

1．原料预处理部分

原料预处理包括原料的预分馏、预脱砷、预加氢。其目的是得到馏分范围和杂质含量都合乎要求的重整原料。

（1）预分馏：直馏汽油馏分（≤180℃馏分）进入预分馏塔，从塔顶切除原料中低于80℃的馏分（≤C6，因这部分烃类易裂化成非汽油馏分而降低汽油产率），作汽油调和组分或化工原料。塔底得到80～180℃馏分可作重整原料。

（2）预加氢：预加氢的目的是除去原料中的砷、铅、铜、铁、氧、硫、氮等催化剂“毒物”，使其含量降至允许范围内，同时可以使烯烃饱和，减少催化剂上积炭。预加氢反应放出H2S、NH3、H2O等，以及砷、铅等金属化合物，砷、铅等吸附在加氢催化剂（钼酸镍或钼酸钴）上除去。预加氢反应物经冷却后进入高压分离器，分离出富氢气体后，液体油中溶有少量的H2S、NH3、H2O等需除去，因此将液体油送到脱水塔、脱硫器，经处理后，可作为重整反应部分的进料。

有些炼油厂在预加氢单元设置单独的预脱砷反应器，用吸附法或化学氧化法脱砷。

2．重整反应及分馏部分

经预处理的原料油与循环氢混合，经加热炉加热后进入重整反应器。重整反应是吸热反应，反应时温度要下降。为了维持反应器较高的反应温度（480～520℃），工业上重整反应器用了3～4个反应器串联，每个反应器前都设有加热炉，加热至每个反应器所需的温度。

在催化重整反应时，反应器应通入大量氢气进行循环，目的是抑制生焦反应，保护催化剂；同时起到热载体作用，减少反应床层温降，提高反应器内的平均温度；此外，可稀释原料使原料分布更均匀。

由最后一个反应器出来的反应产物经换热、冷却后进入高压分离器，分出气体（含氢85%～95%），经循环氢压缩机升压后大部分作重整反应器的循环氢使用，少部分去预处理部分，分离出的重整生成油进入稳定塔。稳定塔是一个分馏塔，塔顶分出液态烃，塔底为蒸气压满足要求的稳定汽油。

从原油经减压、催化裂化等加工过程得到的轻质燃料中，仍含少量杂质（如含硫、氧、氮等化合物），这些杂质对油品的使用性能有很大影响，会使油品色泽加深、气味加浓，使油品具有腐蚀性，燃烧后放出气体，易于变质等，因此，必须将这些杂质除去。因而可通过燃料产品精制过程将半成品加工成商品，满足产品的规格要求。有时，单靠精制仍满足不了产品的某些性能要求，这时可向燃料中加入油品添加剂（如抗爆剂、抗氧化剂、降凝剂等）来改善燃料的质量。油品的调和无一定的规范，由各炼厂实际情况确定。比如，车用汽油的调和，主要组分用直馏汽油、二次加工所产的汽油，另外加入抗爆剂、抗氧化剂、金属钝化剂等。

从原油到石油的基本途径一般为：

①将原油先按不同产品的沸点要求，分割成不同的直馏馏分油，然后按照产品的质量标准要求，除去这些馏分油中的非理想组分；

②通过化学反应转化，生成所需要的组分，进而得到一系列合格的石油产品。

石油炼化常用的工艺流程为常减压蒸馏、催化裂化、延迟焦化、加氢裂化、溶剂脱沥青、加氢精制、催化重整。

一、常减压蒸馏

1.原料：原油等。

2.产品：石脑油、粗柴油（瓦斯油）、渣油、沥青、减一线。

3.基本概念

常减压蒸馏是常压蒸馏和减压蒸馏的合称，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），这些油有的经调合、加添加剂后以产品形式出厂，相当大的部分是后续加工装置的原料。

常减压蒸馏是炼油厂石油加工的第一道工序，称为原油的一次加工，包括三个工序：a.原油的脱盐、脱水；b.常压蒸馏；c.减压蒸馏。

4.生产工艺

原油一般是带有盐份和水，能导致设备的腐蚀，因此原油在进入常减压之前首先进行脱盐脱水预处理，通常是加入破乳剂和水。

原油经过流量计、换热部分、沏馏塔形成两部分，一部分形成塔顶油，经过冷却器、流量计，最后进入罐区，这一部分是化工轻油（即所谓的石脑油）；一部分形成塔底油，再经过换热部分，进入常压炉、常压塔，形成三部分，一部分柴油，一部分蜡油，一部分塔底油；剩余的塔底油在经过减压炉，减压塔，进一步加工，生成减一线、蜡油、渣油和沥青。

