石油化工工艺的研究

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石油化工工艺的研究
文 ／ 吕永天
【 要】 摘 当前世界各国企业和研究单位均对石油化工产品的生产和石油炼制、石油化工工艺技术的发展
物 财 本 进行了越来越多的重视， 并投入较大的人力、 力、 力进行开发。 文首先探索传统工艺和环境保护的要求 分析了传统工艺的滞后性， 并从石油的分类、 术到设备等角度对石油化工工艺进行具体的探讨。 技 【 键词】 石油工艺 关 环境 设备 技术
经济的快度发展带动了全球石油工业的巨大发展， 但是伴随着 经济的发展， 石油开采的加大， 各国对环境质量要求的提高， 人们环 保意识的增强和各种环境保护法对环保要求的不断提高， 石油化工 面临着环境的挑战， 在石化工业为全球经济作出巨大贡献的同时， 由此而引起的空气污染、 雨、 球变暖、 氧层变薄等也为我们带 酸 地 臭 来 忧 虑 。当 前 世 界 各 国 企 业 和 研 究 单 位 均 对 石 油 化 工 产 品 的 生 产 和 石油炼制、 油化工工艺技术的发展进行了越来越多的重视， 并投 石 入较大的人力、 力、 力进行开发。因此可以说， 石油化工工艺的 物 财 开发与创新很可能是决定石油化工工业未来生存和发展的关键。 一、 统工艺的滞后性 传 （ 一） 传统炼油工艺 目 前 世 界 上 广 泛 采 用 的 炼 油 工 艺 多 是 在 ４０ 年 代 前 后 开 发 出 来 的， 其技术基础已不能适应当前环境保护的要求， 目前要建设一个 清 炼 大型炼油厂或原有老厂改建成大型炼油厂， 必须是一个“ 洁” 油 厂。所谓“ 洁” 油厂应该是产品应是“ 洁” 品， 即产品应该完 清 炼 清 产 清 工 全符合环保法规的要求； 采用无污染或少污染的“ 洁” 艺， 把污 染从根本上排除， 实现“ 洁” 产； 全厂要有完善配套的环境保护 清 生 措施。 （ 二） 环境保护的相关要求
润 １、 滑 油
美国和欧洲正朝着可生物降解润滑油趋势发展。 于雪撬、 锯 用 链 和其他发动机机具的二冲程发动机油要求必须是可生物降解的。德 国已开始实施代号为“ 色天使” 庞大计划， 以鼓励使用可生物降 蓝 的 解液压油。现在的技术已转向混合菜籽油， 这在切削油和金属加工 油 领 域
是 十 分 明 显 的 。 ＭＯＢＩＬ 公 司 认 为 ， 应 该 从 润 滑 油 的 整 个 生 命 周期来讨论环境问题。即要考虑润滑油的研究开发、 产、 装、 生 包 使 用 和 回 收 等 各 个 阶 段 的 环 境 问 题 。例 如 ， 生 物 降 解 性 较 差 ， 但 稳 定

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性 好、 油期更长的润滑油， 可能比生物降解性高、 需经常换油的润 换 但 滑油有更好的环境性能。再生润滑油的使用也可以减轻环境污染， 而且能恢复润滑剂的使用价值， 对提高经济性也有好处。
汽 ２、 油
为了达到新配方汽油生产的质量要求， 催化裂化由单一生产高 异 辛烷值汽油， 转向既生产高辛烷值汽油， 又生产异丁烯、 戊烯等醚 化原料； 催化重整要 降 低 操 作 苛 刻 度 ， 以 减 少 重 整 生 成 油 中 芳 烃 含 量； 异丁烷与丁烯烷 基 化 生 产 的 烷 基 化 油 ， 由 于 辛 烷 值 高 和 蒸 汽 压 低， 并且不含烯烃和芳烃， 是理想的新配方汽油组份， 应尽可能增 产 ， 所 以 原 料 烯 烃 由 正 丁 烯 扩 大 到 包 括 丙 烯 和 戊 烯；同 祥 原 因 ， 轻 质 烷 烃 异 构 化 的 原 料 从 正 戊 烷 、 己 烷 扩 大 到 正 庚 烷；由 于 甲 基 叔 丁 基 正 醚、 基叔戊基醚等含氧化合物已成为汽油的重要组分， 已开发了 甲 多种的这类醚化合物合成工艺， 还开发增产醚化原料异丁烯异构化 技 术 。 醚 类 合 成 技 术 可 以 生 产 多 种 醚 类 含 氧 化 合 物 ， 包 括 ＭＴＢＥ． ＴＡＭＥ ， ＥＴＢＥ ， ＴＲＥＥ 以 及 轻 汽 油 的 醚 化 合 物 ， 但 主 要 的 还 是 ＭＴＢＥ 和 ＴＡＭＥ 。