任冠宇
引言:中國石油石化行業(yè)石油煉制技術(shù)已經(jīng)擁有較好的技術(shù)基礎(chǔ),經(jīng)過多年的發(fā)展和技術(shù)積累,無論在加氫裂化、渣油加氫、催化裂化、加氫精制、催化重整等方面都擁有一系列自主技術(shù),并在部分領(lǐng)域達(dá)到世界一流的水平。
石油是由各種烴(碳?xì)浠衔铮╊悾ㄍ闊N、環(huán)烷烴、芳香烴等)組成的復(fù)雜混和物,含有少量硫、氮、氧等有機化合物和微量金屬。通過對原油進行蒸餾時分離出的具有一定餾程(沸點范圍)的組分,如液化氣、汽油、煤油、柴油等餾分。從減壓蒸餾得到的稱減壓餾分。蒸餾塔底剩余的則稱為渣油。餾分只是在沸點范圍上類似,還不是石油產(chǎn)品,需要進一步加工煉制才能成為滿足規(guī)格要求的石油產(chǎn)品。
一、主要石油煉制(煉油)工藝
把原油或石油餾分加工(或精制)成目的產(chǎn)品的方法(過程)。生產(chǎn)燃料產(chǎn)品的現(xiàn)代石油煉制工藝大體可分為三大類:原油(常減壓)蒸餾。通過常壓和減壓蒸餾,把原油中固有的各種不同沸點范圍的組分分離成各種餾分。煉油廠以原油蒸餾的處理能力作為加工規(guī)模(如500萬噸/年)。二次加工。從原油中直接得到的輕餾分是有限的,大量的重餾分和渣油需要進一步加工,以得到更多的輕質(zhì)油品。二次加工工藝包括催化裂化、加氫裂化、重整、焦化等,是以化學(xué)反應(yīng)為主的加工過程。油品精制和提高質(zhì)量的有關(guān)工藝。包括加氫精制、脫硫醇等。
二、常見的石油產(chǎn)品
大體可分為三類:液體燃料。如液化石油氣(LPG)、車用汽油、噴氣燃料(航空煤油)、車用柴油、燃料重油等。潤滑油。如汽油機油、柴油機油、航空發(fā)動機油、船用發(fā)動機油等發(fā)動機油和齒輪油、液壓油、汽輪機油、電器用油、壓縮機油、金屬加工用油等工業(yè)用油。通常是以礦物或合成基礎(chǔ)油加上各種添加劑調(diào)配制成。固體石油產(chǎn)品。如瀝青、石油焦、石蠟等。
三、主要煉制工藝分析
3.1(流化)催化裂化藝
在分子篩或硅酸鋁催化劑的存在下,使重質(zhì)油(減壓餾分油或摻渣油)進行裂化反應(yīng),轉(zhuǎn)化成汽油、柴油和液化氣等輕質(zhì)產(chǎn)品的過程。工業(yè)催化裂化裝置可分為固定床、移動床和流化床三種類型。流化催化裂化(FCC),上指裂化反應(yīng)和催化劑再生分別呈流化狀態(tài)進行,根據(jù)反應(yīng)器流化狀態(tài)特點,又可分為床層和提升管兩種。1965年建成投產(chǎn)的撫順石油二廠60萬噸/年流化催化裂化裝置是我國第一套流化催化裂化工業(yè)裝置。
3.2催化重整
“重整”是指對分子結(jié)構(gòu)進行重新整理和排列。催化重整是在含鉑催化劑存在下,將汽油餾分中的正構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴,轉(zhuǎn)化為芳香烴和異構(gòu)烷烴,得到高辛烷值汽油和苯類產(chǎn)品?,F(xiàn)代重整工藝主要分固定床半再生和移動床連續(xù)再生兩種類型。1965年我國第一套自力更生建設(shè)的10萬噸/年催化重整工業(yè)裝置在大慶建成投產(chǎn)。
3.3延遲焦化
焦化是使減壓渣油、二次加工尾油等重質(zhì)油進行深度熱裂化和縮合反應(yīng)的過程,其特點是除了生成氣體、汽油、柴油、蠟油,還要生成石油焦(可制成電極或作冶煉工業(yè)燃料)。延遲焦化是指先在加熱爐中加熱,然后再延遲到焦炭塔中生焦,從而實現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。1963年我國第一套30萬噸/年延遲焦化生產(chǎn)裝置在撫順建成投產(chǎn)。
3.4催化裂解技術(shù)
