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石油炼制能力的扩大和其他新技术的开发

时间:2022-03-09 百科知识 版权反馈
【摘要】:石油炼制能力的扩大和其他新技术的开发从1960年到1965年,中国石油炼制工业不仅努力解决产品品种和工艺技术问题,而且根据大庆油田和其他油田投入开发后出现的原油生产新形势,通过建设新厂和改造老厂,较大幅度地提高了原油加工能力,使石油炼制工业生产规模的扩大跟上了原油产量的增长。除在石油炼制工业内部实行这种三结合外,还同中国科学院和其他工业部门以及有关的高等院校加强联合协作,积极开发和采用新的技术。

石油炼制能力的扩大和其他新技术的开发

从1960年到1965年,中国石油炼制工业不仅努力解决产品品种和工艺技术问题,而且根据大庆油田和其他油田投入开发后出现的原油生产新形势,通过建设新厂和改造老厂,较大幅度地提高了原油加工能力,使石油炼制工业生产规模的扩大跟上了原油产量的增长。1960年大庆油田投入开发后不久,石油部即决定建设大庆炼油厂。这个炼油厂完全依靠国内自己的力量,自行设计和建设,1962年4月动工,1963年9月就建成了第一期工程。一期工程包括年设计能力为100万吨的常减压蒸馏装置和30万吨的热裂化装置,并采用了国内自行开发的一些炼油新技术。1964年至1966年,该厂又进行了第二期工程建设,建成了年设计能力为150万吨的第二套常减压蒸馏装置、60万吨的流化催化裂化装置和铂重整、加氢裂化、加氢精制、冷榨脱蜡、延迟焦化、石油焦焙烧等装置,从而成为当时中国最大的炼油厂。在第二套常减压蒸馏装置的设计中,北京石油设计院经过在新疆独山子炼油厂的工业试验,采用了新型塔盘,使分馏效率大大提高,原年加工能力为100万吨的常压塔改换成新型塔盘,年加工能力提高到了250万吨。

在建设大庆炼油厂的同时,为了解决华东地区的石油产品生产供应问题,又在江苏省新建了南京炼油厂。该厂于1965年建成投产常减压、热裂化、延迟焦化等装置,原油年加工能力为100万吨。同年,胜利油田开始投入开发,北京石油设计院随即开始设计新建胜利炼油厂。

在这一时期,石油炼制部门一方面积极建设新厂,一方面利用原有老炼油厂的基础,进行有计划的改造和扩建,用较少的投资和时间,迅速扩大生产规模。根据当时大庆原油产量不断增长的实际情况,首先对东北地区原来主要加工人造石油的工厂和加工天然原油能力低的炼油厂进行了大规模的改造和扩建。其中,石油一厂1961年4月为适应加工大庆原油的需要,对常压系统进行了改造,采取了增设闪蒸脱水塔、改进换热流程等措施。改造后常压汽化率提高,轻油收率由20.3%提高到24.5%,日处理能力提高到500吨。1961年11月实现常减压系统联合运转,完全加工大庆原油。1962年第四季度到1963年4月,采取更新闪蒸塔、常压炉与减压炉对调等措施,使日加工能力达到1200吨,运转周期首次突破360天,热回收率达到58.3%。1964年4月1日到5月1日,对装置进行了总体改造,主要项目有常压塔接高,全部采用Ⅴ-1型浮阀塔盘,改造减压塔,扩大塔盘泡帽齿缝面积,调整换热流程和平面布置。改造后日处理能力提高到1500吨,轻油收率提高到29.44%,热回收率达到67%,并提高了装置自动化水平。1965年7月,采取常压塔塔盘缩小间距,增加塔盘数,蒸发塔、常压塔、减压塔增开侧线等措施,使装置总拔出率由60.14%提高到63.05%。1966年10月,采取改造蒸发塔、使用浮动喷射塔盘等措施,使日加工量最大可达1900吨。

