浅谈中国制油现状与发展方向[版]_防锈油现状及发展趋势

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浅谈我国制油现状与发展方向

摘要

石油是一种分布广、储藏量巨大的能源。但由于近几年世界各国开采量呈现逐年增大的态势,一些国家的石油资源已明显出现短缺现象,还有一些石油资源较丰富的国家,虽然开采量还有所增加,但开采的原油普遍趋于重质化,原油质量显著变差,由于我国原油密度大多比较高,所以开采原油的重质化程度更加明显,又由于中国能源结构中石油资源又是相对缺乏的,而且国内对石油需求量在不断增加,所以石油为主的能源加工必将面临一场革新。其中油品类消耗是中国能源消耗最重要的组成部分,所以认清中国制油的现状是非常重要的,只有对中国制油现状有所了解,才能寻找出其中的缺陷,为制油的发展指明方向。关键字：制油；优化；环保

一,以液体原料油制轻质馏分油（以汽、柴油为主）。

1．1 热加工过程

在制油工业发展的历史中，热加工过程曾发挥了重要的作用。在现代制油工业里，热加工仍然占据着重要的地位。虽着原油重质化的不断提高，使得焦化和裂化的效益相近,而焦化投资又少,再者随着人们对能源高效利用思想的不断深化,以渣油为原料，特别是以劣质渣油为原料生产石脑油，将会成为我国石脑油来源最有效的手段之一。经过不断吸取别国热加工经验和世界先进技术的引进,而且近几年不断有我国自主研发设备的涌现，使我国热加工技术走在了世界的先列，其中焦化过程由于原料使用范围受限制不高；可以加工残炭值及重金属含量很高的劣质渣油；过程简单；投资和操作费用较低；而且所产馏分油柴汽比高、柴油十六烷值较高。这些优点都有助于热加工项目的建设，并且可以减缓我国当今柴汽比偏低的局势。焦化的方法有延迟焦化、流化焦化、灵活焦化。就我国而言延迟焦化工业占据了绝大部分,而且与其它焦化过程相比,延迟焦化工艺技术成熟,投资低,工业化后效益明显,风险小。但是虽然如此,延迟焦化也存在很多缺点,比如延迟焦化为半连续,从而降低了加工的能力，还有延迟焦化的清焦劳动强度大、油品和焦炭质量差,这些问题都有待解决。还有就是由于考虑到开工周期,加热炉出口温度受限,而且加热炉是制油工业最普遍的加热设备,所以可以推断今后对加热炉的改进将成为热点。由于延迟焦化的诸多缺点与流化焦化的突出优点,国内也必将与国外一道对流化焦化和灵活焦化进行研发和工业化装置的建立。所以未来热加工中国仍将以延迟焦化为主,并对装置大型化，扩大原料范围,缩短焦炭塔操作周期，优化操作条件，提高液收，改善产品质量，提高装置自动化水平，提高控制系统先进化程度,以及对加热炉革新,还有近几年国内对环保的重视,焦化过程必将走减少污染的清洁化路线。

1．2催化裂化

催化裂化自二十世纪六十年代分子筛催化剂的应用后发展极为迅速,特别在我国由于我国原油重的特点,催化裂化占有极为重要的地位,它是我国生产汽油和柴油的主要加工手段,具统计,我国大约80％（质量分数）的汽油和1／3的柴油均来自催化裂化。催化裂化使用的主要的原料是重质油,而且可以掺炼渣油,这将给相对质量较差的渣油带来不小的利用价值,对提高制油行业的经济效益至关重要。传统的固定床催化裂化和移动床催化裂化由于其连续性差已经面临淘汰。新建和改建的炼油厂大多都是流化床催化裂化,并且多以提升管催化裂化为主,由于其生产连续,处理量大,产品性质稳定,近几年发展很好。从事这方面研究的人也很多。比如,针对水蒸汽气提介质容易引起催化裂化催化剂产生水热失活的弊端,采用了以干气作为气提介质的新工艺。还有为了防止反应产物发生二次反应,使汽、柴油收率降低而研发的反应终止和油剂分离技术,可以向提升管末端加终止剂,也可以在提升管末端增设快分系统。但影响提升管催化裂化的主要因素是原料油进口处的雾化程度,以及催化剂的失活问题,所以近几年我国和别国都对这方面进行了不少研究,并取得了可喜的成绩,并以广泛用于工业中。在喷嘴方面,比如国内的中石化工程建设公司的BJW型喷嘴,BJW-I和II BJW-III型喷嘴,中科院力学研究所KH型喷嘴KH-1、KH-

