《能源监测与评价》——石油化工企业的节能监测（一）

6.催化重整

主要原料为石脑油(轻汽油、化工轻油、稳定轻油)，其一般在炼油厂进行生产，有时在采油厂的稳定站也能产出该项产品。质量好的石脑油含硫低，颜色接近于无色。

催化重整的主要产品有高辛烷值的汽油、苯、甲苯、二甲苯等产品(这些产品是生产合成塑料、合成橡胶、合成纤维等的主要原料)，还有大量副产品氢气。

催化重整(简称重整)是在催化剂和氢气存在下，将常压蒸馏所得的轻汽油转化成含芳烃较高的重整汽油的过程。如果以80～180℃馏分为原料，产品为高辛烷值汽油;如果以60～165℃馏分为原料油，产品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳烃，重整过程副产氢气，可作为炼油厂加氢操作的氢源。重整的反应条件是：反应温度为490～525℃，反应压力为1～2MPa。重整的工艺过程可分为原料预处理和重整两部分，见图4-26。

催化重整在炼油中的作用主要有：①能把辛烷值很低的直馏汽油变成80～90号的高辛烷值汽油。②能生产大量苯、甲苯和二甲苯，这些都是生产合成塑料、合成纤维和合成橡胶的基本原料。③可副产大量廉价氢气。催化重整得到的汽油、苯系列产品等可以作为产品销售，副产品氢气可以作为加氢反应的来源。

由常减压蒸馏初馏塔、常压塔顶来的直馏轻汽油馏分，经预分馏切出以前的馏分，将60～180℃轻烃组分与氢气混合后，如热至280～340℃进行预加氢，以去除硫、氮、氧等杂质，再与氢气混合加热至490～510℃进入重整反应器，在铂催化剂的作用下，进行脱氢芳构化反应和其他反应生成含芳烃量较高的高辛烷值汽油，可直接用作汽油的调和组分，也可经芳烃抽提，分离提取苯，甲苯、二甲苯等化工产品。副产品有液化石油气和氢气。氢气可作为加氢精制和氢裂化装置用氢的主要来源。因而加氢精制往往与重整组成联合生产装置催化重整加氢精制。

所有的重整过程均采用固定床系列(通常是3个)反应器：第一反应器的主要反应是环烷脱氢，第二反应器发生C5环烷异构化生成环己烷的同系物和脱氢环化，第三反应器发生轻微的加氢裂化和脱氢环化。典型的工艺条件为：770K～820K和3000kPa，氢和烃的摩尔比为10：1～3：1。

随着重油加工深度的增加，重油催化裂化装置的比例也在不断增加。催化裂化装置能耗一般占全厂总能耗的25%～35%，已成为炼油装置中首屈一指的能耗大户。根据催化裂化装置的用能特点，节能重点包括三个方面：①采取优化原料组成、优选催化剂、优化操作条件等措施来提高目的产品的收率，减少生焦，同时优化设计，采用新技术、新设备减少蒸汽和动力消耗。②对再生烟气能量进行充分优化利用。③充分利用和优化利用反应油气热量。根据上述三方面的重点节能方向，此种装置可采取的先进节能措施如下：推广应用先进技术，降低焦炭产率和减少装置结焦;提高烟机与装置的同步运转率，进一步提高烟气能量的利用率;利用先进技术对余热锅炉进行改造;热联合和优化利用低温余热;应用再生烟气CO器外燃烧技术提高烧焦能力;加强与其他单元的热联合和低温余热的优化利用等。

7.加氢精制

精制原料为含硫、氧、氮等有害杂质较多的汽油、柴油、煤油、润滑油、石油蜡等。精制产品为精制改质后的汽油、柴油、煤油、润滑油、石油蜡等产品。加氢处理是石油产品最重要的精制方法之一，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。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。