各自的收率：石脑油（轻汽油或化工轻油）占1%左右，柴油占20%左右，蜡油占30%左右，渣油和沥青约占42%左右，减一线约占5%左右。

常减压工序是不生产汽油产品的，其中蜡油和渣油进入催化裂化环节，生产汽油、柴油、煤油等成品油；石脑油直接出售由其他小企业生产溶剂油或者进入下一步的深加工，一般是催化重整生产溶剂油或提取萃类化合物；减一线可以直接进行调剂润滑油。

二、_催化裂化

一般原油经过常减压蒸馏后可得到的汽油，煤油及柴油等轻质油品仅有10～40％，其余的是重质馏分油和残渣油。如果想得到更多轻质油品，就必须对重质馏分和残渣油进行二次加工。催化裂化是最常用的生产汽油、柴油生产工序，汽油柴油主要是通过该工艺生产出来。这也是一般石油炼化企业最重要的生产的环节。

1.原料

渣油和蜡油70%左右，催化裂化一般是以减压馏分油和焦化蜡油为原料，但是随着原油日益加重以及对轻质油越来越高的需求，大部分石炼化企业开始在原料中搀加减压渣油，甚至直接以常压渣油作为原料进行炼制。

2.产品

汽油、柴油、油浆（重质馏分油）、液体丙烯、液化气；各自占比汽油占42%，柴油占21.5%,丙烯占5.8%,液化气占8%,油浆占12%。

3.基本概念

催化裂化是在有催化剂存在的条件下，将重质油（例如渣油）加工成轻质油（汽油、煤油、柴油）的主要工艺，是炼油过程主要的二次加工手段。属于化学加工过程。

4.生产工艺

常渣和腊油经过原料油缓冲罐进入提升管、沉降器、再生器形成油气，进入分馏塔。

一部分油气进入粗汽油塔、吸收塔、空压机进入凝缩油罐，经过再吸收塔、稳定塔、最后进行汽油精制，生产出汽油。

一部分油气经过分馏塔进入柴油汽提塔，然后进行柴油精制，生产出柴油。一部分油气经过分馏塔进入油浆循环，最后生产出油浆。

一部分油气经分馏塔进入液态烃缓冲罐，经过脱硫吸附罐、砂滤塔、水洗罐、脱硫醇抽提塔、预碱洗罐、胺液回收器、脱硫抽提塔、缓冲塔，最后进入液态烃罐，形成液化气。

一部分油气经过液态烃缓冲罐进入脱丙烷塔、回流塔、脱乙烷塔、精丙稀塔、回流罐，最后进入丙稀区球罐，形成液体丙稀。液体丙稀再经过聚丙稀车间的进一步加工生产出聚丙稀。

三、_延迟焦化_

焦炭化(简称焦化)是深度热裂化过程，也是处理渣油的手段之一。它又是唯一能生产石油焦的工艺过程，是任何其他过程所无法代替的。尤其是某些行业对优质石油焦的特殊需求，致使焦化过程在炼油工业中一直占据着重要地位。

1.原料

延迟焦化与催化裂化类似的脱碳工艺以改变石油的碳氢比，延迟焦化的原料可以是重油、渣油甚至是沥青，对原料的品质要求比较低。渣油主要的转化工艺是延迟焦化和加氢裂化。

2.产品

主要产品是蜡油、柴油、焦碳、粗汽油和部分气体，各自比重分别是：蜡油占23-33%，柴油22-29%，焦碳15-25%，粗汽油8-16%，气体7-10%，外甩油1-3%。

3.基本概念

焦化是以贫氢重质残油(如减压渣油、裂化渣油以及沥青等)为原料，在高温(400～500℃)下进行深度热裂化反应。通过裂解反应，使渣油的一部分转化为气体烃和轻质油品；由于缩合反应，使渣油的另一部分转化为焦炭。一方面由于原料重，含相当数量的芳烃，另一方面焦化的反应条件更加苛刻，因此缩合反应占很大比重，生成焦炭多。