石油二厂1962年开始利用原有基础进行改建扩建,其中包括北蒸馏装置的改建。北蒸馏装置由抚顺石油设计院设计,加工的原料为大庆原油,年处理能力为50万吨。1962年8月由抚顺石油炼建公司施工,利用了原来的两台方箱炉及蒸发塔、减压塔和部分冷换设备,新建了常压塔、常压汽提塔和一台单斜顶炉,1963年9月建成,一次投产成功,建设投资716.9万元。为适应大庆原油不断增产和社会发展对石油产品需求量不断增加的形势,装置建成后的第二年便开始进行技术改造。1964年7月,增设原油泵和减压渣油泵各一台,改变换热流程,常压塔开四线,使装置日处理能力达到1850吨。1965年9月,采取减压塔圆形泡帽塔盘改为舌形塔盘、改造加热炉、扩大燃烧室等措施,使装置年处理能力提高到70万吨。新建南蒸馏装置,这套装置由抚顺石油设计院设计,年处理能力100万吨,1963年9月3日由抚顺石油炼建公司动工建设,1964年9月建成,一次投产成功,投资1067万元。1965年12月10日到1966年1月13日,由石油二厂设计室设计、石油二厂检修车间施工,对装置进行第一次改造。这次改造的目的是扩大加工能力,主要项目有:增加热负荷为502.42亿焦耳/时(1200万大卡/时)的圆筒炉一座,常压塔进料段以上的槽形塔盘改为浮阀塔盘,减压塔部分槽形塔盘改为舌形塔盘,蒸发塔开一侧线作常压塔中段回流,常压塔及减压塔双切线进料改为单切线进料。改造后年处理能力由100万吨提高到200万吨。1966年11月13日至11月30日,将蒸发塔槽形塔盘改为舌形塔盘;增设汽提塔;增设常三线回流;常压汽提塔由槽形塔盘改为浮阀塔盘;改造炉1(双斜顶炉),增加受热面积,使热负荷由669.89亿焦耳/时(1600万大卡/时)提高到954.59亿焦耳/时(2280万大卡/时)。改造后装置年处理能力由200万吨提高到240万吨。到1966年,年加工能力已达320万吨。

石油五厂在1959年时,原油年加工能力不足10万吨,经过60年代初期的改造和扩建,1965年加工能力扩大到100万吨;石油七厂经过改造,1965年原油年加工能力也提高到了120万吨。与此同时,其他地区的炼油厂也都进行了不同规模的改造和扩建。例如,上海炼油厂1958年年加工能力只有50万吨,60年代初先后扩建了常减压、热裂化、石蜡和润滑油生产装置,1965年年加工能力达到100万吨;茂名石油工业公司1963 年4月建成投产了年加工能力为100万吨的常减压蒸馏装置和湛江码头、油库等配套工程,除仍然生产和加工页岩油外,也开始加工天然原油。(www.guayunfan.com)在这些新厂建设和老厂改造扩建中,坚持实行了“科研、设计、生产三结合”。除在石油炼制工业内部实行这种三结合外,还同中国科学院和其他工业部门以及有关的高等院校加强联合协作,积极开发和采用新的技术。这一时期,除“五朵金花”和前面已提到的新型塔盘外,还有以下技术成就。

1.加氢裂化与制氢

加氢裂化,是国外在20世纪的年代开始发展的炼油新工艺,即石油炼制过程中在较高的压力和温度下,氢气经催化剂作用使重质油发生加氢、裂化和异构化反应,转化为轻质油(汽油、煤油、柴油或催化裂化、裂解制烯烃的原料)的加工过程。它与催化裂化不同的是,在进行催化裂化反应时,同时伴随有烃类加氢反应。加氢裂化实质上是加氢和催化裂化过程的有机结合,能够使重质油品通过催化裂化反应生成汽油、煤油和柴油等轻质油品,又可以防止生成大量的焦炭,还可以将原料中的硫、氮、氧等杂质脱除,并使烯烃饱和。加氢裂化具有轻质油收率高、产品质量好的突出特点。

20世纪50年代,中国科学院大连化学物理研究所、抚顺石油研究所、石油三厂等单位开始进行加氢裂化的研究工作,1965年石油三厂与中国科学院大连化学物理研究所共同努力,在石油三厂建成加氢裂化半工业试验装置,以大庆330~490℃直馏重柴油为原料,在温度为420~450℃、压力为1471万帕斯卡(150公斤/厘米2)的条件下,生产出铂重整原料、低冰点航空煤油和低凝固点柴油。-60℃航空煤油的收率为加氢生成油的32%,-35℃柴油的收率为3%。1965年11月,用大庆原油炼制的热裂化汽油、热裂化柴油、延迟焦化汽油、延迟焦化柴油,按比例混合为原料油,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号航空煤油。60~280℃的4号航空煤油收率为加氢生成油的84.65%。1966年又在大庆炼油厂建成投产了自行开发的年加工能力为40万吨的加氢裂化大型工业装置,生产低冰点航空煤油和低凝固点柴油。同时还配套建成了用大庆油田伴生气为原料的2万立方米/时转化制氢装置。这套大型联合装置由抚顺石油设计院和北京石油设计院负责设计,各种设备,包括高温高压的反应器也都是国内自制,高压氢气压缩机则是利用库存积压的六段往复式压缩机精心改制的。加氢裂化装置操作压力高,对设备要求严格,它的成功投产,是石油炼制技术的又一重要突破。

