1、生產(chǎn)方法
石腦油為原有經(jīng)初餾、常壓蒸餾在一定的條件下蒸出的輕餾分,或二次加工汽油經(jīng)家氫精制而得的汽油餾分。沸程一般是初餾點(diǎn)至220℃,也可以根據(jù)使用場(chǎng)合加以調(diào)整。如用作催化重整原料生產(chǎn)芳烴時(shí),可取60℃——145℃餾分(稱(chēng)輕石腦油);用作催化重整原料生產(chǎn)高辛烷值汽油組分時(shí),可取60℃——180℃餾分(稱(chēng)重石腦油);用作蒸汽裂解制乙烯原料或合成氨造氣原料時(shí),可取初餾點(diǎn)至220℃餾分。
2、技術(shù)動(dòng)態(tài)
1)遼陽(yáng)石化研制出石腦油脫硫技術(shù)
截至2007年8月22日,經(jīng)過(guò)連續(xù)10天的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,遼陽(yáng)石化公司石腦油脫硫技術(shù)攻關(guān)獲得成功,直餾石腦油硫化氫含量由100毫克/千克下降到10毫克/千克以下,不僅低于設(shè)計(jì)指標(biāo),而且達(dá)到了預(yù)期的高質(zhì)量安全要求。·2007-2008年中國(guó)加油站 行業(yè) 分析 及投資咨詢(xún)報(bào)告
遼陽(yáng)石化公司在對(duì)新建年550萬(wàn)噸俄油加工裝置運(yùn)行監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn),由于俄油硫含量較大,生產(chǎn)出的直餾石腦油產(chǎn)品硫化氫含量也較高,其揮發(fā)在固定空間內(nèi)的硫化氫含量甚至高達(dá)500毫克/千克以上,這不僅給石腦油裝車(chē)工作帶來(lái)了很大的安全風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)也影響產(chǎn)品質(zhì)量,制約了石腦油的出廠。
針對(duì)這一突出問(wèn)題,遼陽(yáng)石化公司于2007年年初組織煉油專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員立項(xiàng)攻關(guān),在反復(fù) 研究 和論證的基礎(chǔ)上,決定在產(chǎn)品終端增設(shè)脫硫設(shè)施,采用低溫固定床催化劑吸附分離工藝技術(shù),降低硫含量。這一技術(shù)攻關(guān),不僅有效解決了年550萬(wàn)噸俄油加工裝置所產(chǎn)生的直餾石腦油硫化氫含量較高問(wèn)題,進(jìn)一步完善了俄油加工流程,還為遼陽(yáng)石化公司后續(xù)化工裝置今后的原料供應(yīng)和改造發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
2)焦化石腦油的加工和利用
據(jù)英國(guó)《石油技術(shù)季刊》報(bào)道,近兩年來(lái),有許多論文和會(huì)議討論焦化石腦油的加工趨勢(shì),其中大多數(shù)都談到在焦化石腦油加氫處理時(shí)碰到金屬(砷和硅)污染物、氮和硫較高的問(wèn)題,都談到改進(jìn)催化劑和原料的使用。
由于高活性烯烴(超過(guò)直餾石腦油10~20倍)、高污染物和高氮的原因,焦化石腦油加氫處理是一種最困難的加氫操作。焦化石腦油的質(zhì)量決定于焦化裝置的原料、操作條件和裝置設(shè)計(jì)。焦化石腦油加氫處理是強(qiáng)放熱反應(yīng),要定量脫除毒物,還要幾乎全部脫除硫和氮。在加工這種原料時(shí),操作上會(huì)碰到許多挑戰(zhàn)。例如,原料中的二烯烴可能會(huì)迭合、產(chǎn)生壓力降問(wèn)題。不用說(shuō),氫耗和高氫分壓已得到很好證實(shí),關(guān)鍵是更好地進(jìn)行優(yōu)化,改進(jìn)反應(yīng)器和催化劑是優(yōu)化的重要內(nèi)容。
優(yōu)化焦化石腦油加氫處理的性能,需要用一種能解決上述每一個(gè)問(wèn)題的幾種催化劑的系統(tǒng)方法。除了主床層的催化劑外,在這種系統(tǒng)中也廣泛使用級(jí)配和保護(hù)床催化劑。幾乎毫無(wú)例外地都使用鎳鉬催化劑??构栉廴拘阅芎谩⒚摰钚宰罡叩拇呋瘎?,處理焦化石腦油的性能最好。準(zhǔn)確預(yù)測(cè)硅穿透是防止硅對(duì)下游重整催化劑的危害是必須要做的。硅穿透決定于催化劑性質(zhì)和加工條件,常常也是催化劑在運(yùn)轉(zhuǎn)期間的限制因素。