4.生产工艺

延迟焦化装置的生产工艺分为焦化和除焦两部分，焦化为连续操作，除焦为间隙操作。由于工业装置一般设有两个或四个焦炭塔，所以整个生产过程仍为连续操作。

原油预热，焦化原料(减压渣油)先进入原料缓冲罐，再用泵送入加热炉对流段升温至340~350℃左右。

经预热后的原油进入分馏塔底，与焦炭塔产出的油气在分馏塔内（塔底温度不超过400℃）换热。

原料油和循环油一起从分馏塔底抽出，用热油泵打进加热炉辐射段，加热到焦化反应所需的温度（500℃左右），再通过四通阀由下部进入焦炭塔，进行焦化反应。

原料在焦炭塔内反应生成焦炭聚积在焦炭塔内，油气从焦炭塔顶出来进入分馏塔，与原料油换热后，经过分馏得到气体、汽油、柴油和蜡油。塔底循环油和原料一起再进行焦化反应。

四、加氢裂化

重油轻质化基本原理是改变油品的相对分子质量和氢碳比，而改变相对分子质量和氢碳比往往是同时进行的。改变油品的氢碳比有两条途径，一是脱碳，二是加氢。

1.原料：重质油等

2.产品：轻质油（汽油、煤油、柴油或催化裂化、裂解制烯烃的原料）

3.基本概念

加氢裂化属于石油加工过程的加氢路线，是在催化剂存在下从外界补入氢气以提高油品的氢碳比。

加氢裂化实质上是加氢和催化裂化过程的有机结合，一方面能使重质油品通过裂化反应转化为汽油、煤油和柴油等轻质油品，另一方面又可防止像催化裂化那样生成大量焦炭，而且还可将原料中的硫、氯、氧化合物杂质通过加氢除去，使烯烃饱和。

4.生产流程

按反应器中催化剂所处的状态不同，可分为固定床、沸腾床和悬浮床等几种型式。

（1）固定床加氢裂化

固定床是指将颗粒状的催化剂放置在反应器内，形成静态催化剂床层。原料油和氢气经升温、升压达到反应条件后进入反应系统，先进行加氢精制以除去硫、氮、氧杂质和二烯烃，再进行加氢裂化反应。反应产物经降温、分离、降压和分馏后，目的产品送出装置，分离出含氢较高（80％，90％）的气体，作为循环氢使用。

未转化油(称尾油)可以部分循环、全部循环或不循环一次通过。

（2）沸腾床加氢裂化

沸腾床(又称膨胀床)工艺是借助于流体流速带动具有一定颗粒度的催化剂运动，形成气、液、固三相床层，从而使氢气、原料油和催化剂充分接触而完成加氢反应过程。

沸腾床工艺可以处理金属含量和残炭值较高的原料(如减压渣油)．并可使重油深度转化；但反应温度较高，一般在400~450℃范围内。

此种工艺比较复杂，国内尚未工业化。

（3）悬浮床(浆液床)加氢工艺

悬浮床工艺是为了适应非常劣质的原料而重新得到重视的一种加氢工艺。其原理与沸腾床相类似，其基本流程是以细粉状催化剂与原料预先混合，再与氢气一向进入反应器自下而上流动，催化剂悬浮于液相中，进行加氢裂化反应，催化剂随着反应产物一起从反应器顶部流出。

该装置能加工各种重质原油和普通原油渣油，但装置投资大。该工艺目前在国内尚属研究开发阶段。

五、_溶剂脱沥青

溶剂脱沥青是一个劣质渣油的预处理过程。用萃取的方法，从原油蒸馏所得的减压渣油（有时也从常压渣油）中，除去胶质和沥青，以制取脱沥青油同时生产石油沥青的一种石油产品精制过程。

1.原料：减压渣油或者常压渣油等重质油

2.产品：脱沥青油等

3.基本概念

溶剂脱沥青是加工重质油的一种石油炼制工艺，其过程是以减压渣油等重质油为原料，利用丙烷、丁烷等烃类作为溶剂进行萃取，萃取物即脱沥青油可做重质润滑油原料或裂化原料，萃余物脱油沥青可做道路沥青或其他用途。

4.生产流程

包括萃取和溶剂回收。萃取部分一般取一段萃取流程，也可取二段萃取流程。

沥青与重脱沥青油溶液中含丙烷少，用一次蒸发及汽提回收丙烷，轻脱沥青油溶液中含丙烷较多，用多效蒸发及汽提或临界回收及汽提回收丙烷，以减少能耗。

临界回收过程，是利用丙烷在接近临界温度和稍高于临界压力(丙烷的临界温度96.8℃、临界压力4.2MPa)的条件下，对油的溶解度接近于最小以及其密度也接近于最小的性质，使轻脱沥青油与大部分丙烷在临界塔内沉降、分离，从而避免了丙烷的蒸发冷凝过程，因而可较多地减少能耗。

