原油最大化生产化工原料的技术思考及相关技术开发

1.1

２０１７年全球汽油、煤油、柴油等成品油消费量平均增速为２．１％，乙烯、丙烯、丁烯、苯及二甲苯消耗量的平均增速为５．６％。

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END OF SUMMER

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预计从２０１８年到２０２６年，全球汽油需求量复合年均增长率将低于１％，但丙烯增长约４％，对二甲苯增长约５％。此外，石化产品是更有价值的产品，对二甲苯比石脑油价格高约４００美元/ｔ，丙烯比丙烷价格高约５００美元/ｔ［１］。

全球化学品需求在未来１０年仍将保持年均４％的增速，高于年均３％ 的全球 ＧＤＰ 增速，相比之下，同期全球运输燃料需求年均增速仅略高于１％，主要原因是燃油效率的提高和非化石燃料汽车的快速发展。据国际能源署（ＩＥＡ）预测，化工原料占世界石油需求增长的比例，到２０３０ 年会超过三分之一，到２０５０ 年会接近５０％，相当于日加工原油量增加７．０ Ｍｂｂｌ（１ｂｂｌ≈１５９Ｌ）。

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预计２０３５年美国汽油需求量将比２０１８年下降１５％，柴油需求量将下降６％。同时，全球对石化产品的需求增长率预计将是燃料的３～６倍［２］。我国成品燃料消费量增速也是持续放缓，预计汽油消费量２０２５年将达到峰值，柴油消费量己接近峰值，喷气燃料在２０３０年前将持续增长。由于化工原料需求一直保持较高的增速，将成为原油需求增长的主要驱动力，因此，原油生产化工原料是石油炼制企业转型升级、提质增效的主要手段之一。燃料和石化市场发展的因素不断变化，给石油化工行业带来了挑战和机遇。石油炼制与石油化工将向更大规模和更紧密一体化方向发展，通过炼化一体化建设和密切协调上下游生产，消耗更少的能量，消除废物，同时使化学品产量不断提高，通过技术的变革，原油制化学品比例有望由现有的１０％ 提高到５０％ 以上，燃料产率降至３０％以下。因此，有必要研究和思考 原油最大化生产化工原料化技术。

２．2 

原油重馏分高选择性催化裂解生产

低碳烯烃工艺

原油直接生产低碳烯烃的核心技术是原油中重馏分高烯烃选择性催化裂解工艺。ＤＣＣ和ＣＰＰ工艺可以将 原 油 中 重 馏 分 直接转化为低碳烯烃。但 ＤＣＣ 和 ＣＰＰ工艺仍有巨大的改善和优化空间。ＣＰＰ 工艺存在 着 乙 烯 与甲 烷 产 率 同 时 增 加 问 题，需要开发提高乙烯收率、而降低甲烷产率的技术。或者退而求之，开发甲 烷 再 利 用 技 术。ＤＣＣ 工艺存在着丙烯选择性与重油转化能力难以协调的问题，同时干气产率较高，对石油资源高效利用产生不利的影响。从石油资源高效利用角度来看，将低碳烯烃选择性和重油转化能力分开处理，基于此，石科院开发了重馏分高烯烃选择性催化裂解工艺技术（high olefin selectivity deep catalytic cracking process简称ＨＯＳ－ＤＣＣ 或 ＨＯＳ）。ＨＯＳ工艺特点是产品中的烯烃含量较高，这些烯烃可作为生产丙烯前身物，从而可以生产更多的丙烯。由于 ＨＯＳ工艺产品中的烯烃含量较高，同时干气产率较低，因此，ＨＯＳ工艺不仅从产物分布上节约氢资源，而且从产品中的氢分布来提高氢的有效利用率。

２．3

ＨＯＳ工艺中型试验探索研究

ＨＯＳ工艺中型试验是在连续流化催化裂化装置上进行的，以变径流化床为反应器，采用专用催化剂。试验所用的原料油为大庆蜡油加３０％减压渣油（简称大庆 ＶＧＯ ＋ ３０％ＶＲ）。其性质为密度（２０ ℃）０．８９０５ｇ?ｃｍ３，残炭２．９４％，氢质量分数１３．１８％，饱和烃、芳烃、胶质、沥青质质量分数分别为６４．５％，２４．２％，１１．１％，０．２％。此外，ＨＯＳ工艺产物中有催化裂化馏分油（简称 ＦＧＯ），其性质不同于一般减压蜡油性质，含有较多的多环芳烃，且芳烃侧链多为短侧链。当采用加氢处理技术加工这种类型的馏分油时，多环芳烃易于加氢饱和，而短侧链难以断裂，从而更有利于提高加氢过程中氢的有效利用率。

结 论

● 原油最大量生产化工原料分为低碳烯烃或 ＢＴＸ 两条技术路线。对于以生产 ＢＴＸ 为主的工艺路线，渣油加氢裂化和溶剂脱沥青是核心技术；对于以生产低碳烯烃为主的工艺路线，催化裂解以及重油加氢改质是核心技术。

● 重馏分催化裂解工艺开发可以在多产乙烯、多产乙烯和丙烯或多产丙烯３个方向上进行深入研究。多产乙烯、多产乙烯和丙烯技术仍有较大的研究空间，有望借助深度集成的 ＯＯＣＣ 工艺开发，使丙烯收率大幅度增加。

● 溶剂脱沥青工艺和 ＲＧＣＴ 工艺在原油最大量生产化工原技术路线中将发挥重要作用，应强化溶剂脱沥青工艺开发，集中力量开发ＲＧＣＴ工艺。