煉油、石化行業(yè)及其工程的簡(jiǎn)介

1、煉油、石化行業(yè)及其工程的簡(jiǎn)介,黃夑源講稿二,一．石油化工和煉油,石油化工：就是用原油或原油煉制后的產(chǎn)品、天然氣作為原料，采取不同工藝，生產(chǎn)燃料型油品、潤(rùn)滑油產(chǎn)品、化工原料、化工中間體和化工產(chǎn)品的工業(yè)，叫做石油化工（簡(jiǎn)稱：石化）。，它是化學(xué)工業(yè)（化工）的一個(gè)重要組成部分。其它如：無(wú)機(jī)化工（三酸三堿）、有機(jī)化工、煤化工、鹽化工、醫(yī)藥化工、生物化工等，也都屬于化工?！?化工所涉及的面、專業(yè)很廣，因本人經(jīng)歷和知識(shí)面的局限，對(duì)無(wú)機(jī)化工

2、、鹽化工、醫(yī)藥化工、生物化工等了解甚少，是外行。即使煉油和石化方面和大家的交流，也只能是局部和膚淺的。石化又可劃分為很多生產(chǎn)行業(yè)，如煉油、石化原料、化肥、合成橡膠及橡膠助劑、合成材料、精細(xì)化工、農(nóng)藥、塑料等…。煉油：就是用原油或中間產(chǎn)品，主要生產(chǎn)油品(汽油、煤油、柴油、石腦油)、潤(rùn)滑油等產(chǎn)品的工業(yè)叫煉油工業(yè)。,,●現(xiàn)在一般也有將石化分為燃料型和化工型： 燃料型：以生產(chǎn)汽、煤、柴油等燃料油為主，以生產(chǎn)石化、化工原料為輔。

3、化工型：以生產(chǎn)石化、化工原料為主（如三烯：乙烯、丙烯、丁二烯；三苯：苯、甲苯、二甲苯），以生產(chǎn)汽、煤、柴油等燃料為輔。由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，以及更好的綜合利用能源、節(jié)能環(huán)保，無(wú)論是燃料型或是化工型，最終都是要向綜合型方向拓展?！?由于我國(guó)貧油，多煤，近二十年來(lái)，我國(guó)的煤化工有了很大的發(fā)展。煤制油（神華），直接液化、間接液化；煤制甲醇（西北、內(nèi)蒙），制合成氨、化肥，制合成天然氣，制甲烷、制低碳烯烴；這些煤化工的

4、大部分裝置、車間（除了原煤儲(chǔ)運(yùn)、制備以外）的工藝特點(diǎn)、條件都可以講是屬于石化項(xiàng)目的范疇（易燃易爆、高溫高壓）。,,● 關(guān)于醫(yī)藥化工，像原藥或醫(yī)藥中間體，它應(yīng)屬于化工項(xiàng)目范疇（有各種塔、釜、換熱器、容器、機(jī)泵，用管道連接，生產(chǎn)過程中的介質(zhì)是液體、氣體等），但由于它的行業(yè)特點(diǎn)，其規(guī)模較小、壓力溫度相對(duì)較低；但材質(zhì)、潔凈度、環(huán)境要求較高。 一般講，像無(wú)機(jī)、鹽化工、醫(yī)藥化工、生物化工等工程項(xiàng)目，其規(guī)模、壓力、溫度，易燃易爆的程度總體講比

5、石化項(xiàng)目要低。,二、石化常見的典型的生產(chǎn)行業(yè)的概況：,1. 煉油（燃料型）：●原料：天然氣、原油或原油煉制后的中間產(chǎn)品《凝析油、化工輕油（石腦油、寬餾份汽油組分、烷基苯料、各類溶劑油等）、重油、渣油等》?！癞a(chǎn)品：汽油、煤油、柴油、燃料油、石油瀝青、石油焦、液化石油氣、化工輕油、潤(rùn)滑油等?！袼纳a(chǎn)裝置和設(shè)施主要分四大部分：a. 一次加工（原油蒸餾）：原油預(yù)處理（電脫鹽脫水）、常壓蒸餾、減壓蒸餾（有的常減壓合在一起

6、）。▼ 利用原油/原料加熱氣化后，不同組分不同的沸點(diǎn)，分離出汽、煤、柴油等。 減壓蒸餾也稱真空蒸餾，把在常壓下難于蒸餾的常壓重油在抽真空的條件下降低其沸點(diǎn)進(jìn)行蒸餾，可以把沸點(diǎn)高達(dá)500℃以上的餾分拔出來(lái)。 總的講，一次加工，基本上屬于物理過程。,,b. 二次加工（深加工）：催化裂化裝置(包括重油催化、渣油催化)、加氫裂化、延遲焦化、催化重整（連續(xù)重整、芳烴抽提）、氧化瀝青等。 目的：▼ 提高輕質(zhì)