国内的溶剂脱沥青工艺流程主要有沉降法二段脱沥青工艺、临界回收脱沥青工艺、超临界抽提溶剂脱沥青工艺。

(1)沉降法二段脱沥青工艺

沉降法两段脱沥青是在常规一段脱沥青基础上发展起来的。在研究大庆减压渣油的特有性质的基础上，注意到常规的丙烷脱沥青不能充分利用好该，而开发出的一种新脱沥青工艺

(2)临界回收脱沥青工艺

溶剂对油的溶解能力随温度的升高而降低，当温度和压力接近到临界条件时，溶剂对油的溶解能力已降到很低，这时，该丙烷溶剂经冷却后可直接循环使用，不必经过蒸发回收。

(3)超临界抽提溶剂脱沥青工艺

超临界流体抽提是利用抽提体系在临界区附近具有反常的相平衡特性及异常的热力学性质，通过改变温度、压力等参数，使体系内组分间的相互溶解度发生剧烈变化，从而实现组分分离的技术。

六、加氢精制

加氢精制一般是指对某些不能满足使用要求的石油产品通过加氢工艺进行再加工，使之达到规定的性能指标。

1.精制原料：含硫、氧、氮等有害杂质较多的汽油、柴油、煤油、润滑油、石油蜡等。

2.精制产品：精制改质后的汽油、柴油、煤油、润滑油、石油蜡等产品。

3.基本概念

加氢精制工艺是各种油品在氢压力下进行催化改质的一个统称。它是指在一定的温度和压力、有催化剂和氢气存在的条件下，使油品中的各类非烃化合物发生氢解反应，进而从油品中脱除，以达到精制油品的目的。

加氢精制主要用于油品的精制，其主要目的是通过精制来改善油品的使用性能。

4.生产流程

加氢精制的工艺流程一般包括反应系统、生成油换热、冷却、分离系统和循环氢系统三部分。

反应系统

原料油与新氢、循环氢混合，并与反应产物换热后，以气液混相状态进入加热炉（这种方式称炉前混氢），加热至反应温度进入反应器。

反应器进料可以是气相(精制汽油时)，也可以是气液混相(精制柴油或比柴油更重的油品时)。反应器内的催化剂一般是分层填装，以利于注冷氢来控制反应温度。循环氢与油料混合物通过每段催化剂床层进行加氢反应。

生成油换热、冷却、分离系统

反应产物从反应器的底部出来，经过换热、冷却后，进入高压分离器。

在冷却器前要向产物中注入高压洗涤水，以溶解反应生成的氨和部分硫化氢。

反应产物在高压分离器中进行油气分离，分出的气体是循环氢，其中除了主要成分氢外，还有少量的气态烃(不凝气)和未溶于水的硫化氢；分出的液体产物是加氢生成油，其中也溶解有少量的气态烃和硫化氢；

生成油经过减压再进入低压分离器进一步分离出气态烃等组分，产品去分馏系统分离成合格产品。

循环氢系统

从高压分离器分出的循环氢经储罐及循环氢压缩机后，小部分(约30％)直接进入反应器作冷氢，其余大部分送去与原料油混合，在装置中循环使用。为了保证循环氢的纯度，避免硫化氢在系统中积累，常用硫化氢回收系统。一般用乙醇胺吸收除去硫化氢，富液(吸收液)再生循环使用，解吸出来的硫化氢送到制硫装置回收硫磺，净化后的氢气循环使用。

七、催化重整

1.主要原料

石脑油（轻汽油、化工轻油、稳定轻油），其一般在炼油厂进行生产，有时在油厂的稳定站也能产出该项产品。质量好的石脑油含硫低，颜色接近于无色。

2.主要产品

高辛烷值的汽油、苯、甲苯、二甲苯等产品（这些产品是生产合成塑料、合成橡胶、合成纤维等的主要原料）、还有大量副产品氢气。

3.基本概念

重整：烃类分子重新排列成新的分子结构。

催化重整装置：用直馏汽油(即石脑油)或二次加工汽油的混合油作原料，在催化剂(铂或多金属)的作用下，经过脱氢环化、加氢裂化和异构化等反应，使烃类分子重新排列成新的分子结构，以生产C6～C9芳烃产品或高辛烷值汽油为主要目的,并利用重整副产氢气供二次加工的热裂化、延迟焦化的汽油或柴油加氢精制。

4.生产流程

根据催化重整的基本原理，一套完整的重整工业装置大都包括原料预处理和催化重整两部分。以生产芳烃为目的的重整装置还包括芳烃抽提和芳烃精馏两部分。

原料预处理

将原料切割成适合重整要求的馏程范围和脱去对催化剂有害的杂质。

预处理包括：预脱砷、预分馏、预加氢三部分。

催化重整

催化重整是将预处理后的精制油用多金属(铂铼、铂铱、铂锡)催化剂在一定的温度、压力条件下，将原料油分子进行重新排列，产生环烷脱氢、芳构化、异构化等主要反应，以增产芳烃或提高汽油辛烷值为目的。

工业重整装置广泛用的反应系统流程可分为两大类：固定床反应器半再生式工艺流程和移动床反应器连续再生式工艺流程。