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未来石化工业技术发展七大热点
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进入新世纪以来，世界石化原料和石化产品需求仍将持续增长，据2002年召开的第17届世界石油大会预测，1998~2010年间，乙烯需求将由8000万吨增加到12000万吨，丙烯将由4500万吨增加到8200万吨，丁烯-1将由80万吨增加到140万吨，α-烯烃将由100万吨增加到220万吨，苯将由2700万吨增加到4000万吨，对二甲苯将由1400万吨增加到3000万吨。2000~2020年间，石油用于石油化工的年均增长率为2.5%，超过石油的其他用途增长率。炼油厂的汽柴油规范将进一步强化，欧盟汽油含硫将从2000年150PPm减小到2005年50PPm、2011年10PPm，芳烃含量将从2000年42%减小到2005年35%，汽油中芳烃将寻求石油化工新用途。 为加快石油（和天然气）化工的发展步伐，世界石化工业将进入加快研发和采用新技术的新时期。综述未来石化工业的技术发展热点，可归纳为：石化基础原料烯烃增产技术将继续发展，炼油化工一体化技术将向纵深延伸，合成气生产燃料和化学品技术将加快推行应用，轻质烷烃活化技术将持续开发，新型分离和反应技术将更快的研发和采用，生物法制化工、石化产品技术将不断拓展应用范围，纳米技术将快速在石化工业中渗透运用，高效信息化技术将向深度和广度发展。 1，增产烯烃技术 作为石化基础原料乙烯和丙烯的需求将继续增长，预计乙烯需求量将从2001年9000万吨增长到2010年1.2亿吨，丙烯需求的增速还高于乙烯，丙烯需求量将从2001年5200万吨增长到2010年8200万吨。增产乙烯和丙烯的技术将成为未来石化工业一大热点。 增产乙烯技术 现正在开发多种增产乙烯技术。LG石化公司开发的石脑油催化裂解新工艺，与传统的蒸汽裂解工艺相比，可大大提高烯烃产率，采用该技术可提高乙烯产率20%、丙烯产率10%。现有裂解装置稍加改进就可使用这一工艺。该工艺使用含特定金属氧化物的专用催化剂，工艺过程在比标准的反应温度低50~100℃下操作，因此与常规蒸汽裂解相比，耗能大大减少，裂解炉管内结焦速率也降低，可延长连续运行时间和炉管寿命，同时，CO2排放也较少。中试验证己完成，计划2003年建设75万吨/年单系列裂解装置。如果投用成功，该技术将是烯烃生产的重要进步。 我国洛阳石化工程公司开发了重油直接裂解制乙烯（HCC）专利技术，现已在黑龙江齐齐哈尔化工公司进行工业试验取得成功，达到世界同类技术的领先水平。这套由催化裂化装置改造的HCC装置属世界上第一套重油直接裂解制乙烯的工业化装置，处理能力为6万吨/年，原料为100%大庆常压渣油。采用活性、选择性、稳定性均良好的LCM-5专用催化剂。乙烯和丙烯的单程裂解质量产率分别达到22%和15.5%左右。混合丁烯质量产率为8%，乙烯产率为6%-7%。乙烷回炼后，乙烯产率可提高到26%-27%，丙烯产率提高对16%左右。"十一五"期间我国还将兴建宁波、汕头等乙烯项目，汕头乙烯项目将建设乙烯、丙烯、丁二烯等16种产品生产装置，该项目将规划采用重油接触裂解（HCC）工艺新技术。 增产丙烯技术 据预测，至2005年，丙烯需求的年增长率为5.6%，高于乙烯需求的年增长率3.7%。预计丙烯的需求量到2010年将达到8200万吨。按此速度增长，到2004年，需增加生产能力1550万吨。世界丙烯生产能力将从2000年5930万吨、2001年6200万吨增加到2002年6800万吨、2004年7400万吨、2008年8200万吨。 目前，世界上66%的丙烯来自蒸汽裂解生产乙烯的副产品，32%来自炼油厂催化裂化（FCC）生产汽、柴油的副产品，少量（约2%）由丙烷脱氢和乙烯-丁烯易位反应得到。增产丙烯的多种技术正在开发和应用之中。 （1）.蒸汽裂解增产丙烯技术 为适应石脑油裂解生产较多丙烯的需求，日本国家材料和化学研究院与四家石化公司联合开发了一种增产丙烯、节减能耗的石脑油裂解工艺，可使丙烯：乙烯比由传统的0.6：1提高到0.7：1。