石油炼制工艺技术的发展

石油炼制工艺技术的发展

1960年至1965年技术大发展取得的不少成果，已能应用于工业生产。虽然十年动乱期间，石油炼制科技工作遭到破坏，致使工艺技术的发展受到了很大影响，但由于科研、设计部门的广大科技人员和职工群众，极力抵制和排除“文化大革命”的干扰和破坏，在石油炼制工艺技术方面，仍然取得了一定的发展。〔42〕

1．提升管催化裂化

在流化过程中，当气速高于带出速度，固体颗粒便被带出。带出的颗粒沿一根垂直管道向上运动，这根管道称为提升管。提升管主要有两种用途：一是用于固体颗粒输送；二是作为反应器，亦称为提升管反应器。催化剂和气相原料在提升管中停留时进行反应，在出口处反应产物与催化剂分离。催化剂经再生后又重新进入提升管，构成一循环流化床反应系统。提升管反应器的主要优点是返混较小，效率高，结构简单。目前的催化裂化装置都采用提升管反应器。

催化裂化工艺技术，从20世纪60年代后期开始起步，工业推广的速度比较快，生产上积累了许多经验。70年代以后，则主要是开发和应用了提升管流化催化裂化工艺。1974年，石油化工科学研究院、北京炼油设计院、洛阳炼油设计院，以及兰州、南京、玉门等炼油厂协作配合，将玉门炼油厂原有的年加工能力12万吨的催化裂化装置，改造成为国外60年代发展起来的提升管催化裂化工艺。该装置投产后，轻质油收率比过去提高约4.5％，生焦量减少2％，产品质量有了改善，操作弹性、生产灵活性也有很大提高。1975年，石油二厂的国内第一套流化催化裂化装置也改造成提升管催化裂化装置，年处理能力从60万吨提高到90万吨，主要经济技术指标取得了与玉门炼油厂同样的效果。这两个厂在改造催化裂化装置取得成功的基础上，又进行了新的设计。在这以后新建的武汉、镇海、九江、乌鲁木齐、石家庄等炼油厂，都采用了提升管催化裂化的工艺技术。东方红炼油厂、胜利炼油厂、独山子炼油厂，也都新建了提升管催化裂化装置。

2．双金属、多金属催化重整(www.guayunfan.com)双金属催化剂往往被称为合金催化剂。在反应条件下其实际形式不一定是合金。合金催化剂一般由活泼金属与惰性金属组成，它能够显示一种金属被另一种金属稀释的几何或集团效应，以及电子相互影响的“配位体”效应。如Pt催化剂加入Sn或Re合金化后，可以提高烷烃脱氢环化和芳构化的活性及稳定性。Pt中加Ir催化剂使石脑油重整在较低压力下进行，且使较重的馏分油生成量增加。Cu中加Ni的合金化使环己烷的脱氢活性不变，但可显著降低乙烷的氢解活性。在催化重整工艺技术方面，自1965年在石油二厂和大庆炼油厂建成投产两套铂重整工业装置之后，有关科研、设计和生产单位继续进行了技术开发工作。石油化工科学研究院和石油三厂等单位，对铂铼双金属催化重整的工艺研究取得了较好的成果。这些成果于1974年10月在兰州炼油厂催化重整装置上得到应用。经试车标定，铂铼重整的芳烃转化率比铂重整增加了20％以上，达到了100％～110％，轻质芳烃收率由28.5％提高到36％以上，使催化重整工艺进入了一个新的阶段。以后，东方红炼油厂等也相继将铂重整改为铂铼双金属重整。

在铂铼重整取得成果以后，石油化工科学研究院与大连化学物理研究所、石油三厂、南京炼油厂、上海炼油厂、抚顺石油研究所协作，于1975年研制出多金属重整催化剂，1976年在石油三厂扩大生产。与此同时，北京石油设计院从1974年开始设计适合用多金属催化剂的重整生产装置，并设计出具有世界先进水平的关键设备——径向反应器和立式换热器。1977年5月，他们与石油七厂一起联合设计建成的国内第一套多金属重整装置，获得试车成功。径向反应器结构新颖，压降很小，反应系统压降只相当于老式轴向反应器压降的六分之一。由于系统压力的降低，使催化剂脱氢环化的性能得以充分发挥，芳烃产率提高。此外，在生产操作上也不断改进，采取了两段混氢新工艺，提高了反应的选择性，而且减少了系统压降，降低了能耗；采用了重整催化剂的氯化更新和原料中水氯平衡新工艺，维持了催化剂的高活性、高选择性，使装置能够长周期运转。由于催化剂、工艺、设备和工程设计等方面的不断改进和革新，到1978年，中国催化重整技术达到了一个新的水平。