2、KH-

3、KH-4, 中石化洛阳工程公司LPC型喷嘴LPC-I、LPC-II、LPC-III、LPC-IV、LPC-V。石油大学UPC-喷嘴。在催化剂的再生问题上,中国石化洛阳石油化工工程公司开发的两段逆流再生、串联快速流化床再生、管式再生均是简单高效的再生技术。济南炼油厂1.40 Mt/a重油催化裂化装置采用的同轴串联逆流两段再生工艺，可使第二再生器的氧含量达5%以上，创造了富氧再生的有利条件，并将第二再生器的富氧烟气引入第一再生器，使主风得到充分利用，还避免了采用并列并流两段再生工艺时富氧烟气与一再的富CO烟气混合引起的尾燃及设备超温问题，为实现再生器的平稳操作提供了有利条件。对于解决再生器热量过剩问题,油于传统的内取热方法,传热系数很小，内取热效率低，管程磨损严重，生产周期短。而随着催化裂化催化剂的不断改进,重油的催化裂化特别是减压渣油的催化裂化变的相当普遍,这使得再生器过热问题严重,国内辽宁石油大学开发了一种再生剂输送管路取热新技术。该技术在平衡两器过剩热量的同时能有效地优化反应系统的操作，实现高再生温度、高剂油比、高原料预热温度的“三高”操作，从而可提高转化率，提高掺渣比，改善产品分布。在我国由于催化裂化原料相对较重,所以大多采用了外取热技术。综上所述,可以看出催化裂化制油已经比较成熟,国内现有的工业化装置也比较多,各个炼油厂取得的经济效益可观,可以推断短时间内催化裂化工艺不会有较大的改变。但虽着我国对环境要求的不断提高,原料循环利用意识的提高以及国家相关法律、法规的不断完善,一些对环境不友好或污染比较严重的炼油厂会相继增加和革新环保设备。比如为了控制提升管油气出口夹带的催化剂的含量会采用更高效的旋风分离器,还有增加再生烟气能量回收设备等。

1．3催化加氢

催化加氢作为石油加工的一个重要手段,对于提高原油加工深度,改善产品质量,提高轻质油收率以及减少大气污染都具有重要意义。催化加氢在我国有加氢精制和加氢裂化。还有专门用于某种生产目的的加氢过程。如加氢处理、临氢降凝、加氢改质、润滑油加氢等。由于国内石油资源的短缺和原油质量的不断下降,以及出于保护加氢裂化催化剂考虑,加氢精制在今后的炼油工业中是非常必要的,在产品油出厂时为了使产品油中的各项指标符合国家标准对粗制燃料油可采取加氢精制,这不仅能使燃料油质量达标,而且出于对环境的保护和人们的健康考虑,都是非常重要的。尤其对于我国,是一个以人为本的国家,更应该在此加以重视。加氢裂化有馏分油加氢裂化和渣油加氢裂化。对馏分油的加氢裂化可生产高质量的汽、柴油。通过对汽车牌号的了解可知道小型汽车用汽油牌号不断加大,从以前的90号发展到现在的97号甚至98号,这对汽油质量提出了更高的要求。其主要原因是发动机的压缩比是在扩大的,同样柴油机压缩比不断的提高也对柴油质量提出了更高的要求。所以加氢裂化制高质量燃料油也将会是我国发展的一个方向。但出于氢来源不易的考虑,除炼油厂自己拥有催化重整装制外的原料油全加氢外,部分老炼油厂考虑到另建生氢装置和设备,需花费大量资金,可适当对原料油进行部分加氢裂化,在产品油出厂时在配以油品之间的调和即可达标。对于新建炼油厂可建成加氢裂化和催化重整的组合工艺,既可生产高质量燃料油又可生产富含芳烃产品油。可以推断今后我国的加氢裂化会多以组合工艺出现。加氢处理是改善原料油质量的又一途径,通过对原料油的部分加氢裂化和加氢精制使原料符合下一个工序,这样做对于渣油和脱沥青油是有一定意义的。而临氢降凝、加氢改质是我国生产低凝点或低硫、较高