目 前 生 产 醚 类 的 催 化 蒸 馏 工 艺 一 般 有 一 个 预 反 应 器 ， 再 进 入催化蒸馏塔， 剩余的反应在塔中继续进行， 还有采用固定床或膨 胀床进行反应， 再与蒸馏塔组合来完成反应。近期开发的技术是用 轻催化汽油或轻裂解焦油为原料， 先除去双烯， 然后进入反应器与 蒸馏塔的组合系统生产醚类． 其优点是流程简单， 无甲醇等回收装 置， 并且转化率高。新的含氧化合物的生产技术如从丙烯生产二异 丙基醚等已开发成功。为了满足降低汽油中苯含量的要求， 又先后 开发了轻汽油馏分中苯加氢和苯烷基化、 提分离苯等技术。 抽
柴 ３、 油
１９９０ 年 美 国 清 洁 空 气 法 （ＣＡＡ） 修 正 案 规 定 ， 逐 步 推 广 使 用 新 配
方 汽 油 （Ｒｅｆｏｒｍｕｌａｔｅｄ Ｇａｓｏｌｉｎｅ）， 减 少 由 汽 车 尾 气 中 一 氧 化 碳 和 烃 类 引 发的臭氧对空气的污染。新配方汽油要求限制汽油的蒸汽压、 含 苯 量 ， 苯 含 量 不 大 于 １９６ （ 体 ） ， 不 含 重 金 属 ， 比 如 甲 基 叔 丁
基 醚 （ＭＴＢＥ 甲 叔 甲 乙 ） 、 基 叔 戊 基 醚 （ＴＡＭＥ） ， 乙 基 叔 丁 基 醚 （ＥＴＢＥ） 、 丁 醇 、 醇 、 醇 。 但带来的问题是增加成本， 腐蚀有所加快， 特别是添加醇类含氧化 合 物 时 ， 也 会 引 起 尾 气 ＮＯＸ 的 少 量 增 加 。

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除 了 上 述 一 般 要 求 ， ＣＡＡ 还 对 新 配 方 汽 油 的 使 用 性 能 提 出 严 格 要 求 ， 从 １９９５ 年 １ 月 １ 日 起 ， 使 用 新 配 方 汽 油 的 汽 车 尾 气 中 挥 发 性 有 机 化 合 物 （ＶＯＣ） 和 毒 性 空 气 污 染 物 含 量 必 须 比 使 用 基 础 汽 油 的 基 础 汽 车 减 少 １５％ ， 到 公 元 ２０００ 年 减 少 ２５％ ， 根 据 当 时 的 技 术 可 行 性 和 成 本 ， 此 指 标 可 能 有 变 化 ； 但 不 会 小 于 ２０％） 。 谓 基 础 汽 车 是 指 具 有 代 表 性 的 １９９０ 年 车 型 ， 基 础 所 汽 油 是 指 １９９０ 年 全 美 平 均 水 平 的 夏 季 汽 油 。 近 期 欧 洲 一 些 国 家 ， 如 瑞 典 、 国 等 又 提 出 新 配 方 柴 油 （Ｒｅｆｏｒｍｕｌａｔｅｄ Ｄｉｓｅｌ ） ， 要 求 硫 含 量 不 英 大 于 ｌ０ｐｐｍ ， 芳 烃 含 量 不 大 于 ５％ ， 十 六 烷 值 不 低 于 ５０ ， 同 时 对 于
新配方柴油的生产要求在现有柴油加氢精制工艺基础上， 进一 步开发新型高效催化剂， 改造目前现有的工艺来实现。为达到上述 目的， 一是要有性能优异的深度加氢脱硫催化剂， 井要求加氢催化 剂有较高活性， 且采用密相装填。以脱除难以加氢脱硫的烷基硫药 等硫化物， 二是要有抗硫的贵金属芳烃饱和催化剂， 能使芳烃加氢 饱和在较低压力下进行， 以节省投资。国外在这方面的研究已有进 展 ， Ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ ， 已 开 发 出 一 种 新 型 高 效 加 氢 精 制 催 化 剂 ， 活 性 可 提 高
９５％ 馏 出 温 度 分 别 要 求 不 高 于 ２９５℃和 ３１０℃。 我 国 １９９６ 年 ４ 月 １ 日 开 始 实 施 的 《 国 石 化 总 公 司 润 滑 油 基 中 础 油 标 准 》 中 对 于 ＨＶＩＷ１００，ＨＶＩＷ１５０，ＨＶＩＷ２００ 蒸 发 损 失 的 要 求 是 分 别 不 大 于 ２５ ％ ，１７％ 和 １３％ ， 对 于 ＨＶＩＳ１００，ＨＶＩＳ１５０，ＨＶＩＳ２０Ｕ 蒸 发 损 失 的 要 求 是 分 别 不 大 于 ３０％，２０％ 和 １５％ ， 以 此 满 足 内 燃 机 油 向
低粘度、 级化方向发展， 解决由于轻质基础油蒸发损失过大所造 多 成的油耗增加、 油变稠和排气污染等一系列间题。 机 二、 油化工工艺的发展 石 （ 一） 石油分类的优化