与常规的热裂解相比，该工艺在固定床中采用分子筛为载体的镧催化剂。实验室验证试验表明，该工艺可使乙烯加丙烯产率达到61%，而常现的蒸汽裂解为50%。3000吨/天装置的可行性研究指出，操作可在约650℃和0.1~0.2MPa压力下进行，而传统的装置需在约820℃和0.1~0.2MPa下进行。装置费用与常规裂解相似，但因在较低温度下操作，能耗减少约20%。该工艺还可望用于改造现有的石脑油裂解装置。 （2）增产丙烯的催化裂化改进技术 按今后几年内丙烯需求增长率5.6% 测算，现有炼油厂必须增产410万吨/年丙烯才能满足石化工业对丙烯的需求，这主要将来自催化裂化装置。石化工业对炼油厂催化裂化（FCC）增产丙烯的需求，使石化与炼油实施了更紧密的结合。 典型的FCC装置每生产1吨车用汽油约副产0.03~0.06吨丙烯。近年，FCC装置发展了多种增产丙烯的工艺技术，主要有：中国石化石油化工研究院（RIPP）的DCC工艺，凯洛格-布朗路特（KBR）公司的Maxofin工艺、Superflex工艺，UOP公司的PetroFCC工艺，罗姆斯公司的SCC工艺。 中国石化石科院深度催化裂化工艺： 深度催化装化（DCC）工艺又称催化裂解工艺，它可看作是常规FCC操作与蒸汽裂解的组合。DCC装置在538~582℃、10%~30%蒸汽条件下操作，而FCC装置在493~549℃、1%~3%蒸汽条件下操作。DCC操作采用分子筛催化剂选择性地生产丙烯、乙烯和富芳烃石脑油。 DCC工艺可按两种模式操作：最大量生产丙烯的DCC-Ⅰ型或最大量生产异构烯烃的DCC-Ⅱ型。Ⅰ型采用CRP-1催化剂，Ⅱ型采用CS-1和CZ-1催化剂（提高异丁烯和异戍烯选择性）。DCC-Ⅰ型和DCC-Ⅱ型典型的丙烯产率分别为20.5%和14.3%，而FCC为6.8%。目前，已有5套DCC装置在我国和泰国投产，另有几套在设计中。泰国石化公司75万吨/年DCC-Ⅰ型装置以深度加氢处理的阿拉伯（轻）原油VGO为原料，操作温度559℃，丙烯产率17.4%以上，汽油产率31.9%，年产丙烯12万吨。 UOP公司PetroFCC设计： 该工艺设计可从各种原料如瓦斯油和减压渣油，增产轻质烯烃，尤其是丙烯。采用PetroFCC工艺的丙烯产率可达20%~25%，乙烯达6%~9%，C4产率达15%~20%。FCC提高轻质烯烃产率历来通过提高反应温度和催化剂循环量来实施，而PetroFCC工艺通过补加特定的择形添加剂如ZSM-5使一些汽油裂解为丙烯和丁烯。 UOP设计了双反应器构型，采用二个反应器和一个共用的再生器。主裂解原料在高温、高 剂/油比下操作，最大量地生产轻质烯烃，低压反应区用以提高烯烃度。主裂化催化剂在高转化率和限制氢转移工况下操作，同时将高浓度择形催化剂添加剂掺加到循环催化剂中有助于将部分汽油转化成轻质烯烃。 |
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5，新型分离和反应技术 炼油、石化生产过程中大量存在的分离和反应工序往往是高耗能、高投资的过程。开发和采用先进的低能耗分离和反应新技术成为未来石化工业的一大技术热点。微波分离、电磁分离、吸附分离、超声波分离、络合分离、膜法分离等新的分离技术，以及催化（反应）蒸馏技术、超临界反应技术、膜法反应技术等新的反应技术均在迅速开发和应用之中。 埃克森美孚公司开发了原油乳化液微波分离设备。该技术采用微波范围的电磁幅射使分离困难的乳化液脱稳，分离成油、水和固体。转换器将电能转化为微波范围约电磁幅射，设备额定功率为75KW。通过波导进入微波发生器，与乳化液进料接触。该MST（微波分离技术）设施典型的进料速率为0.057~0.144m3/min。乳化液吸收能量使温度上升约28℃，出口温度小于93℃，操作压力为138~345KPa。出口物流用离心机或沉降罐分离。美国托伦斯炼油厂原油脱水效率低下，使原油处理量降低，化学药剂用量增加。进料速率100m3/d，进料含油45 m3/d、含水50 m3/d、含固体5 m3/d。采用MST设施分离后，含油物流含油96.5v%、固体2.5 v%、水1.0 v%；含水物流含水91.5 v%、固体8.2 v%、油0.3 v%；固体物流含固体46.3 v%、油44.0 v%、水9.7 v%。