2.加氢精制

加氢精制也称加氢处理,是石油产品最重要的精制方法之一。它是指在氢压和催化剂存在下,使油品中的硫、氧、氮等有害杂质转变为相应的硫化氢、水、氨而除去,并使烯烃和二烯烃加氢饱和、芳烃部分加氢饱和,以改善油品的质量的炼制方法。有时,加氢精制指轻质油品的精制改质,而加氢处理指重质油品的精制脱硫

从1961年起,石油三厂用自制的催化剂,先后对延迟焦化粗柴油等进行加氢精制,生产出质量较好的车用汽油、灯油、柴油等产品。在发展催化重整技术的同时,为了保护贵重的铂催化剂和保证顺利操作,并确保产品质量,对重整的进料有严格的质量要求,即在重整生成油进行抽提以取得芳烃(苯、甲苯、二甲苯等)产品前,必须对重整的进料进行加氢预处理,对生成油进行加氢后处理,以除去其中的少量烯烃。石油三厂对此进行了研究开发,并在建成年加工能力为2万吨的催化重整工业试验装置的同时,攻克了这些加氢精制技术,将其应用于自建的催化重整装置,而且进一步推广使用于二次加工油的加氢精制,有效地提高了产品质量。

3.硫酸法烷基化生产工艺

硫酸法烷基化生产工艺是炼厂气加工过程之一,是在催化剂(硫酸)存在下,使异丁烷和丁烯(或丙烯、丁烯、戊烯的混合物)通过烷基化反应,以制取高辛烷值汽油组分的过程。以异丁烷和丁烯为原料,产品的研究法辛烷值可达94;以丙烯、丁烯、戊烯混合物为原料则辛烷值稍低。烷基化汽油的敏感性好,蒸气压低,感铅性好(加少量四乙基铅可显著提高汽油辛烷值),是生产航空汽油和高标号车用汽油的理想调合组分。60年代初期,兰州炼油厂、石油二厂分别建成了硫酸法烷基化装置。它以炼油厂气体中的丁烷、丁烯馏分为原料,以浓硫酸为催化剂,经烃化反应生成工业异辛烷,作为提高车用汽油和航空汽油辛烷值的调合组分,因而成为综合利用炼油厂气体资源来提高汽油质量与产量的一种重要加工方法。石油二厂烷基化装置由抚顺石油设计院设计,1965年9月开始,由抚顺石油炼建公司施工,1966年7月建成,10月一次投产成功。主要设备有原料粗分馏塔、原料精分馏塔、脱异丁烷塔、脱戊烷塔、烷基化油再蒸馏塔、脱异丁烯塔和丙烷丙烯分馏塔以及立式管壳型反应器3台、压缩机(介质氨)2台。气体分馏装置设计年处理能力为13万吨,轻烷基化油装置设计年产量为4.5万吨。1965年在设计胜利炼油厂时,也安排建设了烷基化装置。

通过新厂建设和老厂改造扩建,以1965年与1959年相比,中国新增原油加工能力844万吨,总计达到1423万吨,始终保持与原油生产能力同步增长并略有超过的局面。同时,由于炼油工艺技术的迅速发展,产品品种、质量和数量都有大幅度的提高和增长。

1960年至1965年,中国石油炼制工业在前10年初步发展的基础上取得了巨大成绩,大大缩短了与世界先进技术的差距。其中的加氢裂化工业装置,国外也是在1960年前后才正式投产的。在这段时间里,石油炼制部门的广大干部、工程技术人员和工人群众怀着“为国争光、为民争气”的紧迫感与责任感,在工作中创造了很高的效率。他们对于一切技术难题,既不盲目自大,也不崇洋自薄,而是实事求是地吸取可能获得的国外先进经验,经过消化吸收,改造成为自己的技术。其中,广大科技人员做出了卓越的贡献,无论是解放前就从事石油炼制事业的工程技术人员,还是50年代排除万难奔回祖国的专家学者,以及解放后成长起来的青年技术干部,包括曾到苏联学习、实习过的工程技术人员,都能奋力工作,各展其才。此外,石油炼制工业的发展,还得到各地方、各有关工业部门和高等院校的协作配合,从而解决了发展中的一系列问题,攻克了一道道难关,争取了速度,赢得了时间,使我国石油产品基本实现了自给。图3-3为1963年12月26日的《人民日报》对关于石油产品基本自给的报道。

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