焦化石腦油加氫處理(例如,催化裂化預(yù)處理)的成功,在此基礎(chǔ)上焦化石腦油就可以在主轉(zhuǎn)化裝置例如催化裂化裝置上進(jìn)行改質(zhì)。西班牙Torre等人的工作和題為“焦化石腦油和瓦斯油的裂化:在催化劑中添加HZSM-5的影響”論文中,重點(diǎn)介紹了操作條件(溫度和劑油比)對(duì)產(chǎn)品收率的影響和對(duì)20%焦化重石腦油與減壓瓦斯油混合油裂化時(shí)氣體與汽油組成的影響。在微反裝置上于500~550℃和劑油比4~8的條件下進(jìn)行了試驗(yàn)。用催化裂化工業(yè)裝置的平衡劑得到的結(jié)果與相應(yīng)的瓦斯油原料的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。在原料油中有石腦油存在,對(duì)瓦斯油裂化和汽油過(guò)度裂化起抑制作用。這個(gè)影響可以通過(guò)用足夠高的劑油比(>6)來(lái)避免。在這樣的條件下,產(chǎn)品收率和汽油組成與瓦斯油裂化的結(jié)果類(lèi)似,但汽油芳烴含量高一些。在催化劑中有HZSM-5沸石存在,使液化氣的量明顯增多,特別是丙烯和異丁烯,且能有效地幫助降低混合油裂化時(shí)汽油的芳香度。而且,HZSM-5沸石能有效提高混合油裂化時(shí)得到的C5和C6汽油餾分中的烯烴含量。
3)韓國(guó)開(kāi)發(fā)出石腦油分解新技術(shù)
韓國(guó)化學(xué) 研究 院和SK技術(shù)院的科研人員最近成功開(kāi)發(fā)出一種石腦油分解新技術(shù),能明顯提高烯烴提取率并降低二氧化碳排放量。
樸用基博士領(lǐng)導(dǎo)的科研小組,首先開(kāi)發(fā)出從低級(jí)中質(zhì)石腦油中提煉烯烴的催化劑,然后將這種催化劑與另一種能使分解溫度由原來(lái)的800至900攝氏度降低到700攝氏度的“NCCG53”催化劑連續(xù)混合,最終得到了分解石腦油的新工藝技術(shù)。據(jù)科研小組介紹,以催化劑分解石腦油的新工藝技術(shù),不僅能以50%以上比例從低級(jí)中質(zhì)石腦油中提取高附加值的烯烴,還能節(jié)省20%以上的能源。據(jù)此推算,韓國(guó)從石腦油中提取烯烴,每年可節(jié)省相當(dāng)于1億美元的成本,減少約140萬(wàn)噸二氧化碳排放量。
3、開(kāi)發(fā)中國(guó)特色的石腦油資源總體集成和優(yōu)化的發(fā)展道路
從單一的乙烯原料優(yōu)化發(fā)展到石腦油資源整體優(yōu)化,從而開(kāi)發(fā)出具有中國(guó)特色的石腦油資源總體集成和優(yōu)化的發(fā)展道路。
1)煉油化工一體化(Refinery-Chemicalintegra-tion)是石化工業(yè)的重要發(fā)展戰(zhàn)略,是石腦油資源集成和優(yōu)化的基礎(chǔ)
煉油化工一體化的核心是工廠主流程和總體布局的整體優(yōu)化,把煉油和化工的發(fā)展從 規(guī)劃 、設(shè)計(jì)開(kāi)始就有機(jī)地嚙合在一起可以取得最大的效果。具體優(yōu)化內(nèi)容包括以下七個(gè)方面:總流程優(yōu)化、原料的優(yōu)化、副產(chǎn)品綜合利用的優(yōu)化、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和質(zhì)量的優(yōu)化、儲(chǔ)運(yùn)流程和設(shè)施的優(yōu)化、公用工程的優(yōu)化、信息一體化。
2)油化一體化產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益
在上世紀(jì)70年代末美國(guó)墨西哥灣就有許多煉廠和石化廠搞油化一體化。當(dāng)時(shí)EXXON公司在德州建設(shè)貝湯煉油廠(產(chǎn)能31750kt/a)、貝湯烯烴廠(產(chǎn)能590kt/a)和巴吞魯日煉油廠(產(chǎn)能25950kt/a)、巴吞魯日烯烴廠(產(chǎn)能860kt/a)就是很好例子。EXXON公司認(rèn)為油化一體化的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)主要來(lái)源于:
(1)烯烴、芳烴和氫氣高度綜合利用所得的效應(yīng)。
(2)節(jié)省大量原料和產(chǎn)品的運(yùn)費(fèi)。
(3)降低各種固定費(fèi)用。
(4)節(jié)省投資,尤其是儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的投資(約占總投資10%—15%)。
(5)能源節(jié)約(主要是汽、電等公用工程)產(chǎn)生的效益。
在歐洲,上世紀(jì)不同原料產(chǎn)的乙烯價(jià)差可達(dá)20—80美元/t,當(dāng)時(shí)建一套一體化400kt/a乙烯和7000kt/a的煉油廠,每年可節(jié)約各種費(fèi)用2500萬(wàn)—3000萬(wàn)美元,平攤給煉油和化工,乙烯成本可降低30—45美元/t,再加上乙烯原料優(yōu)化產(chǎn)生20-80美元/t效益,乙烯總成本可下降50—125美元/t。上世紀(jì)90年代我國(guó)某些石化企業(yè)通過(guò)實(shí)施油化一體化各項(xiàng)措施后也取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益,乙烯的制造成本可以降低400元/t以上。石腦油整體集成的煉化一體化流程見(jiàn)圖1。除原油蒸餾裝置(CrudeOilDistilasion/VacuumDistilation)外,二次加工裝置有催化重整(Catalyt—icReforming)、催化裂化(FCC)、加氫裂化(HC)、焦化(Coking)等裝置。進(jìn)入汽油池(GasolinePool)的組分有C3/C4異構(gòu)化(C3/C4Isomeriza-tion)、催化重整、催化裂化、加氫裂化裝置的產(chǎn)物,進(jìn)入乙烯裂解裝置(SteamCracking)的有輕烴、直餾石腦油和重整抽余油。加氫裂化重石腦油是重整的好原料,重整生成油經(jīng)芳烴抽提得到芳烴(BTX)。
3)開(kāi)發(fā)具有中國(guó)特色一體化煉油流程
近20年來(lái),我國(guó)煉油、石化 行業(yè) 無(wú)論是規(guī)模數(shù)量還是技術(shù)水平都有長(zhǎng)足的進(jìn)步,在開(kāi)發(fā)具有中國(guó)特色的油化一體化流程和成套技術(shù)方面都取得了不少成果,主要是:
(1)對(duì)石化 行業(yè) 提出了石腦油資源整體集成和優(yōu)化的指導(dǎo)思想,即油化結(jié)合,“宜油則油、宜烯則烯、宜芳則芳”。
(2)煉化一體化總流程的核心是化工型的加氫裂化裝置,和煉油型加氫裂化不同的是化工型加氫裂化裝置的產(chǎn)品主要作為石油化工原料,它所產(chǎn)的輕烴(包括C2、C3、n-C4)和加氫尾油是生產(chǎn)乙烯的好原料,重石腦油是制造芳烴的好原料,芳烴潛含量一般為55%-60%,遠(yuǎn)高于直餾石腦油的芳烴潛含量水平(35%—40%),尤其是單程轉(zhuǎn)化加氫裂化工藝的重石腦油芳烴潛含量更高。
對(duì)于加工能力10Mt/a的煉化一體化煉廠建議配置產(chǎn)能為2—3Mt/a加氫裂化裝置。
(3)對(duì)于以乙烯生產(chǎn)為主的大型煉化一體化煉廠,在選擇重油加工工藝時(shí),如果乙烯原料比較緊張,可選擇化工型的延遲焦化裝置,這類(lèi)焦化裝置的寬餾分加氫焦化石腦油(初餾—230℃)是良好的乙烯原料,一般煉廠焦化石腦油干點(diǎn)選擇150—160℃,收率15%—16%,由于焦化是自由基反應(yīng),隨著石腦油干點(diǎn)的增加,寬餾分加氫焦化石腦油(初餾—230℃)的乙烯收率變化不多,但焦化石腦油收率可提高5%—6%,對(duì)增產(chǎn)乙烯原料是有利的。配置大型焦化的一體化煉廠應(yīng)配置VGO/CGO(焦化蠟油)中壓加氫預(yù)精制裝置,這樣焦化蠟油可作為加氫裂化原料,后者進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成加氫尾油后又成為一種好的乙烯原料。