使脱盐器消除了瓶颈制约，大大提高了原油处理量，减少了化学药剂消耗和油品损失，减小了废水处理负荷。 美国和日本均开发和投用了催化裂化催化剂磁性分离器。日本极东石油工业公司（CKPI）在日本千叶炼油厂投用渣油催化裂化（RFCC）MagnaCat催化剂磁分离装置。其操作效益在于：在恒定的催化剂补充速率下，提高了产率；改进了焦炭选择性，从而增加了进料中减压渣油掺入量；在恒定的平衡活性下，减少了催化剂补充速率。在催化剂冷却器受限制的情况下，装置可按最大量生产汽油模式操作，采用MagnaCat的经济效益高达0.47美元/桶进料。MagnaCat磁分离器可分离和选择性地清除老化程度最高、受金属污染最大的催化剂颗粒，因其聚集了最大量的金属，磁性也最高。这可减少藏量中平衡催化剂的平均寿命和提高其活性及选择性，而不增加新鲜催化剂补充量。滚动的磁力组合件可将平衡催化剂分离为最高磁性和最低磁性成分。该RFCC装置改造后的处理量为150万吨/年，使用MagnaCat后，进料量增加23万吨/年，进料中减压渣油量也提高约10%，从而使残炭量增加0.6%。但MagnaCat使焦炭减少5%~11%，干气减少10%~16%，装置处理量提高约10%。 菲利浦斯石油公司开发了S Zorb吸附法汽柴油脱硫工艺，该工艺与加氢处理不同，它可选择性地去除硫化物而不是转化硫化物。可将高硫FCC汽油转化为低硫汽油。该工艺将FCC汽油与少量氢气混合并加热，蒸发的汽油进入膨胀的流化床反应器，吸附剂将进料中的硫吸附除去。吸附剂从反应器中连续抽出送至再生器用氧化方法再生，再用纯度低达50%的氢气还原，硫以SO2除去，送至硫回收装置。再生的吸附剂返回反应器。汽油辛烷值损失在1个单位以下。S Zorb工艺操作条件为：343~413℃、0.69~2.07MPa、空速4~10h-1、氢气纯度大于50%。总耗氢7~10m3/m3。对于160万吨/年的装置，当生产超低硫汽油时，与加氢处理相比，年操作费用可节减200万美元。因汽油辛烷值比其他方法高2~3个单位，提高辛烷值的年效益又可达500万美元。该吸附脱硫工艺已在菲利浦斯石油公司得州博格炼油厂26万吨/年装置上完成商业化中试，生产出含硫仅10μg/g的汽油产品。Crown石油公司500万吨/年帕塞迪纳炼厂、菲利浦斯石油公司450万吨/年费登尔炼厂和260万吨/年 泰勒炼厂都将采用S Zorb工艺，帕塞迪纳炼厂172万吨/年 S Zorb装置将于2003年投运。用于柴油脱硫的S Zorb工艺也将于2003年在斯韦尼炼厂75万吨/年装置上工业化应用。中试验证表明，柴油含硫也可降达10μg/g以下。该技术已被第17届世界石油大会评为技术创新奖。 Sulphco公司开发了以超声波为驱动力的汽油和柴油脱硫工艺，将进料与相对量较少的水溶液相混合，水溶液含有专有的氧化剂和催化剂。混合物经超声波处理，使200μm气泡快速生成和破裂。这样致使强烈混合并使局部温度达到几千度，压力高达1000MPa。超声波也产生自由基和被激发的氧分子，它们可使硫氧化。得到的砜和硫酸盐然后用溶剂除去。根据所用溶剂的不同，硫可以砜回收，或转化成元素硫或其他化含物。 Sulphco公司与Sinclair石油公司已将该工艺过程放大，在3.785 L/min中型装置上试验了各种进料，可生产含硫10~15μg/g的汽油和柴油。 法国国家科学研究院中心开发了络合法柴油脱硫技术，使烷基苯并噻吩（alkyl DBT）先由分开的步骤去除，从而使加氢脱硫可在缓和条件下进行。在该工艺中，专利的π-受体化学品与柴油在室温条件下混合，与alkyl DBT生成的化学络合物形成不可溶的化合物，很易过滤除去。该化学品安全、廉价且可循环使用。它不同于可与alkyl DBT结合的常规的π-受体化合物，如四硝基-9-芴酮，它们有潜在的爆炸性危险，不能用于工业过程。该方法已完成实验室试验。 简易的烯烃络合分离技术也在开发之中。埃克森美孚公司开发从乙烷和其他气体中分离乙烯有潜在吸引力的新系统。该公司采用含镍的二噻茂络合物约束体。在常见的污染物存在时，乙烯也可选择性地与其结合，并可逆向回收。