在比催化裂化溫度高而比蒸汽裂解低得多的操作條件下,利用擇形催化反應(yīng)將重質(zhì)原料油選擇性裂化成低碳烯烴(丙烯為主)的新工藝。這一新工藝是1990年國內(nèi)自主開發(fā)成功的,已在安慶、荊門、大慶等地工業(yè)應(yīng)用,并出口到泰國,曾獲國家發(fā)明一等獎。在我國的石油煉制領(lǐng)域,一種以重質(zhì)原料生產(chǎn)丙烯等產(chǎn)品的催化裂解技術(shù)(簡稱DCC技術(shù))廣受重視。石油石化專家們認(rèn)為,采用CPP工藝技術(shù)是以重質(zhì)原料發(fā)展石油化工的有效途徑和創(chuàng)新辦法,對于傳統(tǒng)采用蒸汽裂解技術(shù)煉化的有效補充。經(jīng)過20多年的生產(chǎn)實踐,我國已經(jīng)在國內(nèi)建成了7套大型工業(yè)生產(chǎn)裝置,部分成套技術(shù)還出口到國外,技術(shù)已經(jīng)處于成熟穩(wěn)定期,在石油石化行業(yè)具有重要的影響力。
四、煉油催化劑
催化劑是指加到化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)中,能改變反應(yīng)速度和方向,而本身的組成和質(zhì)量在反應(yīng)后又不起化學(xué)變化的物質(zhì)。催化劑在煉油工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用,成為更新較快的核心技術(shù)。主要有催化裂化催化劑、催化重整催化劑、加氫現(xiàn)裂化催化劑、加氫精制催化劑和其他催化劑。催化劑是中國石油化工研究院和中科院歷經(jīng)多年的探索研究成功的,具有特色自主知識產(chǎn)權(quán)的先進煉油技術(shù)。催化劑技術(shù)的成功實驗和推廣,使我國的基礎(chǔ)油生產(chǎn)技術(shù)一下突破了多年的束縛,躍居國際先進水平,不僅如此,我國的石油煉制加氫催化劑在裝備制造和技術(shù)研發(fā)方面都走進了世界先進行列。
五、煉油廢水處置
煉油廢水與油田采出水有所不同,回注水對水質(zhì)的要求與污水排放也不相同,因此制定有針對性的研究方案,將會事半功倍。就兩種含油污水而言,盡管它們都以富含油品為主要特征,但在pH值、礦化度、含油總量、乳化程度、硫化物含量等方面,均存在一定差異。回洼與排放,對水質(zhì)的要求也不同,煉油廢水作為注水源的處理工藝,將不同于作為排放時的處理工藝。由于要充分利用油田污水站內(nèi)的處理設(shè)施處理煉油廢水達(dá)標(biāo)回注,因此有必要研究一下油田采出水處理工藝,其典型流程如下:采出水一收油緩沖一加藥混凝一斜板沉降一過濾一注水。
(1)煉油廢水在煉油廠內(nèi)采用什么樣的預(yù)處理,才能保證兩種水在混合以后,利用現(xiàn)有工藝處理達(dá)標(biāo),其中脫硫問題、脫乳化油問題、提高MF問題.將作為重點研究。
(2)兩種水混合后將有什么樣的不良反應(yīng),如何控制或消除,采用什么樣的摻和比例最佳,原有的加藥方案是否要致變。
六、技術(shù)展望
在石油煉制技術(shù)不斷發(fā)展推廣的同時,我們也必須清醒地知道,我國國內(nèi)的煉油技術(shù)仍然缺乏支持更高排放標(biāo)準(zhǔn)的清潔油品生產(chǎn)技術(shù)、含酸原油加工技術(shù)、重油深加工技術(shù)等等等許多不足,存在著技術(shù)水平依然偏低等不足,針對石油煉化產(chǎn)業(yè)的技術(shù)需要,我國石油石化行業(yè)也將劣質(zhì)原油/重油加工新技術(shù)、清潔燃料生產(chǎn)技術(shù)以及高檔潤滑油基礎(chǔ)油異構(gòu)脫蠟成套技術(shù)、煉油清潔生產(chǎn)技術(shù)列為當(dāng)前重點開發(fā)的技術(shù)品種,希望通過開發(fā)這些關(guān)鍵和基礎(chǔ)性、技術(shù),實現(xiàn)核心技術(shù)的內(nèi)涵性發(fā)展,真正為煉油技術(shù)的突破創(chuàng)新奠定堅實的基礎(chǔ)。
結(jié)語
對于石油煉制行業(yè),以及清潔燃料生產(chǎn)技術(shù)等等,今后將針對國家油品質(zhì)量的升級安排進行統(tǒng)一部署,不斷開發(fā)出具有更高排放水平的汽柴油生產(chǎn)技術(shù),特別是對汽柴油深度脫硫工藝和催化劑、汽油高辛烷值組分生產(chǎn)系列技術(shù)、新一代汽柴油添加劑等等技術(shù),并對汽、柴油等煉油成品與內(nèi)燃機進行對比研究,從而實現(xiàn)煉制成本的下降與煉制標(biāo)準(zhǔn)的提升。
(作者單位:遼河油田經(jīng)濟貿(mào)易置業(yè)總公司)