7、油的產(chǎn)量。▼ 也有為下游合成纖維作原料的，如：生產(chǎn)PX，他是將常減壓和加氫裂化裝置的生產(chǎn)作少許變化，生產(chǎn)石腦油，作為連續(xù)重整的原料，進(jìn)而生產(chǎn)重整汽油，重整汽油作為PX裝置（對(duì)二甲苯）的原料。二次加工，有的是利用催化劑作為觸媒，在一定條件下，進(jìn)行裂解、異構(gòu)化、氫轉(zhuǎn)移等反應(yīng)，使重質(zhì)油變成輕質(zhì)油，并提高其汽油的辛烷值（如：催化裂化、加氫裂化、連續(xù)重整等）；有的是通過氧化或高溫，改變?cè)系慕M分（如：氧化瀝青、延遲焦化）；,,c

8、．油品精制和提高質(zhì)量、環(huán)保的有關(guān)工藝裝置：它主要是為了進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，使產(chǎn)品達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；或者為保證環(huán)保、節(jié)能綜合利用而設(shè)置的工藝裝置。如：加氫精制（汽油加氫、柴油加氫）、氣體分餾、MTBE、脫硫醇、硫回收等裝置。汽油加氫、柴油加氫是在催化劑、氫氣存在，并在一定溫度壓力下，脫除原料油品中的硫、氮、氧和金屬雜質(zhì)，并使烯烴飽和，獲得精制汽油、柴油。又如：脫硫醇。它是為了脫除直餾汽油、煤油、溶劑油、輕柴油中的硫丶硫醇、氮

9、、氧等雜質(zhì)，一般采用預(yù)堿洗，然后在反應(yīng)器中（內(nèi)有某種活性炭）進(jìn)行氧化反應(yīng)，得到脫硫醇汽油等。,,d. 第四大部分，為上述三大部分正常生產(chǎn)而提供水、電、蒸汽、風(fēng)、氫氣及原料、產(chǎn)成品儲(chǔ)運(yùn)；自控；消防等的公用配套設(shè)施。如：供水廠/站；循環(huán)水廠；污水處理廠/站；高、低壓變配電所/間；汽電聯(lián)產(chǎn)的動(dòng)力站/發(fā)電廠；空壓站；空分裝置、制氫裝置；全廠中心控制室；原料罐區(qū)、中間原料罐區(qū)、成品罐區(qū)/庫(kù)區(qū)、裝卸車站/臺(tái)；輸送帶/棧橋、消防站；檢維修車間、全廠給

10、排水、工藝熱力管網(wǎng)、火炬等。 燃料型的石化裝置或設(shè)施（煉油），一般都是按照它主要的生產(chǎn)工藝來(lái)命名的，如：常壓裝置、催化裂化裝置、汽油加氫裝置、連續(xù)重整裝置、硫磺回收裝置等，少數(shù)按照裝置的主要產(chǎn)品來(lái)命名?？傮w講，二次加工裝置的工藝技術(shù)、操作條件較復(fù)雜，施工技術(shù)難度、技術(shù)含量也相對(duì)要大。就一次加工裝置而言，由于現(xiàn)在的單套規(guī)模越來(lái)越大，（150萬(wàn)噸→800→1000萬(wàn)噸），另外原料中硫、重金屬等的含量也越來(lái)越高，其設(shè)備、管道

11、的材質(zhì)檔次也不斷提高，因此，其現(xiàn)場(chǎng)施工的工作量很大，其施工技術(shù)難度、技術(shù)含量也不能小視（150萬(wàn)噸和800萬(wàn)噸不是一個(gè)檔次的）。,,2．石化（化工型）：上面講到的以生產(chǎn)石化、化工原料為主（如三烯：乙烯、丙烯、丁二烯；三苯：苯、甲苯、二甲苯），即我們常說的“乙烯”，揚(yáng)子乙烯、齊魯乙烯、撫順乙烯等?！裨希菏X油、煉廠氣、加氫裂化尾油；油田的天然氣(濕性天然氣)加工后的天然氣凝析液/油（LPG、NGL）， 目前，還有用甲醇來(lái)制取