乙烯与二噻茂络合剂的结合是一平衡过程，过程向烯烃-金属络合物方向进行。该系统可应用于C2~C6范围内单烯烃的分离。降低系统压力或提高其温度，乙烯就可方便地从络合物中回收。二噻茂镍络合剂不与水、乙炔、CO或氢反应，它们在蒸汽裂解反应产品中均有存在。100%浓度的硫化氢与该络合剂可缓慢地发生反应，但其速率比乙烯仍要慢许多倍。含8mol%硫化氢的乙烯，其乙烯反应速率与纯乙烯相同，反应仍然可逆。8%的硫化氢浓度远远大于乙烯装置中的浓度。采用这一高效方法，可从乙烷和其他饱和烃中回收乙烯，而络合剂不会失活。该工艺推向实用后，可望替代投资较高的深冷法蒸馏从乙烷分离乙烯的传统方法。 作为常规蒸馏的改进技术-抽提蒸馏、反应蒸馏和膜法-蒸馏组合技术正在不断扩大应用和开发之中。 抽提蒸馏利用溶剂抽提和蒸馏达到两种沸点相近的组分或共沸物的有效分离。抽提蒸馏时，蒸馏塔顶加入非挥发性的极性溶剂以溶解活性较高的组分，增大沸点相近组分的相对挥发度，溶剂从产品中回收并循环。韩国LG-加德士石油公司采用GTC公司技术在丽水建成世界上最大的芳烃抽提蒸馏装置，从重整生成油中生产23.2万吨/年苯、55.4万吨/年二甲苯和30万吨/年C8芳烃。苯和二甲苯回收率大于99.9%，纯度大于99.99%。C8芳烃纯度为99.5%，回收率达100%。用抽提蒸馏代替液液抽提，投资费用节减25%，能耗节约15%。克虏伯-乌德公司还开发了抽提蒸馏与分壁式塔器技术相结合的工艺，从重整生成油或全加氢热解汽油回收苯。该工艺是使用抽提蒸馏塔和汽提塔的Morphylane工艺的改进技术，它取消了汽提塔。精馏、汽提和溶剂回收均在一座分壁式塔器中进行。投资比常规抽提蒸馏装置节减20%。 反应（催化）蒸馏用于MTBE生产已有十年之久，应用领域正在进一步扩大。反应和蒸馏同时在一座塔器中进行，可大大节减设备费用。苏尔寿化学公司开发了醋酸甲酯水解和醋酸乙酯及醋酸丁酯合成的反应蒸馏工艺。Wacker公司第一套醋酸甲酯工业装置已投产。Chemopetrol公司开发的醋酸乙酯和醋酸丁酯工艺，在预反应器后采用了反应蒸馏塔，两种进料分别为乙醇和醋酸，及丁醇和醋酸。转化率高于常规方法，投资费用节减10%，能耗降低20%。CDTech公司开发了两种反应蒸馏新工艺，一是一步法生产丙烯酰胺，代替常规多个反应器段，投资和操作费用分别节减50%和25%。另一是从裂解混合C4生产异丁烯。通过催化蒸馏用加氢催化剂使1-丁烯异构化为2-丁烯，从而使异丁烯从沸点相近的1-丁烯中分出，尽管异丁烯浓度（90~94%）稍低，但过程费用比通过MTBE途径生产异丁烯的方法可节减费用30%。如需要，再经蒸馏可使异丁烯纯度达到99%以上。 |
20楼2007-04-03 09:42:01
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（2） 罗姆斯SCC工艺： 该选择性组分裂化（SCC）工艺可使丙烯收率达到16%~17%，再采用石脑油选择性循环裂化技术还可增产丙烯2%~3%。SCC工艺反应系统采用Micro-Jet进料喷嘴、短接触时间提升管和直连式旋分器。催化剂含有高含量ZSM-5。 美孚公司Maxofin工艺： 1998年，KBR公司和美孚（现埃克森美孚）公司推出Maxofin FCC工艺，它将高ZSM-5含量的添加剂与改进的FCC技术相结合，可使以米纳斯VGO为原料的丙烯产率达到18%。使用Reusy催化剂加ZSM-5助剂，双提升管反应器，提升管温度538~593℃，剂/油比8.9~25，丙烯产率18.37%，汽油产率18.81%，丁烯产率12.92%。 KBR公司Superflex工艺： 反应部分基于KBR公司FCC技术，可将轻质烃类（通常为C4~C8）转化成富丙烯物流。它从石脑油和C4原料可生产高达40%以上的丙烯。采用抽余C4（抽提丁二烯）进料，丙烯和乙烯产率分别为48.2%和22.5%。采用FCC轻石脑油进料，丙烯和乙烯产率分别为40.1%和20.0%。 （3） 丙烷脱氢技术 据测算，2002年采用丙烷脱氢和乙烯-丁烯易位转化技术生产丙烯的总量达到350万吨，将占丙烯总生产量的6%。 