关于炼厂减油增化措施研究

关于炼厂减油增化措施研究

李拓、杜雨坤、单正富

（中石油云南石化有限公司，云南省昆明市 650399）

摘 要：目前我国燃料需求逐渐下降、化工产品供不应求，炼化行业在此背景下要充分发挥自身优点，完善升级产品结构，简化生产步骤，加大力度开展减油增化工作。基于此，本文主要分析催化裂化设备的工作原理和增加丙烯产量的措施，建议对副产品戊烷油、抽余油开展深加工，以供参考。

关 键 词：减油增化；催化裂化；重整副产物；深加工

当前我国对外来原油的依赖程度逐渐提升，炼厂也因此遭受重大挑战，分别是原油质量逐渐下降、消费者对产品质量提出更高要求、产品绿色环保性能要求逐渐提高。根据调查数据显示，中国2019年对原油进行一次加工的能力是8.6亿t·a^-1，全新制定的新建和扩建方案中提升加工能力大于1亿吨，计划2023年原油一次加工能力会达到约9.5亿t·a^-1，我国炼油产能剩余过多。近年来，我国逐渐提升汽油等油类的燃烧效率，清洁能源研发使用也逐渐成熟被广泛应用在各行业，迫切需求燃料的问题得到解决，但是接下来十年内全球化学品需求的增长速度还会保持在每年4%的增长速度。由于目前炼油产能过剩、烯芳烃供应不足，主要解决措施是减油增化、少油多化，能够帮助企业在激烈的市场竞争中占领先机。可以优化生产设备、深加工汽、柴油组分，能够实现炼厂减油增化目标。

一、催化裂化装置增产丙烯

现代化工使用的基础原料是丙烯和其衍生物，能广泛应用在各行业中，下游产品主要是聚丙烯（PP）、环氧丙烷、丙烯腈等。丙烯、乙烯、丁二烯通常被称为三烯，是合成材料工业的主要材料。催化裂化的原理是重质油中添加酸性催化剂，反应温度为500℃左右，反应压力是1×105-3×105 Pa，然后发生裂解反应产生轻质油、气体还有焦炭。现代炼油厂主要使用催化裂化技术来改质重质瓦斯油和渣油，也是增强原油加工深度、提升轻质油生产率的主要技术。催化裂化也是当前石油炼制行业中主要的再加工工序，生产产品是催化汽柴油，同时也是生产丙烯的主要手段。所以完善升级催化裂化设备，能够尽可能提升丙烯产量，是减油增化的重要措施。

（一）工艺流程及反应机理

催化裂化发硬主要是裂化反应和缩合反应，裂化反应原理是重质馏分油发生一次裂化反应和中间产物发生的二次裂化。除此之外，催化裂化反应过程中还会产生氢转移、异构、环化、 芳构化等一系列反应。丙烯是发生裂化是生成的，是由原料发生裂化反应产生的，中间产物发生裂化反应时也会生产少部分丙烯，根据化学理论，发生氢转移反应时会消耗使用丙烯。

（二）优化操作条件和进料组成

通过研究反应原理，增加丙烯生产效率，要添加有效的催化剂并且要提供合适的反应环境，才能提升裂化反应的效率同时控制氢转移反应防止丙烯被消耗。使用同一催化剂，但是反应环境温度较高、剂油比较高的时候，丙烯生产率和液化气收率会相应提升。反应过程使用的原料质量也会影响生产率，所以不仅要优化反应条件，还要提高反应材料的质量，才能全面提升丙烯生产率。