12、低碳烯烴（乙烯、丙烯等）；有用液化石油氣制丙烯、丁二烯、異丁烯的?！癞a(chǎn)品：“乙烯、丙烯、丁二烯”三烯是基本化工原料，通過它們可以生產(chǎn)許多化工產(chǎn)品。2.1乙烯：* 聚合→聚乙烯─塑料制品；* 氧化→環(huán)氧乙烷→乙二醇（化纖、炸藥、增塑劑）；二乙二醇、二乙醇胺等（溶劑、香料等）； 乙酸→乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等（溶劑、香料、醫(yī)藥等）；* 齊聚→高碳醇（洗滌劑、增塑劑、醫(yī)藥）；

13、* 氯化→氯乙烯（塑料制品）；* 烴化→乙苯（醫(yī)藥中間體）苯乙烯→ 聚苯乙烯、丁苯橡膠、各類樹脂；* 水合→乙醇；* 共聚→乙丙橡膠等。,,● 由于乙烯為無(wú)色、無(wú)臭、易燃、易爆的氣體，它的沸點(diǎn)：﹣104度，與空氣混合是的爆炸極限為2.5%—34%，因此，凡涉及乙烯的裝置、工程項(xiàng)目，都有一些特殊的技術(shù)要求，如：密封要求高，乙烯裝置的裂解爐、急冷鍋爐等施工的技術(shù)含量、難度都很大；還有低溫輸送、儲(chǔ)存涉及低溫鋼等。

14、2.2丙烯：* 聚合→聚丙烯（塑料制品）；* 共聚→（與上面的乙烯）乙丙橡膠；* →環(huán)氧丙烷（溶劑、表面活性劑、聚醚）； 丙二醇（不飽和聚酯樹脂、化妝品、防凍劑等）；* 氧化→丙烯酸→甲基丙烯酸（有機(jī)玻璃、溶劑、涂料）；* →丙烯氰（綪綸、丁綪橡膠、ABS樹酯）；* →異丙醇（溶劑、涂料、醫(yī)藥等）；2.3 丁二烯：主要制備橡膠（氯丁、順丁、丁苯橡膠）；及ABS

15、樹脂等。,,2.4苯： 通過烴化/加氫/硝化/氧化/氯化可以制備各類化工產(chǎn)品，如：烷基苯、順酐、苯酚等（合成洗滌劑、增塑劑、染料、各類樹脂、溶劑、農(nóng)藥等）2.5甲苯：甲苯是生產(chǎn)染料、炸藥、有機(jī)顏料、甲酚、漂白劑等化工產(chǎn)品的重要原料。我們常講的：PX、PTA，就是對(duì)二甲苯和對(duì)苯二甲酸，它是制滌綸的原料。2.6二甲苯：甲苯通過分離可得到對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯。鄰二甲苯可制苯酐，進(jìn)而制增塑劑（DOP）；間二甲苯

16、可制各類樹脂、涂料、耐高溫材料等。這些化工型裝置或設(shè)施，基本上都是按照它的最終的主要產(chǎn)品的名稱來(lái)命名的，如：聚乙烯、聚丙烯、環(huán)氧乙烷、苯酐、DOP、丁苯橡膠等。,,2.7 乙烯裝置的主要生產(chǎn)工藝：由于自然界沒有烯烴存在，因此，烯烴的獲得主要采用石油烴高溫裂解生產(chǎn)烯烴的技術(shù)。我們常說的乙烯裝置，主要包括管式爐裂解（裂解爐）和深冷分離。裂解爐得到的裂解產(chǎn)物（裂解氣）是含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、氫和混臺(tái)碳四、碳五、裂

17、解汽油等混合物，還含有少量雜質(zhì)，必須對(duì)其進(jìn)行分離精制才能得到合格的乙烯、丙烯和其他產(chǎn)品。目前，裂解氣分離方法主要采用深冷分離法。它是利用裂解氣中各組分沸點(diǎn)相差較大，相對(duì)揮發(fā)度不同，在不同溫度下用精餾方法進(jìn)行分離。有在常溫下的、有在–30～–40℃的、有在–90～–100℃等?；炫_(tái)碳四、碳五要經(jīng)丁二烯抽提才能得到丁二烯；裂解汽油須經(jīng)汽油加氫和芳烴抽提才能得到苯、甲苯和二甲苯?！?這里還有一個(gè)要注意的，同樣一個(gè)裝置名