全世界现有8套丙烷脱氢装置，生产能力120万吨/年。据预测，到2010年将再建10套新装置，以增产丙烯400万吨/年。现有几套丙烷脱氢装置正在马来西亚、沙特阿拉伯、西班牙和卡塔尔建设。卡塔尔的丙烷脱氢装置将后继25万吨/年聚丙烯装置，沙特阿拉伯的丙烷脱氢装置也将后继45万吨/年聚丙烯装置。埃及也将建设35万吨/年丙烷脱氢装置，以便为二套聚丙烯装置（已有一套为12万吨/年）提供原料，投资2.3亿美元，拟采用UOP Oleflex技术，于2004年建或。 丙烷脱氢技术主要有UOP公司Oleflex工艺、罗姆斯公司Catofin工艺、菲利浦斯公司Star工艺、林德公司PDH工艺。其中，Oleflex工艺和Catofin工艺业已工业化应用。 Oleflex工艺采用催化剂连续再生技术，采用铂催化剂（DeH-12）的径流式反应器使丙烷加速脱氢。丙烯产率为85%，氢气产率为3.6%。 Catofin工艺采用固定床反应器，按烃类/热空气循环方式操作。工艺操作温度593~649℃、压力33.9~50.8kPa。丙烷转化率大于90%。 （4）易位反应技术 易位反应技术可将乙烯与2-丁烯反应生成二个分子的丙烯。当易位反应与蒸汽裂解相结合时，可将丙烯/乙烯比由蒸汽裂解0.6提高到1.0~1.25。 鲁姆斯公司的Triolefin易位转化工艺在330~400℃下操作，采用钨基催化剂的固定床反应器。除已有一套装置应用外，巴斯夫-菲纳合资公司在美国阿瑟港的大型烯烃装置（2001年底投运）也将采用这一技术。该乙烯装置生产95万吨/年乙烯和54万吨/年丙烯，产出的部分乙烯与丁烯进行易位反应再增产丙烯，可使丙烯产量增加58%，最终可生产86万吨/年乙烯和86万吨/年丙烯。易位反应装置可使丙烯/乙烯比提高到1.0以上。三井化学公司也将首次选用鲁姆斯公司易位转化工艺，使乙烯和丁烯转化为丙烯。采用这一技术后，可使三井化学公司日本大阪的烯烃装置丙烯能力从28万吨/年增加到42万吨/年，该技术将使该装置丙烯/乙烯生产比从0.6增大到大于1.0，以满足亚洲丙烯增长的需求，总投资为3500万美元，定于2004年完成。 IFP的Meta-4工艺采用移动床反应器，催化剂连续再生。在30~60℃低温、液相状态下发生反应，采用铼基催化剂，可减少催化剂结垢。Meta-4工艺己在台湾省中油公司高雄炼油厂完成中试验证。 （5）烯烃相互转化工艺 美孚公司开发的烯烃相互转化（MOI）工艺采用选择性二次转化技术，在单一的流化床反应器中操作，催化剂连续再生。该工艺使用美孚ZSM-5催化剂，它使酸活性与择形选择性很好组合，促进了烯烃低聚、裂解和歧化，可将蒸汽裂解C4和热解轻汽油转化成丙烯和乙烯，FCC催化轻石脑油也是潜在的原料。 （6）固定床催化裂化工艺 鲁齐公司和南方（Sud）化学公司推出新的固定床催化增产丙烯技术-Propylu工艺。该工艺可采用不同原料，如来自FCC装置的轻石脑油或汽油，或来自蒸汽裂解或FCC装置的选择性加氢C4/C5馏分。未转化的化合物通过系统，典型的为石蜡烃、芳烃和环烷烃。近85%的转化率可生成30%丁烯、10%乙烯和40~45%丙烯。这一直接转化途径取决于沸石催化剂，同时，该工艺催化剂可将甲醇转化为丙烯和乙烯。操作条件为500℃和0.1~0.2MPa，采用择形非均相ZSM-5分子筛型催化剂。验证装置己于2002年夏季投运。 （7）甲醇制丙烯工艺 UOP/诺斯克-海德罗公司开发了甲醇制烯烃（MTO）工艺，鲁奇公司也开发了甲醇制丙烯（MTP）工艺。 UOP/诺斯克-海德罗公司开发的甲醇制烯烃（MTO）工艺在高丙烯工况下，丙烯产率可达45%，乙烯为34%，丁烯为13%，其余为副产品。该工艺采用流化床反应器和再生器设计，乙烷、丙烷、二烯烃和炔烃生成少。埃及将在苏伊士建设一套MTO工业化联合装置，该联合装置将采用天然气作原料，生产甲醇，再用以转化成烯烃，生产32万吨/年聚烯烃。MTO工艺将甲醇与聚合物装置组合一起，形成完整的天然气-聚烯烃装置生产线。尼日利亚的天然气化工联合企业也将采用甲醇制烯烃（MTO）工艺，建设7500吨/天甲醇装置，甲醇用作MTO装置进料，MTO装置设计生产40万吨/年乙烯和40万吨/年丙烯，乙烯和丙烯再用于生产40万吨/年HDPE和40万吨/年PP。