石油工厂里,那些高塔,管子,冒火的烟筒都

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提起石油工业,大部分人的直观印象就是在偏远地区建立一座石油工厂,那里高塔林立,各种罐子管子连接在一起,还有几个常年冒着火的烟筒。可要是问你这些设备都是干啥用的,大概就说不上来了吧。

要是问你在现全球面临什么样的危机,你可能脱口而出的是能源危机,在能源危机的大环境下,电力的主要来源还是依靠火力发电来满足需求的,新兴的发电技术目前还存在局限性,只能满足少数的地区使用。

核电因为各种各样的争议和技术限制,短时间里也不能大面积应用。石油作为另一大能源命脉,如何加工和利用好它们,就变得格外重要了。

那些石油工厂里的各种设备,自然也是为更好提炼和利用石油建成的。那些各种罐,桶这样的设备,在它们的身上都连着巨大的管子通往别处,还有供人行走的平台,这些设备就统称为“塔”

裂解炉

我们都知道原油主要成分是多种碳氢化合物,由少量的“烯烃”和各种不活泼的“烷烃”构成,这些烷烃经过简单的分离是不可以当做化工原料使用的,必须想办法将大部分“烷烃”转换成性质比较活泼的“烯烃”,所以,原油进入工厂的第一步就是通过高温的“裂解炉”把大部分的烷烃转换为烯烃。

冷却塔

由于裂解之后的石油原料已经大部分转化为气体,而且其温度高达到摄氏度,要想把裂解之后的气体进一步冷却下来,就需要“冷却塔”进行冷却,其内部结构多为曲折的通道,或者是带孔隙的塔板上填充有冷却填料,气体塔板或填料的孔隙中曲折的上升,遇到冷却水或者其他冷却物质,温度就可以得到下降。

碱洗塔

被冷却后的原料,还不能变成可以利用的产品,因为大多数工业用原料都要求比较纯净,而原油本身就是一个复杂的混合体,被裂解之后成分更加复杂了,除了烯烃之外还产生炔烃。通常还会含有一些磷和硫等不友好的物质,影响下一步的加工。这时候就需要用“碱洗塔”来将杂质去除。

吸收塔

接下来相对纯净一些的半成品将会被送进“吸收塔”将有用的东西吸收保存下来生成第一次产品,将一些其他物质转换成副产品输出。所以,吸收塔并不只会是一个两个,而是一连串的塔用粗粗的管道连接在一起,每通过一个塔,半成品中的一种物质就被吸收下来。这样,依次通过吸收塔,就将产品分离开了。

精馏塔

被吸收塔吸收过的一次产品依然还包含着大量的杂质,接下里就要用到“精馏塔”来进一步提纯了。就像自来水被反复蒸馏之后才可以得到相对纯净的蒸馏水那样,被裂解并粗分离后的碳氢化合物想要更加纯净,就需要经过上百次精馏才行。精馏塔内部会被分割成几十个甚至上百个小段,每一个小段就相当于一只蒸馏釜。所以精馏塔可以生产出最后的产品,也是工厂里最多的一种塔。

经过这一系列的折腾之后,原油的初次加工就告一段落了,原油已经被分离成沥青、石蜡、润滑油、各种油料和烃类物质了。如果想要进一步的通过反应来获取更多的化工原料,还需要继续进行分离、提纯、精馏。就还需要针对具体的情况,建立更多的“塔”来完成。

还有一个现象,小伙伴们一定很好奇,那就是为什么石油化工厂里总有几个烟筒常年喷着火。也不知道下雨天会不会被浇灭。更多人的疑问应该是为什么要烧掉这些气体,白白浪费掉很可惜,难道石油公司就是有钱任性烧吗?可以明确回答的一点就是,石油公司很抠门,他也知道那样一年要烧很多钱。

其实那不是什么烟筒,而是被称作“安全火炬”的一种安全设备,一个化工厂里往往有好几个。大部分时候只是飘着淡红色的小火苗,偶尔才会烧起熊熊大火,这样做的目的就是为了安全。

