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炼油技术教学课件

原油的形成与组成原油是地球上最宝贵的自然资源之一，其形成过程可追溯至数百万年前。原油主要由古代海洋生物遗骸在特定地质环境下，经过高温高压作用形成的复杂混合物。从化学组成来看，原油主要由碳氢化合物构成，其中含碳量占83-87%，含氢量占10-14%。此外，原油中还含有一定量的硫、氮、氧等杂质元素，以及镍、钒等微量金属元素，这些杂质的存在对后续的炼油工艺和产品质量有显著影响。据必威体育精装版统计数据显示，全球每日原油消耗量约为8800万桶，庞大的消费量体现了原油在现代工业社会中的重要地位。原油不仅是能源的主要来源，也是众多化工产品的基础原料，其应用范围涵盖交通运输、化工制造、医药合成等多个领域。碳氢化合物构成原油的主体成分，包括多种链状和环状结构杂质元素硫、氮、氧等影响原油质量和加工工艺的关键元素微量金属

原油的分类与性质根据组成和物理性质的不同，原油通常被分为轻质、中质和重质三大类。这种分类主要基于原油的密度、粘度和含硫量等参数，对炼油工艺的选择和产品质量具有决定性影响。轻质原油密度低，API度较高（通常大于31.1°），粘度小，含硫量低，加工价值高，通常可产出较多的汽油、煤油和柴油等轻质油品；而重质原油密度大，API度较低（通常小于22.3°），粘度大，含硫量高，需要更复杂的加工工艺，产品中重质组分比例较高。以美国德州混合基准原油为例，其API度约为31.7°，是全球原油贸易的重要参考标准。不同原油的性质差异极大，如委内瑞拉的重质原油API度可低至10°以下，而尼日利亚的轻质原油API度则可高达45°。这种差异直接影响到炼油厂的装置配置和产品结构。炼油工程师必须充分了解所处理原油的特性，合理设计加工方案，才能实现经济效益最大化。随着全球原油品质趋于劣质化，对重质、高硫原油的高效处理技术需求日益增长。31.7°德州混合基准原油API度全球原油贸易的重要参考标准10°重质原油API度如委内瑞拉重油，加工难度大45°轻质原油API度

原油中的主要化合物石蜡类碳氢化合物含量约30%-60%，主要是直链或支链烷烃，具有较好的燃烧性能，是优质汽油和柴油的主要成分。分子结构简单，化学性质稳定，辛烷值较低。环烷烃类碳氢化合物含量约40%-60%，分子中含有环状结构，密度和沸点较高，是优质喷气燃料和润滑油的重要组分。化学性质相对稳定，但在催化剂作用下可开环转化。芳香烃类碳氢化合物含量约15%-30%，分子中含有苯环结构，辛烷值高，是高品质汽油的重要组分，也是许多化工产品的基础原料。热稳定性好，但环保性能较差。杂原子化合物硫化物主要为有机硫化合物，具有强烈腐蚀性，对设备和催化剂有害，燃烧后产生SOx污染物；氮化物含量较低，多集中于重质组分中，是催化剂毒物；氧化合物会降低燃料稳定性。

炼油的目的与基本流程炼油工艺的根本目的是将复杂的原油转化为满足市场需求的各类石油产品。具体来说，炼油过程需要实现以下几个核心目标：将原油分离成不同沸点范围的馏分，满足各类终端用户的多样化需求改变原油中各组分的比例，提升高价值轻质油品的产量去除原油中的硫、氮、氧和金属等有害杂质，保证产品质量和环保性能通过特定工艺改善油品性能，如提高汽油辛烷值、降低柴油凝点等现代炼油工艺主要包括三大基本步骤：分离、转化和处理。分离过程利用物理方法将原油的不同组分分开；转化过程利用化学反应改变碳氢化合物的分子结构；处理过程则去除有害物质并改善产品性能。这三个步骤相互配合，构成了完整的炼油工艺体系。分离利用沸点差异，通过蒸馏将原油分成不同馏分转化通过催化裂化、重整等工艺改变分子结构处理去除硫、氮等杂质，提升产品质量随着环保要求的不断提高和市场需求的变化，现代炼油工艺正朝着轻质化、清洁化、高效化的方向发展。深度加工和精细化处理成为当前炼油技术的重点发展方向。

原油蒸馏（常压与减压）原油蒸馏是炼油工艺的第一步，也是最基本的分离过程。根据操作压力的不同，可分为常压蒸馏和减压蒸馏两种工艺。常压蒸馏在接近大气压的条件下进行，主要分离出沸点在370℃以下的轻质馏分，包括石脑油（C5-170℃）、煤油（170-240℃）、柴油（240-370℃）等。常压蒸馏塔通常有30-40个塔板，塔顶温度约100℃，塔底温度约370℃。常压蒸馏是炼油厂处理量最大的工艺单元，其操作效率直接影响全厂的经济效益。减压蒸馏则在真空条件下（通常为3-10kPa）操作，主要处理常压蒸馏的塔底油（370℃以上），分离出重柴油、润滑油基料和沥青等重质组分。减压条件可以降低油品的沸点，避免在高温下发生热裂化反应，保持产品质量。原油预热与脱盐原油在换热器网络中预热至约230℃，并经过电脱盐除去无机盐和水常压蒸馏分离在管式加热炉中加热至约360℃后进入常压塔，分离出各轻质馏分减压蒸馏分离常压塔底油在减压条件下进一步分离，避免热裂化，