该联合装置定于2006年投产。 鲁齐公司的甲醇制丙烯（MTP）工艺，使甲醇从预反应器进入内冷的绝热反应器，转化成烃类和水，对丙烯则有高的选择性。该工艺采用固定床反应器，在0.13~0.16MPa压力和380~480℃下操作。该工艺已由实验室走向工业规模放大。我国内蒙古伊化集团将采用鲁齐公司技术，在内蒙古鄂尔多斯市兴建规模为60万吨/年天然气-甲醇制烯烃（NG-MTO）装置。一期工程将兴建一套从150万吨/年甲醇经MTO工艺生产60万吨/年聚乙烯、聚丙烯和副产液化燃料气的大型联合天然气化工装置。生产能力为日产甲醇5000吨，年产烯烃类化工产品60万吨，建设期为3年。 |
2楼2006-04-17 11:37:01
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（3） 2，炼油化工一体化技术 炼油厂与石化厂的联合己经显示其内在的优点，炼油厂低辛烷值组分可送往乙烯厂裂解，乙烯厂的裂解汽油等高辛烷值组分又可返回给炼油厂。炼油厂的加氢裂化尾油也是乙烯装置极好的原料。炼厂催化裂化干气中的稀乙烯可与苯烃化反应生产乙苯，然后再脱氢反应生成苯乙烯，国内外己均有实际应用，我国大连石化公司和燕山石化公司均已建成10万吨/年乙苯-苯乙烯装置。进入新世纪以来，炼油化工一体化技术正在向纵深发展。随着北美和欧洲运输燃料规格的日益严格，一些轻烃馏份如芳烃、烯烃和某些轻石脑油，用作炼厂燃料的价值降低，但它们却是石化工业的极好原料。利用这些原料生产石化中间体和石化产品，可提高炼油厂的经济性。优化组合这些原料和产品体系，可为盈利创造新的机遇。 新世纪的燃料规范要求汽油降低蒸气压、减少芳烃、减少烯烃含量，柴油要求大幅度降低含硫量，汽柴油规范的强化将使轻烃（C2、C3和C4饱和烃以及不饱和烃）、芳烃和轻石脑油供应过剩，这些物流在炼油厂的价值降低，但其独特性质可转化成石化产品以提高其价值。 炼油-石化产品一体化方案如下： （1）芳烃回收和转化 运输燃料深度脱硫将增大炼油厂对氢气的需求，提供更多氢气的一条实用路线是在高苛刻度下进行石脑油催化重整，由此可得到较高产率的BTX芳烃。为满足汽油规格中芳烃含量的强化，可在汽油调合前将BTX芳烃抽提出来，用作石油化工原料，生产对二甲苯、苯乙烯、苯酚及其衍生物。 现已开发多种芳烃回收分离新技术，克虏伯-乌德公司推出Morphylex液液抽提工艺，采用N-甲酰基吗啉（含水4%~6%）溶剂，在常压和30~50℃下进行芳烃抽提。克虏伯-乌德公司还开发了芳烃抽提蒸馏技术Morphylane，产品纯度为：苯大于99.99%，甲苯大于99.95%。产品产率为：苯99.9%~99.95%，甲苯99.5%。溶剂损失为0.005千克/吨芳烃。 GTC技术公司开发了GT-BTX芳烃抽提蒸馏技术，可从催化重整生成油或热解汽油有效地回收苯、甲苯和二甲苯。进料和热的循环溶剂预热后从塔器中部进入抽提蒸馏塔，贪溶剂从塔上部进入以选择性抽提芳烃。非芳烃从塔顶分出。塔底含芳烃的富溶剂进入溶剂回收塔（在减压下操作）分离溶剂和芳烃。该技术已建有四套工业化装置。韩国LG-加德士石油公司采用GTC公司GT-BTX芳烃抽提蒸馏技术在丽水建成世界上最大的芳烃抽提蒸馏装置。从重整生成油中生产23.2万吨/年苯、55.4万吨/年二甲苯和30万吨/年C8芳烃。苯和二甲苯回收率大于99.9%，纯度大于99.99%。C8芳烃纯度为99.5%，回收率达100%。用抽提蒸馏代替液液抽提，投资费用节减25%，能耗节约15%。 对二甲苯/乙苯/苯乙烯/聚苯乙烯方案： 从可回收BTX芳烃中最大量生产对二甲苯和苯，对二甲苯可用作生产精对苯二甲酸及衍生物原料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯，苯可作为产品外售或转化成苯乙烯衍生物，包括乙苯、苯乙烯和聚苯乙烯。 拥有172万吨/年催化重整的1000万吨/年炼油厂，可抽提BTX芳烃用以生产45万吨/年对二甲苯和32万~42万吨/年苯乙烯/聚苯乙烯。抽出的苯和催化裂化干气中的稀乙烯进行烷基化可生产乙苯，该工艺在国内外均已工业化应用。