石油冶炼与石油安全论文
生命科学与化学学院化学
2009061404
张晶
摘要：石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物，与煤一样属于化石燃料。石油的性质因产地而异，密度为0.8 ~ 1.0 克/厘米3，粘度范围很宽，凝固点差别很大（30 ~ -60°C），沸点范围为常温到500°C以上，可容于多种有机溶剂，不溶于水，但可与水形成乳状液。 组成石油的化学元素主要是碳 （83% ~ 87%）、氢（11% ~ 14%），其余为硫（0.06% ~ 0.8%）、氮（0.02% ~ 1.7%）、氧（0.08% ~ 1.82%）及微量金属元素（镍、钒、铁等）。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分，约占95% ~ 99%，含硫、 氧、氮的化合物对石油产品有害， 在石油加工中应尽量除去。不同产地的石油中，各种烃类的结构和所占比例相差很大， 但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。 通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油；以环烷烃、芳香烃为主的称环烃基石油；介于二者之间的称中间基石油。我国主要原油的特点是含蜡较多，凝固点高，硫含量低， 镍、氮含量中等，钒含量极少。除个别油田外，原油中汽油馏分较少，渣油占1/3。组成不同类的石油，加工方法有差别，产品的性能也不同，应当物尽其用。大庆原油的主要特点是含蜡量高，凝点高，硫含量低，属低硫石蜡基原油。
关键词：石油 冶炼过程 技术 重整 催化
石油的发现、开采和直接利用由来已久，加工利用并逐渐形成石油炼制（简称炼制）工业始于19世纪30年代，到20世纪40 ~ 50 年代形成的现代炼油工业，是最大的加工工业之一。19世纪30年代起，陆续建立了石油蒸馏工厂，产品主要是灯用煤油，汽油没有用途当废料抛弃。19世纪70年代建造了润滑油厂，并开始把蒸馏得到的高沸点油做锅炉燃料。19世纪末内燃机的问世使汽油和柴油的需求猛增， 仅靠原油的蒸馏（即原油的一次加工）不能满足需求，于是诞生了以增产汽、柴油为目的， 综合利用原由各种成分的原油二次加工工艺。如1913年实现了热裂化，1930年实现了焦化，1930年实现了催化裂化，1940年实现了催化重整，此后加氢技术也迅速发展，这就形成了现代的石油炼制工业。20世纪50年代以后，石油炼制为化工产品的发展提供了大量原料，形成了现代的
石油化学工业。1996年全世界的石油加工能力为38亿吨， 我国为1.4亿吨。大型炼油厂的年加工能力已超过1000万吨
一、石油炼制及石油化工企业和生产过程的一般特点
1、目前石油炼制及石油化工企业一般都是规模较大的企业（国内最大的利益炼油企业的加工能力已达2000万吨/年，乙烯裂解装置的生产能力已达100万吨/年），其生产过程多数是连续生产，自动化程度高。其操作条件多为高温、高压、深冷、真空、临氢等，其生产原料和产品又多是易燃、易爆、易腐蚀物品，对人和环境来说大多是有毒有害的。
2、现代石油炼制及石油化工工业都是资金密集型行业，生产装置的钢材、电缆用量巨大，设备价格昂贵，它们所用的催化剂和设备的价格都很贵，其原料和产品的价值也都较高。目前建设一个年加工能力800万吨的炼油厂需要投资约100亿人民币，建设乙烯裂解装置及下游装置的投资更高。
3、现代石油炼制及石油化工工业的生产过程具有高度的连续性。各生产装置内的各个工序间是一环紧扣一环，紧密相连，互相制约。如果某一个工序或某一个工序中的某台关键设备发生故障，都会造成整个装置停产甚至引发事故。
而且在大型石油炼制及石油化工企业中，初始原料进厂后一般要经过一次加工、二次加工，甚至多次加工这样一个连续过程。因此，不仅在工序与工序之间就是在装置与装置之间，生产物料间的联系同样是十分紧密的，上游装置的所生产的初级产品往往是下游装置的原料。上游装置生产的稳定与否可能要影响到下游装置的正常生产，反过来一样，下游装置的生产稳定与否也可能要影响到上游装置的正常生产。
4、在石油炼制及石油化工工业的生产过程中，潜在的危险性存在于生产过程的各个阶段。搞好企业的安全生产是一个技术性很强、很复杂的系统性工程。从原料一进厂开始到产品出厂为止，在原料的运输、贮存、加工以及产品的贮存、包装、运输各个阶段，都需深刻认识它们的各项理化性质如比重、沸点、自燃点、爆炸上限、爆炸下限等等；并了解所用设备的性能、特点，认真执行各项规章制度。
5、需要配备大规模的辅助生产装置，如分析化验、锅炉、电力、氧气、氮气、取水、原水净化、污水处理等，以及要配备大量的机械、设备、电力、自控仪表维护和检修力量（包括从业人员和设备）。 因此，现代化的石油炼制及石油化工企业一旦发生事故，其后果均较严重，所造成的直接损失以及由事故而产生的间接损失都较大。 所以，这些企业对安全生产十分重视，力求做到长周期安全生产，以取得最大的经济效益。在我们国家，各级政府都制定有一套安全生产法规体系，对各个行业和各个专业都制定了许多相应的安全规定和规范。中国石化公司和中国石油公司等大型企业都制定了相关的设计规范和标准，各企业都建立
了完善的安全管理体系和安全管理制度，对每一套生产装置也都相应制定了详细的操作规程。
二、石油炼制及石油化工的多样性特点
石油炼制及石油化工的多样性，首先表现在其产品的品种繁多上。石油炼制行业的产品有十多个门类上百个品种，石油化工行业的产品更是上千上万。各种石油产品及石油化工产品的理化性质、燃烧特性、爆炸特性、毒性各不相同，所需采取的安全措施、人员的防护措施、事故发生后的急救措施也各不相同。常压蒸馏和减压蒸馏习惯上合称常减压蒸馏，常减压蒸馏基本属物理过程。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，
三、石油冶炼需要的过程
常减压蒸馏又被称为原油的一次加工。包括三个工序：原油的脱盐、脱水 ；常压蒸馏；减压蒸馏。 原油的脱盐、脱水 又称预处理。从油田送往炼油厂的原油往往含盐（主要是氯化物）、带水（溶于油或呈乳化状态），可导致设备的腐蚀，在设备内壁结垢和影响成品油的组成，需在加工前脱除。常用的办法是加破乳剂和水，使油中的水集聚，并从油中分出，而盐份溶于水中，再加以高压电场配合，使形成的较大水滴顺利除去。
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。原料范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。 有部分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，可使产品组成波动。
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。
加氢裂化 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。 延迟焦化 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。 炼厂气加工 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
我国应积极 参与亚洲能源合作论坛，主导东亚区域能源协作，协调各国石油储备政策，共同 维护能源安全。 综上所述,石油资源作为社会经济发展的“血液”,凝聚了大国经济、政治等 全方位的博弈内涵。随着世界经济发展步伐的加快,在石油尚无可替代能源的今 天,对能源的竞争日趋激烈,中亚作为国际能源界新的石油供应地,引起各能源消费大国的关注是必然的。我国与中亚国家基本没有领土争端问题,政治上互信, 经济上存在很多互补领域,边境贸易额逐年递增。 我国应加强与中亚地区多方面、 多层次的合作,在科技、能源、安全、反恐等国际事务中广泛沟通,为更好的开展 石油贸易创造条件。