３０％ 一 ４０ ０ｗ， 并 于 今 年 工 业 化 。 为 了 处 理 超 低 硫 要 求 的 柴 油 ， 开 发 出 具 有 较
高 活 性 的 ＫＦ７５２ 加 氢 催 化 剂 。 为 了 达 到 超 深 度 脱 硫 ， 满 足 新 配 方 柴 油 的 要 求 ， 可 开 发 ＫＦ７５６ 高 效 加 氢 催 化 剂 ， 比 ＫＦ７５２ 的 脱 硫 活 性 提 高 １５％ ， 脱 氮 活 性 提 高 １０％ 一 １５

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（ 二） 生产技术的提高 采用无毒、 害或低毒性催化剂、 剂和有机原料， 从而使之 无 助 不 对 环 境 造 成 危 害 和 污 染 的 一 个 典 型 例 子 是 烷 基 化 过 程 。烷 基 化 是 采 用 ＨＦ ， 玫 ＳＯｐ 作 为 催 化 剂 ， 所 以 开 发 固 体 酸 代 替 ＨＦ， 玩 ＳＯｐ 作 为 保 烷基化催化剂， 以消除对环境的污染、 障安全和健康已成为石油 炼制开发的重点技术之一。现阶段， 正在开发的固体酸催化剂分两 类 ：一 类 是 液 体 酸 载 化 催 化 剂 ， 另 一 类 是 固 体 酸 催 化 剂 。 近 年 已 开 发 出一种新型固体酸烷基化催化剂， 目前已完成中试， 具备建设工业 示范装置的条件， 本世纪末可望工业化。 北京石油化工科学研究院在该领域进行了多年研究， 也取得了 一些突破性进展。另一更为成熟的工艺是为了减少汽油、 煤产品 航 梅洛克斯脱臭工艺中产生的废碱液， 石油大学开发了无碱液汽油脱 臭工艺， 已广泛地应用于包括茂名石化公司在内的许多国内炼油厂． 取得了良好的效果， 不仅明显提高了精制汽油合格率， 而且大幅度 降 低 了 碱 液 的 排 放 。近 期 的 发 展 表 明 固 体 碱 脱 臭 工 艺 也 取 得 了 一 定 的进展， 开发出固体碱液负载磺化钦著钻的催化剂， 对航煤原料有 良 好 的 脱 硫 醇 初 活 性 ， 由 此 可 以 最 大 限 度 地 减 少 碱 液 排 放 。另 外 ， 目 前石油化工产品甲基丙烯酸甲醋的生产大部分采用传统的丙酮氰 醇法， 它使用丙酮和氢氰酸为原料来生产甲基丙烯酸甲酷。由于氢 氰酸有剧毒， 在生产过程中需要有严格的防护措施， 产生的含氰废 水 也 需 要 进 行 处 理 。近 期 研 究 成 功 以 异 丁 烯 为 原 料 ， 经 二 步 氧 化 、 酷 化生产甲基丙烯酸甲醋工艺， 开辟了用无毒无害原料生产甲基丙烯
酸甲酷的新途径。 （ 三） 石油化工设备的改进 随着技术的进步， 已从常规设计转到分析设计和优化设计， 加之 考虑到石化生产工艺和环境保护的要求， 现在为了解决回火脆性问 题 就 要 求 对 其 严 格 控 制 ， 并 规 定 了 Ｘ、 系 数 ， 为 防 止 堆 焊 层 的 热 裂 Ｊ 倾 向 和 ａ 相 变 化 ， 也 规 定 了 表 面 铁 素 体 含 量 的 范 围 。在 制 造 上 ， 对 石 化 设 备 的 制 造 工 艺 、 接 评 定
、 处 理 及 无 损 探 伤 检 验 等 （包 括 质 量 焊 热 管 理 ）都 有 了 较 严 的 要 求 。 动 部 和 地 方 劳 动 部 门 对 石 化 工 业 用 压 力 劳 容器等都进行严格的管理， 世界一些工业较发达的国家都是如此。 高性能的板片式换热器， 因其紧凑、 应

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性强、 装清洗方便， 适 安 宜在我国然油、 化装置的某些适宜场合逐渐扩大应用， 定会显示 石 出良好的热回收和节能效果， 新型焊接板式换热器突破了板片换热 器胶板材料对温度、 力和介质的限制， 预期在石化工业中将有广 压 泛的应用前景。 近年来从提供足够大的传质表面积、 低压降、 进液膜更新和 降 促 改善堆砌效应的思路出发而开发了多种颇具特色的新型乱堆填料， 对其进行必要的试验验证和合理吸收消化， 必将有助于我国乱堆填 料技术水平的提高。各种高效规整填料和新一代液相分配系统的开 发， 使规整填料已成功地用于国内外成千座大型塔器上， 合理运用 规整填料的高效率、 压降的特点， 将有助于改善和提高我国炼厂 低 的减压蒸馏操作水平。