生产聚苯乙烯的售价可超过1000美元/吨，通常是苯价值的两倍。 异丙苯/苯酚/双酚A方案： 苯与回收、提纯的丙烯进行烷基化生产异丙苯，而不是去生产乙苯。然后，异丙苯氧化生产苯酚和丙酮，进一步加工可生产双酚A。苯酚和双酚A需求的年增长率分别为4%~5%和7%~8%，这些产品具有市场优势，优于苯乙烯和聚苯乙烯。 拥有172万吨/年催化重整的1000万吨/年炼油厂，仅基于抽提苯就可生产16万~19万吨/年苯酚，进而得到18万~21万吨/年双酚A，如果联合甲苯/C9芳烃歧化还可使苯的潜在产量翻一番。 埃克森美孚公司开发了新的PxMax选择性甲苯歧化（STDP）技术。该技术可使大量存在的甲苯转化成对二甲苯和苯。在STDP过程中，催化剂选择性极好，甲苯仅转化成苯和二甲苯，邻二甲苯和间二甲苯也转化成对二甲苯。PxMax工艺对对二甲苯的选择性大于90%，超过以前的甲苯歧化工艺（选择性为80%）。该工艺已转让给韩国LG-加德士石油公司丽水芳烃装置，生产35万吨/年对二甲苯和38万吨/年苯。该技术同时转让给日本石油炼制公司水岛炼油厂。该工艺与其他工艺相比，可节约15%~20%的投资和操作费用。 （2）轻烃和轻石脑油转化 现行的汽油蒸气压标准大大降低了调合汽油总组成中轻烃和挥发性组分的数量，这些轻组分包括C4和C5饱和烃及烯烃，可将它们改质为高附加价值的石化产品，如丙烯、乙烯及其衍生物。 一些国内外炼厂已从催化裂化回收丙烯大量用作石化原料，另外，石化所需丙烯和乙烯也可通过含烯烃的轻石脑油进行选择性催化裂解生产，一些含烯烃石脑油选择性裂解制丙烯和乙烯工艺已经验证。如林德公司开发的固定床催化裂化（FBCC）工艺采用择形多相分子筛催化剂（ZSM-5型），可将含烯烃的C4和C5组分裂解为CH2分子，这些分子再组合成C2、C3、C4烯烃（而且以丙烯为主），单程操作表明，产品中含丙烯40~45%、乙烯10%、丁烯30%，如果丁烯循环，丙烯产率可提高到60%、乙烯为15%。该工艺已完成9000多小时中试，正在建设验证装置。 聚丙烯方案： 丙烯用于生产聚丙烯，可提高炼厂效益。国内外已有不少炼油厂利用丙烯成功地生产聚丙烯，有的聚丙烯能力达到20万吨/年。如组合含烯烃的轻石脑油裂解，聚丙烯产能还可进一步提高20%~25%。 环氧丙烷/丙二醇/多元醇方案： 丙烯可进一步直接氧化生产环氧丙烷，直接氧化工艺将于2003年投用，目前，环氧丙烷主要作为苯乙烯或叔丁醇（TBA）的联产品。环氧丙烷可进一步生产丙二醇和/或聚醚多元醇，用作聚氨酯原料。 顺酐/1,4-丁二醇/四氢呋喃方案： 丁烷可转化成顺酐/1,4-丁二醇/四氢呋喃，已有专用工艺可灵活生产四氢呋喃或/1,4-丁二醇，四氢呋喃可聚合生产聚四氢呋喃（聚四亚甲基醚乙二醇），可用作生产聚氨酯原料。17.5万吨/年丁烷制顺酐装置约需21.4万吨/年正丁烷原料，顺酐装置投资较少，可与其他替代工艺相竞争。 |
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(4） 3，合成气生产燃料和化学品技术 合成气生产燃料和化学品技术将在炼油厂渣油和焦炭的深度转化以及偏远地区天然气高效利用中得到推广应用。 炼油厂IGCC技术 IGCC（气化一体化联合循环）技术已成为现代化炼油厂渣油改质、减少污染排放的优选工艺之一。IGCC技术采用高硫渣油（或焦炭）等炼厂劣质进料，通过基于部分氧化的气化技术产生合成气，不仅可使合成气通过燃气轮机-蒸汽透平发电、产汽，而且可带来很大的环境效益，可使CO2排放减少40%，SOX、NOX、CO和颗粒物质排放减少80%，使炼厂满足日益苛刻的污染排放新标准。IGCC技术首先基于气化技术，德士古和壳牌公司均开发有专有技术。德士古公司己有31套气化设施用于炼油厂渣油气化，发电量超过6000MW。 2000~2001年，意大利三座炼厂又投运利用沥青和减粘渣油为进料的IGCC装置，API能源公司气化1470吨/天 减粘渣油，发电280MW；ISAB公司气化3174吨/天 脱沥青渣油，发电512MW；SARAS公司气化3772吨/天 减粘渣油，发电545MW，并向炼油厂供氢、供汽。