(4)對(duì)于以芳烴為主要化工產(chǎn)品的大型煉化一體化煉廠,可適當(dāng)擴(kuò)大催化重整能力。催化重整所生產(chǎn)的芳烴中二甲苯含量遠(yuǎn)大于乙烯裂解汽油所得芳烴中的二甲苯含量,因此更有利于制造對(duì)二甲苯(PX)。
(5)作為一種主要的煉油二次加工工藝,我國(guó)加氫裂化裝置在上世紀(jì)80年代以前大部分設(shè)備需要引進(jìn),因此發(fā)展并不快。后來(lái),由于國(guó)產(chǎn)化程度不斷提高,投資下降,科研開(kāi)發(fā)力量的支持以及清潔油品和重整原料需求量增加等因素的推動(dòng),我國(guó)加氫裂化發(fā)展很快,目前總加工能力已達(dá)到18Mt/a,約占原油加工能力的7.2%。
加氫裂化對(duì)清潔油品生產(chǎn)和提供大量的乙烯和芳烴原料都有著非常重要的作用。特別當(dāng)加工重質(zhì)含硫原油和劣質(zhì)原油時(shí),由于煉廠一次直餾石腦油收率很低,由加氫裂化所得的石腦油餾分將成為提高全廠石腦油餾分?jǐn)?shù)量的一種主要來(lái)源。
化工型加氫裂化工藝的特點(diǎn)是在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面可為石油化工提供更多的輕、重石腦油餾分和加氫尾油,因此過(guò)程的裂化深度比煉油型加氫裂化有變化,要求反應(yīng)選擇性好,而關(guān)鍵是選擇合適的催化劑和循環(huán)比。具體有:
①要求加氫裂化催化劑活性高、選擇性好、催化劑有較高的抗氮性能,運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)并可再生使用,可以通過(guò)更換不同類(lèi)型催化劑和調(diào)整操作條件,靈活調(diào)整產(chǎn)品方案。
②原料適應(yīng)性強(qiáng),液體產(chǎn)品收率高。
③采用一次通過(guò)或部分循環(huán)工藝,很少采用全循環(huán)操作。高壓加氫裂化具有更好的操作靈活性。
④產(chǎn)品質(zhì)量好。其中C3、尾油(HVGO)可作為優(yōu)質(zhì)乙烯料;重石腦油是優(yōu)質(zhì)重整原料;輕石腦油作為清潔汽油高辛烷值調(diào)和組分。
我國(guó)撫順石油化工科學(xué) 研究 院(FRIPP)在加氫裂化成套技術(shù)的開(kāi)發(fā)方面取得很好的成果,有二大類(lèi)催化劑適合于化工型加氫裂化工藝,即最大量生產(chǎn)化工輕油的輕油型FRIPP系列催化劑和靈活生產(chǎn)化工輕油和中間餾分油中油型FRIPP系列催化劑。輕油型FRIPP系列催化劑已開(kāi)發(fā)到第四代,第一代是3825催化劑,第二代是3905催化劑,第三代是3955催化劑,第四代是FC-24催化劑,均有產(chǎn)業(yè)化成果,化工石腦油收率(65—177t)可達(dá)65%—70%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。中油型FRIPP系列催化劑也開(kāi)發(fā)了四代催化劑,即第一代催化劑3824,第二代催化劑3903,第三代催化劑3971、3976,第四代催化劑FC-12。這類(lèi)催化劑的重整原料收率較高。
加氫裂化裝置增產(chǎn)化工輕油的主要措施有:選擇適宜的催化劑,提高轉(zhuǎn)化率;增加液化氣作乙烯原料,增加重石腦油的收率,替換出直餾石腦油作為乙烯原料;充分利用尾油作乙烯原料;適當(dāng)提高加氫裂化石腦油的干點(diǎn);在油品過(guò)剩或石油化工原料緊張的企業(yè)采用中間餾分油循環(huán)的技術(shù),可最大量生產(chǎn)石腦油和尾油。
中油型FRIPP系列催化劑重整料和中間餾分收率
單位:%
生產(chǎn)方案 | 質(zhì)量收率 | |
重整料 | 中間餾分 | |
生產(chǎn)化工原料為主 | 30—35 | 50—55 |
生產(chǎn)中間餾分為主 | 15—20 | 60—65 |
免責(zé)申明:本文僅為中經(jīng)縱橫
市場(chǎng)
研究
觀點(diǎn),不代表其他任何投資依據(jù)或執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)行為。如有其他問(wèn)題,敬請(qǐng)來(lái)電垂詢(xún):4008099707。特此說(shuō)明。