18、稱，如果它采用不同的生產(chǎn)工藝技術(shù)、生產(chǎn)流程（不同的技術(shù)/專利），它們的設(shè)備、材料、控制水平等會(huì)有很大的區(qū)別，相應(yīng)的工程特點(diǎn)、施工難點(diǎn)、施工方法等也會(huì)有很大區(qū)別。,三、石化及煉油行業(yè)及其工程的特點(diǎn)：,第一， 生產(chǎn)規(guī)模的大型化；由于生產(chǎn)規(guī)模的大型化，相應(yīng)的設(shè)備、管道等就必然大型化，其配套的電氣、自控儀表的量級(jí)也大，也帶來(lái)配件、閥門、電氣、自控儀表等的配置大、現(xiàn)場(chǎng)工作量大。第二，工藝過程復(fù)雜、生產(chǎn)連續(xù)化、自動(dòng)化程度較高；第三

19、，高溫高壓或深冷、易燃易爆、不同程度的有毒有害： 它所使用的設(shè)備（動(dòng)、靜設(shè)備、電氣、儀表等）、以及材料、材質(zhì)具有復(fù)雜，等級(jí)高的特點(diǎn)。所以，石化/煉油工程，從設(shè)計(jì)到設(shè)備制造、到材料配件、到施工、到投料試車，對(duì)質(zhì)量控制要求都十分嚴(yán)格，都要求嚴(yán)格遵循有關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，按照一定的管理程序和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)組織實(shí)施。第四，在工程建設(shè)、項(xiàng)目管理上有不少地方有別于其它一些行業(yè)（如工業(yè)、民用建筑工程、市政公用工程、水利水電工程、電力工程、鐵路工程

20、、公路工程、一般的大型機(jī)電安裝工程等）。,四．石化/煉油工程的主要硬件結(jié)構(gòu),1．按照它的使用狀態(tài)，可分為動(dòng)設(shè)備和靜設(shè)備兩大類：動(dòng)設(shè)備（機(jī)械設(shè)備），像各類泵、壓縮機(jī)、送/引風(fēng)機(jī)等；靜設(shè)備（工藝設(shè)備），像塔、反應(yīng)器/釜、再生器、冷凝器、換熱器、空冷器、加熱爐、加熱/聚合/攪拌釜、重沸器、容器、儲(chǔ)罐等等，也叫“非標(biāo)設(shè)備”；● 泵： 按泵體材質(zhì)：鑄鐵、鑄鋼、合金、不銹鋼、塑料等；按其構(gòu)造和工作原理：主要有離心、漩渦、往復(fù)、計(jì)量

21、、螺桿、齒輪泵等；● 壓縮機(jī)：按結(jié)構(gòu)：主要可分為：往復(fù)式、離心式和螺桿式； 按它的作用：有空氣壓縮機(jī)、石油氣壓縮機(jī)、氧氣壓縮機(jī)、新氫壓縮機(jī)、循環(huán)氫壓縮機(jī)、氨壓縮機(jī)等?！?送/引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)：和我們市政公用工程、工業(yè)民用建筑工程等其它的行業(yè)的基本一樣，● 塔：根據(jù)它的內(nèi)件結(jié)構(gòu)，分為兩大類：填料塔和板式塔,,●反應(yīng)器：絕大部分反應(yīng)器都是高溫、高壓，（材質(zhì)、制造工藝要求較高），反應(yīng)器基本上都是制造商整體交貨，其重量從幾

22、十噸到數(shù)百噸。也有的反應(yīng)器需現(xiàn)場(chǎng)組裝（如：催化裂化反應(yīng)器），里面構(gòu)件較復(fù)雜。 ●容器：一般講，容積≤100 m3，稱為容器，≥100 m3的稱儲(chǔ)罐，分為簡(jiǎn)單和復(fù)雜容器兩種?！窭鋼Q設(shè)備（是換熱器、冷凝器、冷卻器的統(tǒng)稱）：a.管殼式：主要又分：① 固定管板式、② 浮頭式；b．水浸式冷卻器；c．管式換熱器；d．板式換熱器；e．空氣冷卻器（空冷器）；● 爐子：石化/化工工程常見的有：園筒爐、立式爐

23、、箱式爐、裂解爐、氣化爐、廢熱鍋爐、焚燒爐等：（除大型蒸汽鍋爐）；煤氣化爐，主要用在煤化工，煤氣化爐對(duì)安裝及爐砌筑要求較高。,,2．儲(chǔ)罐（拱頂罐、內(nèi)／外浮頂罐、氣柜、球形罐、料倉(cāng)等）； 一般講：化工用的罐較小，一般≤3000立（因品種多），石化、煉油的罐較大，5000立～10萬(wàn)（原油）。 儲(chǔ)罐，所采用的材質(zhì)也很多，有碳鋼、低合金鋼、鋁鎂合金、低溫鋼（A333）、不銹鋼等。 3．管道（工藝管道、熱力管