加氢精制可用于各种来源的汽油、煤油、柴油的精制、催化重整原料的精制，润滑油、石油蜡的精制，喷气燃料中芳烃的部分加氢饱和，燃料油的加氢脱硫，渣油脱重金属及脱沥青预处理等。氢分压一般为I～10MPa，温度为300～450℃。催化剂中的活性金属组分常为钼、钨、钴、镍中的两种(称为二元金属组分)，催化剂载体主要为氧化铝或加入少量的氧化硅、分子筛和氧化硼，有时还加入磷作为助催化剂。喷气燃料中的芳烃部分加氢则选用镍、铂等金属。双烯烃选择加氢多选用钯，见图4-27。

各种油品加氢精制工艺流程基本相同，原料油与氢气混合后，送入加热炉加热到规定温度，再进入装有颗粒状催化剂的反应器(绝大多数的加氢过程采用固定床反应器)中。反应完成后，氢气在分离器中分离出，并经压缩机循环使用。产品则在稳定塔中分离出硫化氢、氨、水以及在反应过程中少量分解而产生的气态氢。

8.延迟焦化

焦炭化过程(简称焦化)是提高原油加工深度、促进重质油轻质化的重要热加工手段。它又是唯一能生产石油焦的工艺过程，是任何其他过程所无法代替的，焦化在炼油工业中一直占据着重要地位。

焦化是以贫氢重质残油(如减压渣油、裂化渣油以及沥青等)为原料，在高温(400～500℃)下进行的深度热裂化反应。通过裂解反应，使渣油的一部分转化为气体烃和轻质油品，由于缩合反应，使渣油的另一部分转化为焦炭。一方面由于原料重，含相当数量的芳烃;另一方面焦化的反应条件更苛刻，因此缩合反应占很大比重，生成焦炭多。

炼油工业中曾经用过的焦化方法主要是釜式焦化、平炉焦化、接触焦化、延迟焦化、流化焦化等。目前延迟焦化应用最广泛，是炼油厂提高轻质油收率的手段之一，在我国炼油工业中将继续发挥重要作用。

延迟焦化的特点是，原料油在管式加热炉中被急速加热，达到约500℃后迅速进入焦炭塔内，停留足够的时间进行深度裂化反应，使得原料的生焦过程不在炉管内而延迟到塔内进行，这样可避免炉管内结焦，延长运转周期。

以减压渣油为原料，经加热至500℃左右，进入焦炭塔底部，在塔内进行较长时间的深度分解和缩合等反应。反应后的油气自焦炭塔顶逸出，经分馏得到气体、汽油、柴油、蜡油、重质馏分油等产品。焦化反应生成的焦炭则聚集在焦炭塔内，经大量吹入蒸汽和水冷后，用高压水(压力13～15MPa，流量140m3/h)进行水力切割，变为块状石油焦成品。

焦化所产汽油、柴油很不稳定，含胶质高、颜色易变深并且含杂质多，必须进一步精制才能作为成品出厂。焦化重质馏分油作为催化裂化原料。石油焦可广泛用于冶金或作为化工生产的原料。

延迟焦化装置由于其工艺简单、投资低、操作费用低等特点而得到石油化工企业的重视与普遍应用。2005年国内焦化装置能力将达到4500万t/a，占原油一次加工能力的20%左右。据预测，今后20年焦化工艺的应用仍将以年均7%以上的速度逐步增长。为此，深入开展好延迟焦化装置的节能工作也具有非常重要的意义。在延迟焦化装置的能耗组成中，燃料消耗约占70%，电消耗约占15%，蒸汽消耗约占10%，其余为水耗。因此，降低焦化装置能耗的重点须从节约燃料和电消耗人手。其主要节能措施包括：在满足产品收率的前提下，降低装置循环比，减少加热炉进料量，节约燃料消耗;采用高效空气预热器和高效加热炉火嘴;采用双面辐射加热炉提高加热炉效率;采用变频调速技术，降低电耗;优化加工流程，提高低温热的利用率;延长开工周期，降低装置能耗等。

9.气体分馏

以脱硫后的液化石油气为原料，用精馏的方法分离制取丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等组分，为石油化工生产提供原料的生产过程。其工艺大都采用五塔流程。精馏塔在1～2.2MPa的压力和稍高于常温条件下操作，见图4-28。