2003~2005年，法国、美国和西班牙还将有数套IGCC装置投产，分别处理重油和石油焦进料。 IGCC装置通过气化产生合成气，也可为炼油厂提供了大量氢气。波兰炼厂IGCC装置在利用合成气进行燃气轮机-蒸汽透平发电的同时，也将72吨/天氢气提供给炼油厂。荷兰鹿特丹炼厂的IGCC装置，生产285吨/天氢气供给炼油厂，另发电110MW供给炼厂和电网。同时取得减少排放污染的良好效果，设置IGCC前，SOx、NOx和颗粒物质排放分别为1.96、0.67和0.22kg/t原料，设置IGCC后，上述污染物排放分别减少到1.34、0.39和0.11kg/t原料。 气化产生的合成气不仅可通过联合循环发电、产汽、供氢，而且可用以生产石化产品，如羰基醇、甲醇、碳酸二甲酯、醋酸和醋酐等。合成气也可通过费-托合成生产石化用石脑油、高十六烷值柴油和高质量蜡。实施炼油向石油化工的延伸。德士古气化工艺应用于Farmland工业公司将焦炭转化成合成氨项目中，来自炼油厂的1100吨/天石油焦转化成1000吨/天合成氨。德国韦塞林炼油厂的气化装置处理600吨/天渣油，合成气主要用于生产甲醇。新加坡裕廊岛与炼油厂毗邻的合成气公司通过气化，将重质、高硫渣油转化成合成气，从中向炼油厂返回64万立方米/天氢气，同时将70万立方米/天CO用于生产醋酸。 天然气制合成油技术 世界天然气正面临获得更多储量的机遇。天然气资源比石油资源更丰富，据预测，可满足世界需求120年以上。前10年内，全球天然气储量增长了30%以上，2002年已达到155.78万亿m3。天然气储采比也由1973年47年、1983年58年提高到2001年61.9年，超过石油储采比40.3年。据预测，全球天然气需求将从目前2.6万亿m3增加到2020年4.9万亿m3。约在2040年，世界天然气供应量将超过石油和煤炭，天然气在一次能源中所占比例将从现在24.5%增加到2040年51%。 世界偏远地区天然气储藏量占总量的60%以上，天然气制合成油（GTL）方案正成为偏远地区天然气高效利用的途径脱颖而出。GTL技术由合成气生产、费-托法合成和产品精制三部分组成。当前，世界炼油业正面临生产低硫和超低硫汽、柴油以满足日益苛刻的环境法规的挑战。例如，欧盟柴油含硫量将从目前350 μg/g减小到2005年50 μg/g、2008年30 μg/g，美国柴油含硫也将从现在500 μg/g减小到2006年15 μg/g。通过费-托法工艺将天然气转化成合成油的柴油燃料含硫小于1 μg/g、芳烃含量小于1%（体）、十六烷值大于70，为生产清洁燃料开辟了一条新途径。经过改进的费-托法合成技术，采用新型钴催化剂和先进的淤浆床反应器，使GTL装置投资和操作费用大大降低，GTL的生产成本已可与18~20美元/桶的原油价格相竞争，为建设天然气炼油厂注入了新的活力。 GTL生产的石脑油低含硫、高含石蜡烃。虽然不是很好的汽油组分，但其高含石蜡烃是极好的石油化工原料。生产的合成石蜡，其价格高于石油石蜡，可用作特种产品。费-托合成液体烃还可用于合成润滑油和特种化学品。正构石蜡可用于生产洗涤剂中间体（线性烷基苯、醇类等），生产增塑剂、辅助化学品、添加剂等的中间体；合成润滑油可用于生产工业和汽车润滑油，合成润滑油具有高粘度指数和低挥发度，是高性能的润滑油基础油。合成气也可用于生产清洁的柴油替代燃料二甲醚。 已推出的天然气制合成油（GTL）技术方案主要有埃克森公司、壳牌公司、南非合成油（SaSol）公司、合成石油(Syntroleum)公司等工艺。 21世纪迎来GTL装置新的发展期，在未来15年内，预计GTL装置生产能力将增加到4 500万～6 750万吨/年。油价如长期维持在较高水平，建设GTL装置具有更大的吸引力。 据统计，除中型装置外，全世界现在建和拟建的GTL装置至少有10套之多，其规模为22.5万～450万吨/年。建设地点包括尼日利亚、埃塞俄比亚、澳大利亚、卡塔尔、南非、印度尼西亚、埃及、委内瑞拉、特立尼达-多巴哥、玻利维亚和巴布亚新几内亚。2005年前，将有7套GTL装置投产，总能力将达880万吨/年。 |
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