十六烷值的优质柴油或航空煤油的重要手段。估计这俩种制油方法由于柴油机和飞机的不断提速,和民用飞机数量的增加,以后会有一定的发展前景,但近几年会一直保持平稳的增长势头。润滑油加氢是除使用润滑油添加剂改变润滑油质量的又一途径,润滑油在中国的主要消费还是在汽车上,随着私家车不断增多,我国对润滑油的消费也将有所增加,但由于润滑油添加剂的高效性,国内对提高润滑油质量方法主要还是利用添加剂,在今后润滑油加氢仍然不会大量加涌现,而且润滑油的牌号变化比较快,使用添加剂可灵活生产,以适应市场。

1．4催化重整

催化重整主要是以石脑油为原料生产高辛烷值重整汽油和富产氢气为目的。随着催化加氢工业的发展和汽油对辛烷值要求的提高以及重整汽油下游产品BTX需求量的上升,催化重整的规模还会发展。估计近几年重整装置在部分地区还会上马建设。特别是与重整工艺相组组和的配套工艺还会有所增加,也可以设想近几年催化重整制汽油,在我国生产汽油的工艺中的比重将会平稳增加。对于重整的主要目的是生产高芳烃含量的石脑油,所以未来重整发展的方向将会瞄准在有选择的提高芳烃含量和其转化率等相关方面。

1．5以甲醇制汽油（MTG）

甲醇是大宗商品,由于市场上甲醇价格普遍较汽油低很多,所以以甲醇为原料进而制汽油是有利可图的,近几年由于甲醇下游产品需求量增大,使得大型化的甲醇生产装置不断涌现,这也使得以甲醇为原料生产汽油出现机遇,但国内对甲醇的需求量也在不断增加,所以如何解决甲醇的来源问题是发展甲醇制汽油的关键,而且甲醇本身也是一种燃料,单独以甲醇为原料生产汽油前景不是很好,国家也不会鼓励这类炼油厂的建设。其实真正的MTG是以煤这种固体燃料为基础原料来生产汽油的。这以属于煤制油的范畴。

1．6油品的调和

严格的说油品的调和也是“以油制油”的一种简单而有效的方法,不过它只是两种或两种以上的油品之间的相互溶解,理论上不会影响产品的收率,但却会显著改变油品的质量。油品调和也可是基础油与添加剂的调和。总之油品调和对炼油工业的规模并没有多大影响。它不需要建造专门的制油装置,只要对不同标准的油品进行简单混合溶解使之符合质量要求即可。由于它简单、有效,往往是每个炼油厂必备的最后一道工序,在炼油中也有不小的意义。

