汽油是咋来的？从石油到直馏、催化汽油，提炼过程大揭秘

汽油的生产是一个复杂的工业过程，核心在于将原油（石油）通过一系列物理分离和化学转化步骤，提炼成适合发动机使用的燃料。以下是汽油提炼过程的关键步骤揭秘：

1. 原油预处理

• 目的： 去除原油中的杂质，如盐、水、泥沙、腐蚀性物质等，保护后续设备，提高效率。
• 方法： 主要采用电脱盐脱水工艺。原油加入淡水混合，在高压电场作用下，水滴聚结沉降，同时溶解在水中的盐分也被脱除。

2. 常减压蒸馏

• 目的： 利用原油中各组分沸点不同的特性，进行初步的物理分离，切割出不同沸程范围的馏分。
• 过程：
  • 常压蒸馏： 预处理后的原油在常压加热炉中加热（约350°C），进入常压分馏塔。较轻的组分在塔顶和塔上部冷凝分离。
    • 塔顶： 得到直馏汽油馏分（石脑油）。这是汽油的最初来源之一，但产量少且质量通常较差（辛烷值低）。
    • 塔上部： 得到煤油、轻柴油馏分。
    • 塔下部： 得到重柴油馏分。
    • 塔底： 得到常压渣油。
  • 减压蒸馏： 常压渣油被送入减压加热炉加热（约410°C），进入减压分馏塔（在真空条件下操作，降低沸点）。目的是进一步分离出润滑油馏分或裂化原料（减压蜡油）。
  • 塔底： 得到减压渣油。

3. 二次加工（转化与提升）

这是生产高质量、高产量汽油的核心环节。直馏汽油产量有限、辛烷值低，无法满足需求。二次加工通过化学反应，将重质、低价值的馏分（如减压蜡油、焦化蜡油、部分渣油）转化为轻质、高价值的汽油组分，并提高辛烷值。

• 主要二次加工工艺：

  • a. 催化裂化

    • 目的： 最重要的汽油生产装置。将重质油（主要是减压蜡油）在高温（500°C左右）和催化剂作用下，裂解成分子更小、价值更高的产品。
    • 产物：
      • 催化裂化汽油： 这是现代汽油池中占比最大（通常超过50%）、最重要的组分。 辛烷值（主要是RON）较高。
      • 液化气（富含丙烯、丁烯，是后续烷基化、醚化的重要原料）。
      • 轻循环油（可作为柴油调和组分或进一步加氢裂化原料）。
      • 油浆（重质燃料油组分或焦化原料）。
      • 干气（含氢气、甲烷、乙烷等）。
    • 关键作用： 大幅提高汽油产量和质量（辛烷值）。

  • b. 加氢裂化

    • 目的： 在高温、高压、氢气和催化剂作用下，将重质油裂解并加氢饱和。产品质量好，灵活性高。
    • 产物：
      • 高质量的石脑油（可直接作为重整原料或汽油调和组分）。
      • 优质的喷气燃料和柴油。
      • 少量轻烃气体。
    • 特点： 产品质量清洁（硫、氮含量低），但投资和操作成本高。

  • c. 催化重整

    • 目的： 专门提升汽油辛烷值。以直馏汽油或加氢裂化石脑油等为原料，在催化剂作用下进行复杂的化学反应（脱氢环化、异构化等），将低辛烷值的链烷烃、环烷烃转化为高辛烷值的芳烃和异构烷烃。
    • 产物： 重整生成油： 具有极高辛烷值（RON可达100以上），是汽油池中提升辛烷值的关键组分。同时副产大量氢气（供其他加氢装置使用）和少量液化气。

  • d. 烷基化

    • 目的： 将催化裂化产生的异丁烷和丁烯（或丙烯），在强酸催化剂作用下反应，生成高辛烷值、低蒸汽压、几乎不含烯烃和芳烃的烷基化油。
    • 产物： 烷基化油： 辛烷值高（RON/MON都高），是优质汽油的理想调和组分，尤其适用于夏季汽油（低蒸汽压要求）。

  • e. 异构化

    • 目的： 将直馏汽油或轻石脑油中的低辛烷值正构烷烃转化为高辛烷值的异构烷烃。
    • 产物： 高辛烷值的轻质汽油组分。

  • f. 延迟焦化

    • 目的： 处理最重的减压渣油，通过深度热裂解（焦炭塔），将其转化为较轻的馏分油（焦化汽油、焦化柴油）和石油焦。
    • 产物： 焦化汽油： 产量可观，但质量较差（烯烃、硫、氮含量高），必须经过加氢精制后才能作为汽油调和组分。

4. 精制与调和

• 目的： 确保最终汽油产品满足严格的环保和性能标准（硫含量、烯烃含量、芳烃含量、蒸汽压、辛烷值等）。
• 主要过程：
  • 加氢精制/加氢处理： 几乎所有二次加工得到的汽油馏分（催化裂化汽油、焦化汽油、热裂化汽油等）都需要经过加氢处理，以脱除硫、氮等杂质，饱和部分烯烃，使其满足清洁汽油标准（如国VI）。催化重整原料也需要预先深度加氢脱硫。
  • 汽油调和： 将来自不同装置（直馏汽油、催化裂化汽油、重整生成油、烷基化油、异构化油、加氢精制后的焦化汽油等）的汽油组分，按照预设配方，与必要的添加剂（如抗爆剂、清洁剂）一起调和。
  • 调和依据： 基于各组分油的性质（辛烷值、馏程、蒸汽压、硫含量、烯烃含量、氧含量等），通过计算和优化，调和出符合特定牌号（如92#，95#，98#）和环保标准的商品汽油。

总结提炼过程

原油 → 预处理（脱盐脱水） → 常减压蒸馏（分离出直馏汽油等馏分） → 二次加工（催化裂化、加氢裂化、催化重整、烷基化等，生产主要汽油组分并提升质量） → 精制（加氢脱硫等） → 调和（混合各组分并添加添加剂） → 商品汽油。

直馏汽油是蒸馏过程的直接产物，但产量少、质量差。催化汽油是催化裂化装置的主要产物，是现代汽油池中占比最大、最重要的基础组分。整个炼油过程是一个高度集成、多种工艺组合的复杂系统，目的是经济高效地生产出满足市场需求的清洁、高效燃料。