因为石油是易燃物质,在加工和提炼的过程中,无论是最终产品还是副产品,就包括中间产品也是易燃物质。有些其他不光易燃,而且还很毒。如果这部分气体泄漏出去,就会弥散在空气中,环境污染就不说了,毒死人可是要负责任的。而且更要命的是,他们大多数要比空气重,会蔓延在工厂地面,闹不好碰上火种就炸了,这事儿可不是闹着玩的。索性收集起来一把火点了。

安全火炬可谓是十分重要,经验丰富的工作人员甚至看一眼火炬的情况,就知道化学反应是不是正常进行。不过随着科技的进步,这部分气体也尽可能被回收利用了。毕竟厂领导说了,苍蝇腿也是肉嘛。尽管回收的比较彻底,但是安全火炬也不能废除,因为一旦意外,还要通过他来将大量的有毒可燃气体烧掉。

小伙伴们看到这里一定意犹未尽吧,其实关于石油化工还有很多有趣好玩的地方,比如你知道全球不同油田产出的原油有什么不同吗?我们将在后期的推送里呈现给大家。

纵观历史,为了资源和利益的入侵与军事占领,从来不乏教科书式的案例。就拿海湾战争来说,小国家发现资源(石油、矿产)并不是一件值得骄傲的事情,恰恰相反这可能是一场血雨腥风的战争。

石油炼制工业是把原油通过石油炼制过程加工为各种石油产品的工业。包括石油炼厂、石油炼制的研究和设计机构等,石油炼厂中的主要生产装置通常有:原油蒸馏(常、减压蒸馏)、热裂化、催化裂化、加氢裂化、石油焦化、催化重整以及炼厂气加工、石油产品精制等,主要生产汽油、喷气燃料、煤油、柴油、燃料油、润滑油、石油蜡、石油沥青、石油焦和各种石油化工原料。

重要性

石油炼制工业和国民经济的发展十分密切,无论工业、农业、交通运输和国防建设都离不开石油产品。石油燃料是使用方便、较洁净、能量利用效率较高的液体燃料。各种高速度、大功率的交通运输工具和军用机动设备,如飞机、汽车、内燃机车、拖拉机、坦克、船舶和舰艇,它们的燃料主要都是石油炼制工业提供的。一架波音飞机飞行km要用喷气燃料6t;一辆4t载重汽车百吨公里耗油约5kg;一辆4t柴油汽车百吨公里耗柴油约3kg;一标准台拖拉机年耗柴油约4t以上。

处在运动中的机械,都需要一定数量的各种润滑剂(润滑油、润滑脂),以减少机件的磨擦和延长使用寿命。当前,润滑剂的品种达数百种,绝大多数是由石油炼制工业生产的。

石油炼制产品用途

石油炼制工业提供的石油化工原料,可用于生产合成纤维、合成橡胶、塑料以及化肥、农药等。

世界概况

年,世界原油总加工能力约3.7Gt,炼厂数约余座。年加工量在70Mt以上者有11个国家,其中最大的是美国,约占世界总量的五分之一,其次是苏联、日本和西欧一些国家。

世界主要炼油国家油品消费结构中,以汽油、柴油和燃料油的消费量最大。日本和西欧的一些国家因煤和天然气短缺,电站锅炉和工业窑炉大量使用原油常减压蒸馏的渣油作为燃料油,因而炼油厂的加工深度较浅,催化裂化、石油焦化、加氢裂化等装置所占的比例较小。而美国等因煤和天然气较多,可用作锅炉燃料,还由于汽油需用量很大,故炼油厂多为深度加工,大部分渣油被加工转化为汽油。

中国概况

中国是最早发现和利用石油的国家之一(见石油炼制工业发展史),但近代石油炼制工业是在中华人民共和国成立后,随着大庆油田的开发和原油产量的增长才得到迅速发展的。加工手段和石油产品品种比较齐全,装置具有相当规模和一定技术水平,已成为一个能基本满足国内需要,并有部分出口的加工行业。

年中国原油加工量为4.89亿吨,较年增长万吨,同比增长5.4%;成品油产量为2.99亿吨,同比增长6.2%。其中,汽油产量为万吨,同比增长6.5%;柴油产量为1.80亿吨,同比增长5.5%;煤油产量为万吨,同比增长11%。