（三）使用改性催化剂

为了提高催化裂化反应中丙烯的生产量，可以使用改性催化剂。以往使用的催化剂是组分为Y型的分子筛，特点是结构呈多维孔状，孔径较大、硅铝比例较低、酸性密度较大，具备优良的轻油选择性和重油转化性。但是缺点也比较明显，会提升氢转移反应的发生概率，增加丙烯消耗量。目前应用广泛的是ZSM-5分子筛，作为多产丙烯催化剂和助剂，其特点是硅铝比例较高、氢转移反应发生概率较低、酸性比较强，此分子筛的孔径平均较小，对汽油中多支链和环状烃类分子具有限制进入的作用，减少直链和支链较少的分子发生裂化反应生成低碳烯烃的现象。 当前中国石化的石油科研人员已经研究开发出原材料是重质油的深度催化裂化工艺，实际使用的催化剂主要是采取氢转移活性低的超稳态Y型分子筛为其组元，从而提高裂解气体中烯烃的含量。

二、重整装置副产物的综合利用

拥有重整设备的大型炼化厂，在生产过程中会生产固定量的戊烷油、抽余油等副产品，大部分会进入汽油池。如果将这两种副产品进行深层加工，就能够减少汽油产量，因此也是炼厂减油增化的重要措施之一。

（一）重整戊烷油深加工

炼厂生产的戊烷油主要是饱和碳五烷烃。炼厂生产的副产品戊烷油中戊烷含量较高，超过80%。如果戊烷油作为调和汽油使用，不但要上缴较高的消费税，而且戊烷油具有较高的饱和蒸汽压，夏季温度较高时使用该类型汽油会存在安全隐患。戊烷最终用途会比较集中，作为原料生产聚氨酯制品取代氟利昂使用的发泡剂、生产EPS（聚苯乙烯泡沫）的发泡剂还有生产线性低密度聚乙烯溶剂。戊烷发泡剂主要成分是正戊烷、异戊烷，生产EPS产品时添加戊烷比例是 6%-8%。炼厂可以使用四塔流程深加工戊烷油，可以制成异戊烷、正戊烷及环戊烷，能够精细分离碳五组分。吉林石化、大连石化等大型炼厂主要使用的重整原料是碳五，经过多次蒸馏工序后，制成EPS发泡剂，具有良好的使用效果。

（二）重整抽余油深加工

抽余油深加工的发展方向是制作溶剂油，当前国家对于溶剂的标准有六项，主要是航空洗涤汽油、化学试剂石油醚、橡胶工业用溶剂油、油漆及清洗用溶剂油、工业己烷、植物油抽提溶剂。重整抽余油主要成分是烷烃，正构烷烃含量一般超过20%，异构烷烃含量接近60%，其余为己烷、庚烷。根据溶剂油的用途进行分类，分别有植物油抽提溶剂、橡胶工业用溶剂油号和油漆及清洗用溶剂三种。植物油抽提溶剂可以作为萃取溶剂，主要针对香料、植物油脂使用。橡胶工业用溶剂油在生产轮胎、胶鞋时可以溶解胶料和配制胶浆。油漆及洗涤用溶剂油能够使用在涂料和油漆行业中。

目前制作下游产品对溴值、碘值、苯含量都有基本标准和要求。所以对芳烃抽余油进行深度加工时需要充分考虑减少加氢成本投入。经过中国石油化工研究院与大连石化的多年努力研究后，使用中国石油自主研发制作的使用非贵金属加氢催化剂的重整抽余油加氢设备在大连石化公司运作。极大的提升了抽余油深加工的经济效益，提高了抽余油深加工利用率。重整抽余油使用加氢方式祛除杂质后，能够精馏生产附加值较高的正己烷、正庚烷产品，剩余的轻、重组分能够生成对应标号的石油醚或溶剂油。此外，炼厂还需要根据自身情况提高柴油进行馏分加氢裂化、裂解汽油抽提生产苯乙烯和MTBE裂解生产高纯度异丁烯等技术的使用率，提升企业的减油增化质量。

三、结束语

近年来，大型石油化工企业不断发布重大消息，比如浙江石化、恒力石化炼化量高达千万吨，总投资1200亿元的大型炼化基地项目开始建设等。这些重大信息都表明石油化工行业前景良好，行业内各企业要用发展眼光，提前布局，不断提升自我，才可以在激烈的市场竞争中脱颖而出，减油增化在未来一段时期内仍然是炼化行业的重点工作。

参考文献

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