24、道、給排水管道的統(tǒng)稱）： 管道制作安裝在石化、化工工程建設(shè)中占有很重要的地位，它占得工作量比重較大，對(duì)一個(gè)項(xiàng)目（特別是裝置）的工期、質(zhì)量影響很大。▼ 管道可按壓力來(lái)分類， ≤0：真空；≤1.6MPa：低壓； ≤10MPa：中壓； ≥10MPa高壓； 有時(shí)也按介質(zhì)的溫度來(lái)分類，―般-40ºC以下稱低溫管道，120ºC以下稱常溫管道，120ºC～450ºC稱中溫管道，450ºC以上稱

25、高溫管道；▼ 按照管道的材質(zhì)，可分這么幾大類：碳鋼管；合金鋼管（低合金、耐熱鋼、不銹鋼、）；其它合金管(鋁鎂、銅鉬、鉛合金等)；有色金屬管（黃銅、紫銅、鉛）和非金屬管（硬聚氯乙烯、低壓聚乙烯、聚四氟乙烯…）。 這些管材還可分為：無(wú)縫鋼管、焊接/有縫鋼管（縱向焊、螺紋焊接鋼管，螺紋又分埋弧焊、高頻焊等）。▼ 管道工程的管件和伐門：① 管件：彎頭、三通、異徑接管、法蘭（平焊、對(duì)焊等；按法蘭面的形式又可分為：光滑面、凹凸面、梯形

26、槽面等）、管件還有螺栓螺帽、墊片、膨脹節(jié)（管道波形補(bǔ)償器）、短節(jié)等。 ② 閥門：有閘閥（Z）、截止閥（J）、球閥（Q）、止回閥（H單向閥）、減壓閥（Y）、蝶閥（D）、旋塞閥（X）、安全閥（）A、疏水器（S）等材質(zhì)有：碳鋼（鑄鋼的）、合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼、非金屬的，（如管道是襯膠等，閥門里面也要襯膠）…。閥門根據(jù)它使用的工作壓力可分為：6Kg、10、16、25、40、68、100、160 Kg 等。,,4．自控儀表：

27、自控儀表在石化、煉油行業(yè)及其工程上有如下特點(diǎn)： 一是施工面廣，關(guān)聯(lián)整個(gè)工程；二是施工零星而分散；三是有效工期短；四是技術(shù)、硬件更新?lián)Q代快。石化/化工、煉油工程的自動(dòng)化儀表常見的有三種系統(tǒng)：自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)和信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)。按照其系統(tǒng)組成的作用來(lái)看，一般又可分為五大類：測(cè)量?jī)x表、顯示調(diào)節(jié)、單元組合、執(zhí)行器、集中控制裝置/設(shè)施。有時(shí)我們通常將儀表分為一次儀表、二次儀表（一般講：安裝在設(shè)備和管道上的測(cè)量

28、儀表為一次儀表；集中在儀表盤上或安放在控制室內(nèi)的儀表為二次儀表）石化、化工的自動(dòng)控制儀表工程的硬件主要有：儀表盤（柜、箱、操作臺(tái)）、電腦、一次儀表、二次儀表、各種金屬橋架、槽盒、電（管）纜盒、支架、控制電纜、管纜、各類導(dǎo)線、儀表風(fēng)管、導(dǎo)壓管、伴熱回水管、儀表供電系統(tǒng)等。,,5. 電氣工程：總體和工業(yè)、民用建筑、市政公用工程及其它一些行業(yè)的工程是相通的，除少量的高壓（6000V、1萬(wàn)V），大部分是低壓（380V）。6. 廠房、設(shè)備

29、基礎(chǔ)及建構(gòu)筑物（一般通用）。7. 采暖通風(fēng)工程（一般通用）。8. 防腐保溫/保冷。▼ 保溫/保冷：石化、化工工程由于對(duì)溫度控制要求比較嚴(yán)格，因此，保溫/保冷的材料規(guī)格、品種比較多：9.有巖棉制品、礦渣棉、石棉、超細(xì)玻璃棉制品、微孔硅酸鈣制品、水泥珍珠巖制品、磷酸鹽珍珠巖、聚氨脂泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料等。10. 特殊設(shè)備（造粒機(jī)、破碎機(jī)、壓片機(jī)、成型打包機(jī)、工業(yè)電梯、行車等）很多； 一般這些特殊設(shè)備，都由制造商來(lái)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)安