1．7掺混油品和生物柴油、尿素脱蜡油、溶剂脱蜡油

掺混油品主要指的是在汽油中掺混甲醇、乙醇和高级醇,而高级醇是作为一种很好的助溶剂,只会少量夹杂在油品。甲醇本身就是一种高辛烷值的液体燃料,但甲醇有毒,属于危险品。而且甲醇对金属也有腐蚀作用。所以在油品中以不加甲醇为宜。目前,我国掺炼油品中主要以植物法生产的乙醇为主。在国内以有部分城市使用了乙醇汽油,但由于溶解度的限制掺炼的比例并不是很大。但就环保而言,乙醇汽油属于清洁燃料,是应该大力提倡的,相信在不久的将来乙醇汽油将会在我国大量使用。所以乙醇汽油的需求量也会增大,但就目前来看,市场上的汽车发动机都是以汽柴这两种燃料设计的,近几年在我国大面积使用乙醇汽油是不现实的。不过随着新一代汽车发动机的开发,相信我国这样一个不断重视环保的国家一定会大量使用乙醇汽油。生物柴油也是一种清洁燃料,但中国在这方面还处于研究推广中,未来几年仍不会大面积使用,但可以相信随着生物柴油的研发成功和国家对选定生物柴油推广城市的大力宣传,在我国推广使用生物柴油到大面积使用也是不争的事实。尿素脱蜡被誉为是上世纪中国石油制油的“五朵金花”之一,其主要生产低凝点的油品和高纯度液体石蜡,尿素脱蜡也是中国特有的石油炼制工艺技术。由于溶剂脱蜡的研发,尿素脱蜡也面临着竞争。

二,以气制油 2．1以天然气为原料制清洁燃料油

天然气制油是利用天然气生产汽油和煤油等液体燃料的方法，由于其油品不含硫、氮化合物等杂质，因此也被称作是“绿色燃料”。然而以天然气制油的技术现在大都被

国际知名大公司垄断,如壳牌公司等。未来几年仍不会大范围工业化,但这方面的试验装置一定会陆续上马建设。如我国榆林天然气公司以和壳牌公司签署了天然气制油的技术转让合同等。

2．2炼厂气回收并生产油类产品

炼厂气回收生产油类主要是指用回收的炼厂气生产烷基化油、异构化油、高辛烷值醚类（MTBE）等高辛烷值组分。其生产的油类主要用于高辛烷值车用汽油或航空汽油的调和组分,随着人们环保意识的日益增强,对汽油的燃烧质量提出了更高的要求。由于辛烷值较高的芳烃和稀烃有致命的缺点。如虽然在烃类中芳烃辛烷值最高,但其有致癌作用,又比如稀烃稳定性差等,所以单纯提高芳烃和稀烃含量并不是提高汽油辛烷值的理想组分,反倒是辛烷值相对较高的异构烷烃是很好的提高辛烷值的理想组分,所以无铅、高辛烷值、低稀烃、低芳烃、高异构烷烃是现代汽油生产的发展趋势。而且重油催化裂化大规模装置应用后使得炼厂气出产量加大,所以以回收炼厂气并制高辛烷值调和组分的生产越来越被重视。

三,煤制油

3．1煤的直接加氢也就是煤的直接加氢液化制液体燃料油

在我国此技术还不够成熟,虽神华集团在内蒙以建成工业化试验装置,但目前还不会大范围推广,只是考虑到国家的安全问题,作为一项技术储备。

3．2煤焦油加氢制燃料油

煤焦油是煤的干馏产物,包括：高温煤焦油、中温煤焦油和低温煤焦油。煤焦油制燃料油克服了煤直接液化制油工业化一次性放大的风险,而与液体原料油相比其氢碳比低、多环芳烃高,所以对其进行加氢是生产优质燃料油的又一加工途径,而且由于馏分油加氢和渣油加氢在很多炼油厂以实现工业化,其次国内在这方面的知识和经验也很丰富,还有国内对加氢催化剂已有深入研究和开发,所以工业化条件以相当成熟。近几年石油储量下降而开采量逐年升高,石油价格居高不下,所以开展煤焦油加氢前景很广阔。在我国许多煤资源丰富地区已经投产运行或即将投产运行。例如,在我国陕西靠近神府煤田的一些地区将大面积开始工业化,如神木以建成我国最大的煤焦油加氢装制,府谷也在加紧年产50万吨的煤焦油加氢项目等。另一方面煤焦油加氢制优质燃料油效益明显,而且解决了我国煤焦油产量过剩的问题,在未来的几年从煤焦油制发动机燃料油将会在我国占有一定比例。由于以原料煤经干馏制得的煤焦油再进一步生产发动机燃料的制油方法大都会在煤储量丰富的地区集中加工,所以一定要注意环保,在新建此类制油厂时,一定要狠抓环保质量关,严格遵守国家的有关规定,比如三同步原则等。可以推断在未来的燃料油供给中,我国的煤焦油加氢制液体发动机燃料将会开展的轰轰烈烈,必将成为我国乃至世界制油工业特有的一道风景。