中国石油、中国石化的炼厂装置平均规模可分别提高到万吨/年和万吨/年。中国石化集团所属镇海炼化炼油能力达到万吨/年;年,大连石化改扩建后炼油能力达到万吨/年。

炼油厂装置的组成是根据中国原油特点和产品需要而确定的。中国大多数原油含重馏分多、含蜡量高、含硫量低。因此,催化裂化、焦化、热裂化、加氢裂化等二次加工装置所占的比例达三分之一以上。

发展趋势

从年开始,原油国际市场价格上涨,并由于世界很多油田开采已处于中后期,轻质原油开采量减少,重质原油产量相对增加。此外,国际上对环境保护日益重视,对石油产品质量要求更高。这些因素促使近年来石油炼制工业发生以下重大变化:

①世界原油加工能力的增长速度减慢发达国家的原油加工能力过剩,开工率降到60%~70%,在此期间,中东产油国的石油炼制工业则迅速发展。

②石油产品结构发生较大变化燃料油需要量大幅度减少,喷气燃料、柴油等中间馏分需要量增加,因而原油深度加工受到普遍重视,减粘裂化、催化裂化、加氢裂化、石油焦化等生产轻质油品的装置增建较多。与此同时,还开发了很多加工重质馏分油和渣油的新工艺。

③节能技术有了很大发展采取了整顿性措施,如对设备和管线进行保温,消除泄漏,加强换热,降低加热炉排烟温度等。并逐步实施节能新技术,如采用加热炉新型燃烧火嘴和各种空气预热器,催化裂化装置使用CO助燃剂、配备CO锅炉和烟气能量回收机组,采用新型填料和干式减压蒸馏、低温热量致冷和发电、热泵、多效蒸发、液力透平等。从而使每吨原油的加工能耗明显降低。例如:美国年比年减少20%;中国年比年降低30.7%。

④环境保护日益受到重视石油炼制工业的污水、废气、废渣排放量很大,是很大的污染源。近年来,各国都制定了很多法律、标准,限制污染;同时开发和实施了很多环境保护新技术,如大量采用空气冷却器以减少冷却用水、污水深度处理和回用、炼厂尾气深度处理,以及大力发展加氢处理和加氢精制工艺等,逐步实现无污水排放炼厂、清洁炼厂等。

⑤采用先进加工工艺和发展催化剂、添加剂,以增产轻质油品和提高油品质量为了增加汽油的辛烷值和不使用四乙基铅添加量,很多国家广泛采用催化重整、异构化、烷基化工艺。为脱除石油产品中硫、氮等杂质以及改善油品的安定性和颜色,加氢处理和加氢精制工艺日益受到重视。中国广泛应用了提升管催化裂化、多金属催化重整、分子筛脱蜡等新工艺。

⑥注意原油的综合利用,增产石油化工原料石油炼制工业和石油化工、三大合成材料(合成纤维、合成橡胶、塑料)工业的关系更加密切,成为发展石油化学工业的基础。

中国石油炼制工业面临的挑战

第一个挑战来自国外大公司和周边国家地区同行。近年亚太地区石化工业发展迅速,中国周边国家和地区的外向型石化工业,基本上都是以中国大陆为目标市场。。

第二个挑战来自环保的压力。可持续发展成为世界石化工业共同而紧迫的课题,中国炼油工业面临着为满足质量及环保要求带来的成本增加等压力。要抢占市场,必须在解决质量升级、清洁生产与降低成本、增加盈利这一突出矛盾方面付出更大的努力和代价。

第三个挑战来自国内资源的制约。目前国内油气产量不能适应炼油工业发展的需要,-年,国内原油消费量年增长7.3%,年达到2.3亿吨,然而国产原油产量近年在1.6亿吨左右徘徊,年增长只有0.9%,远远低于成品油和石化产品需求增长速度。年我国进口原油万吨(海关统计数),占国内原油消费量的30.2%,年原油对外依存度近60%,预计未来中长期这种油气资源供需矛盾将更加突出。

制造原理

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