（作者单位系神华包头煤化工有限公司）
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机组运行情况， 测试锅炉在不同负载下， 最佳风量配备及节能测试。 得出引风机使用内反馈串级调速电动机的节能效果， 现场测试内反 馈串级调速与挡板调节时电动机输入功率值（ 见表） 。 根 据 公 式 ： （ 异 步 功 率－ 调 速 运 行 功 率 ） ／异 步 运 行 功 率× １００％ 。 可得： 引风机采用内反馈串级调速后， 相比使用挡风板调节的节电 率 达 ６２．３％ 。 其 中 发 电 负 荷 率 直 接 影 响 内 反 馈 串 级 调 速 系 统 的 节 电 效 果 ， 而 且 所 带 负 荷 率 在 ５０％～ ６０％ 之 间 的 节 电 效 果 尤 其 明 显 。从 各 负 荷 节 电率 曲 线 （ 见 图 ３） 也 可 直 接 反 映 出 来 。 随 着 负 荷 的 增 加 ， 节 电 效 果 明 显 减 小 ， 当 负 荷 率 超 过 ８５％ 后 ， 节 电 效 果 已 不 再 显 露 。故 节 电 调 速 只 适 合 于 机 组 ５０％ ～ ８０％ 负 荷 时 运 行 ， 超 过 ８０％ 负 荷 则 应 转 换成异步运行状态。
附表 内反馈串级调速与挡板调节时电动机节能情况
七、 束语 结 经 可 纵观所叙， 不言而喻， 无论从技术性、 济性、 靠性以及节能 效果等几方面综合考量与评价， 内反馈串级调速系统都具有较好的 性价比和节能降耗效果。在整个内反馈调速系统中， 操作程序均受
ＰＬＣ 逻 辑 控 制 ， 可 与 机 炉 ＤＣＳ 协 调 控 制 操 作 ， 使 该 系 统 更 加 自 动 化 、
智能化、 性化。尤其在
机组的调峰运行中， 显示出明显的节电效 人 果和经济效益。
参考文献
［１］ 胡 崇 兵 主 编 ． 现 代 交 流 调 速 技 术 ． 北 京 ： 机 械 工 业 出 版 社 ， １９９８． ９ ［２］ 李 华 德 主 编 ． 交 流 调 速 控 制 系 统 ． 北 京 ： 电 子

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工 业 出 版 社 ， ２００３． ３ ［３］ 陈 伯 时 ， 陈 敏 逊 编 著 ． 交 流 调 速 系 统 ． 北 京 ： 机 械 工 业 出 版 社 ， ２００５． ４ ［４］ 李 发 海 ， 王 岩 主 编 ． 电 动 机 与 拖 动 基 础 ． 北 京 ： 人 民 教 育 出 版 社 ， １９８６． ６ ［５］ 何 守 光 ， 邓 志 发 ． 内 反 馈 调 速 技 术 在 电 厂 的 应 用 ． 中 国 电 力 ， ２００１． ９ （作者单位系广州黄埔粤华发电有限责任公司）
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的 部 分 在 上 锅 筒 上 部 深 度 为 ０．４ｍｍ 。 新扩建和改造的供热系统施工后， 应对管线进行吹扫。 参考文献 工 ［１ ］ 《 业 锅 炉 水 处 理 技 术 》 郝 景 泰 于 萍 周 英 主 编 气 象 出 版 社 工 原子出版社 ［２ ］ 《 业 锅 炉 防 垢 除 垢 技 术 》 姚 继 贤 编 写 （作者单位系 １ 新疆克拉玛依市供热公司工业园车间 ２ 供热公司星光车间 ３ 供热公司生产科 ４ 供热公司营销中心）
７ 几点建议 ７．１ 为 了 保 证 锅 炉 安 全 经 济 运 行 ， 还 必 须 要 抓 好 技 术 培 训 工
作， 出现问题及时解决， 利用每年
停炉季节对水处理工进行理论和 实际操作培训， 进行技术考核， 进一步提高车间职工的技术素质。
７．２ 定 期 清 除 除 污 器 内 杂 质 。 ７．３ 在 供 暖 期 结 束 后 ， 应 将 采 暖 系 统 的 水 彻 底 的 放 干 净 ， 同 时
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