3．加氢精制

20世纪50年代，加氢方法在石油炼制工业中得到应用和发展，60年代因催化重整装置增多，石油炼厂可以得到廉价的副产氢气，加氢精制应用日益广泛。1965年11月，石油三厂用大庆原油炼制的热裂化汽油、热裂化柴油、延迟焦化汽油和延迟焦化柴油按比例混合油为原料，采用加氢精制工艺，试生产了一批低比重、宽馏分的航空煤油，按不同的规格，称为2号、3号、4号航煤。60～280℃的4号航煤收率为加氢生成油的84.65％。1970年根据燃化部指示开展了润滑油加氢“一顶三”(即用加氢工艺技术代替传统润滑油生产的白土精制、溶剂精制和溶剂脱蜡三个工艺过程)试验。在试验室研究试制催化剂的基础上，1972年4月投入工业生产，以大庆减二、三线油为原料，考察催化剂和工艺条件，但没有实质性突破。1973年使用含有自制的B分子筛的3731催化剂，用两段法工艺，生产出车用机油、柴油机油等10余种润滑油产品，取得了较好的效果。在此期间，兰州炼油厂、东方红炼油厂等单位也将加氢技术应用于润滑油及石蜡精制；南京炼油厂对焦化和热裂化汽油经轻度加氢作为合成氨原料；南京炼油厂和长岭炼油厂还先后成功地对焦化与热裂化汽油进行加氢精制，生产优质石脑油，并大量出口。

4．分子筛脱蜡

分子筛脱蜡是指利用分子筛的选择吸附特性从汽油、喷气燃料以及柴油等馏分中脱除正构烷烃的过程。因此，它既是炼油厂石油产品精制的重要手段，又是液体石蜡的重要生产方法。分子筛脱蜡装置早期用于提高汽油的辛烷值，后来发展到用于降低喷气燃料的冰点和制取液体石油蜡，以及生产低凝点柴油。1969年，中国第一套分子筛脱蜡装置在南京炼油厂建成投产。该工艺由华东化工学院(现华东理工大学)与南京炼油厂合作研究成功，采用国产的5A分子筛，用适宜的直馏馏分，经吸附、脱附生产低凝固点航空煤油、液压油、坦克柴油和液体石蜡(液蜡是生产洗涤剂的优质原料)。在反应过程中，分子筛由于吸附正构烷烃，需要定期脱附。国外分子筛脱附一般是采用氨或戊烷，设备和工艺较复杂。中国采用蒸汽脱附，工艺设备较简单，投资较低，但能耗较高。之后，东方红炼油厂、大庆炼油厂和荆门炼油厂等也相继建设了分子筛脱蜡装置。这一工艺技术还向国外出口。

5．沥青连续氧化及成型技术

兰州炼油厂沥青生产工艺，原设计采用的是单独釜间歇式生产，占地面积大，设备效率低，自动化水平低，操作劳动强度大，产品质量不稳定。1975年，该厂工程技术人员和生产操作工人大胆创新，用一个塔代替了10个釜，实现了沥青连续氧化工艺，并使流量、温度、液面等能够自动控制，大大改善了生产条件，提高了生产效率。胜利炼油厂与北京和抚顺设计院合作，研制成功了沥青连续成型包装设施，大大提高了生产效率，节约了包装材料，减轻了工人的劳动强度。

6．喷雾蜡脱油

冷榨或溶剂脱蜡所得的蜡，含油量约百分之十几，制造商品石蜡时需要将这部分油脱除，这个过程称蜡脱油。蜡脱油工艺有三种：发汗工艺、溶剂脱油和喷雾脱油。

发汗工艺是将熔化的含油蜡送到发汗罐的壳程内，管程通入冷却水，使蜡冷却结晶。然后再向管程内通入热水，慢慢加热、升温。这时油和一些熔点比较低的蜡渐渐熔化成为液体，顺着蜡晶体间的缝隙流出，由于这个过程类似出汗一样，所以这一工艺被称为发汗。整个发汗过程是间歇操作，这是早期的工艺技术。

溶剂脱油工艺是先将蜡加热熔化，再慢慢冷却，并加入酮—苯溶剂(见溶剂脱蜡)稀释。由于溶剂能溶解油而不溶解蜡，然后在套管结晶器冷冻结晶，过滤，分离出溶剂和油，同时得到蜡。

喷雾脱油工艺。将原料加热熔化，通过喷嘴喷入低温的喷雾塔内，使蜡形成细小的球体。然后蜡粒入抽提塔与溶剂逆向流动，蜡粒与溶剂充分接触，以达到脱油目的。喷雾脱油工艺可连续化生产，较发汗工艺蜡收率高，较溶剂脱油工艺设备简单。

1973年，兰州炼油厂在抚顺石油研究所、石油一厂、东方红炼油厂等单位的协作下，进行用异丁烷作溶剂的喷雾蜡脱油技术攻关，取得成果后于1974年建成国内第一套喷雾蜡脱油装置。这种工艺方法与传统的石蜡发汗工艺相比，具有收率高、生产连续、对原料适应性强等优点。在原料蜡含油量15％的情况下，可以稳定得到含油量低于0.5％的石蜡产品，收率比发汗工艺高出约1倍。