3．3以煤制甲醇后所得原料甲醇制汽油

此方法其实是煤的间接液化（F-T合成）与MTG的结合。简单来所就是用经过预处理得煤气（多指煤高温干馏后所得气体产物）首先在特定的反应器中合成甲醇,而后再将甲醇转化成汽油。在我国中科院山西煤化所经历30年研究已经成功研发了拥有自主知识产权的MFT甲醇制汽油的MTG改良工艺,并以实现2000／d的试验化装置。随着试验化装置对许多数据和经验的积累相信类似的装置还会在中国部分地区上马建设。而且F-T合成技术在国内也相当成熟,工业化装置也不少,这就使得进一步用甲醇生产发动机燃料油的可能性大大增加,估计在煤储藏量丰富的地区MTG和MFT与F-T的组合工艺还有上马的可能性,原因是可根据市场的需要合理生产甲醇和燃料油的比例。这样才能更好的适应当今风云突变的市场经济,使国内企业免遭世界强国企业的淘汰。

总之,在我国对液体发动机燃料需求将增加较快,其它油品会虽着我国经济的增长和人民生活水平的提高也会增加,另外,由于我国对石油化工产品需求量的不断提高,我国炼油工业仍需扩大,以解决石油进口量大、对外依存度高的问题,其中以天然气和氢燃料作为石油替代品时机还不成熟,而以煤为石油替代品则大有潜力可挖。在制油方面,由于我国资源结构是缺油、少气、相对富煤的,所以在我国开展煤化工,特别煤焦油加氢是大有前景的,另外煤焦油加氢的许多工业化经验和技术都可以借鉴已经工业化成熟的石油馏分油加氢,所以未来国内以煤碳这种大宗商品来制取市场上紧缺的液体燃料是普遍被国内专家所看好的。在我国制油工业的现状不是空穴来风,有它存在的必然原因,是国内原因和国际原因共同作用的结果。在新建和改建炼油厂时一定要熟悉国内制油现状,认清当前的制油形势,认真调研分析后选择适合本地区的制油工艺,也可适当引进国外炼油先进技术国产化, 并且在选择工艺化路线时尽量采用拥有我国自主知识产权的工艺和设备。这不仅是我们每一个爱国人士理应拥有的爱国情操,而且会在世界炼油工业中拥有发言权。另外现代炼油工业趋于自动化、环保化、清洁化已经是不争的事实,作为企业的创办人,应该努力使企业的产品链加长,如走燃料-化工型,也应贯彻落实企业的各项工作,坚决遵守国家有关炼油的各项法律、法规，关心员工，树立企业良好形象等。作为新一代的我们首先要努力学习相关知识,不断深化并扩大知识面,在从事工作时更要认真负责、善于思考,建立重视环保和资源再利用的意识,并担起这项光荣而又艰巨的任务,也就是说在努力为我国经济发展考虑时,同时还要考虑其工艺对环境是否友好,即走可持续发展的路子,并时刻怀揣创新思想,如优化工艺控制、紧急开停车安全控制系统,以及研发经济和环境双丰收的炼油工艺等,努力为我国炼油业献出自己的力量。

高云府西北大学2010-12-3完稿