許友好，王瑞霖，陽文杰，左嚴(yán)芬，舒興田

（1.中石化石油化工科學(xué)研究院有限公司，北京 100083；2.中國石化集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司，北京 100029）

工業(yè)革命后能源消費(fèi)急劇增加，從生物質(zhì)能源到煤炭能源的轉(zhuǎn)變標(biāo)志著第一次重大能源轉(zhuǎn)型開始。煤炭在全球能源結(jié)構(gòu)中的份額從1800年的1.7%升至1900年的47.2%，大約從1900年始，主要能源由煤炭轉(zhuǎn)變?yōu)槭?，開啟了第二次能源轉(zhuǎn)型。內(nèi)燃機(jī)發(fā)明后，燃油汽車問世，石油需求急劇上升，1950年，石油在全球能源結(jié)構(gòu)中的份額升至19.1%，到2000年達(dá)到35.1%。隨著各國加大減碳排力度，全球太陽能和風(fēng)能應(yīng)用正在擴(kuò)大?？稍偕茉丛谌蚰茉唇Y(jié)構(gòu)中的份額從2000年的6.6%升至2010年的7.7%，僅增長1.1%，但2010–2020年增速加快，份額達(dá)到11.2%，標(biāo)志著第三次重大能源轉(zhuǎn)型即將開啟。

能源轉(zhuǎn)型是一個(gè)長期過程，伴隨能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，石油向生產(chǎn)化工原料轉(zhuǎn)型過程必然是漸進(jìn)式變革，找到一條原油制化學(xué)品的長期盈利途徑是百年石油工業(yè)變革的主要推動(dòng)力[1]。本文對現(xiàn)有的石油加工流程的創(chuàng)建及其演變過程進(jìn)行梳理、歸納和總結(jié)，對近期及未來煉油及化工工藝進(jìn)行合理預(yù)期，試圖尋找石化行業(yè)突破口，以應(yīng)對未來市場需求變化。

1 石油加工流程創(chuàng)建及其演變

石油加工流程演變推動(dòng)力來自技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新與市場需求的變化。最初石油加工是通過蒸餾裝置提煉煤油。隨著汽油需求量的增加，熱裂化和催化裂化技術(shù)生產(chǎn)汽油相繼出現(xiàn)，熱裂化技術(shù)雖然實(shí)現(xiàn)了對原油中重組分的利用，但熱裂化汽油中的烯烴含量過高，在貯存過程中易生成膠質(zhì)[2]。為了提升汽油品質(zhì)，由熱裂化技術(shù)轉(zhuǎn)為催化裂化技術(shù)，催化裂化產(chǎn)物中富含大量異構(gòu)化產(chǎn)物，有效提升了汽油的辛烷值及安定性。隨著社會(huì)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，對汽油和柴油品質(zhì)的要求越來越高，同時(shí)對化工產(chǎn)品需求越來越大，烷基化、催化重整、加氫精制、加氫裂化等技術(shù)紛紛出現(xiàn)，煉油廠從主要生產(chǎn)汽油和柴油逐漸轉(zhuǎn)移至兼產(chǎn)化工產(chǎn)品原料，石油加工流程日趨復(fù)雜化，流程優(yōu)化的重要性日漸突出。石油加工流程由燃料型逐步發(fā)展為燃料—潤滑油型和煉化一體化型，推動(dòng)煉油與化工產(chǎn)品生產(chǎn)協(xié)同發(fā)展。石油加工流程將逐漸演變到以生產(chǎn)化工產(chǎn)品為主，與傳統(tǒng)孤立的煉化一體化相比，未來煉化一體化工藝流程特征體現(xiàn)為集約化、大型化和集群化，并由內(nèi)部優(yōu)化向外部區(qū)域優(yōu)化發(fā)展。石油煉制工業(yè)各項(xiàng)具體技術(shù)開發(fā)時(shí)間及作用見圖1。

圖1 石油煉制工業(yè)各項(xiàng)技術(shù)開發(fā)時(shí)間及作用

石油加工流程從20世紀(jì)50年代開始引起重視，隨著新技術(shù)呈現(xiàn)和市場需求的不斷變化，石油加工流程日趨復(fù)雜，對石油加工流程研究與開發(fā)已逐步上升到重要位置。百年石油加工流程各個(gè)階段特點(diǎn)如下：

1）20世紀(jì)50年代之前。1860年石油僅通過常減壓蒸餾裝置用于煤油的生產(chǎn)，滿足人們對燈油的需求。到1910年，隨著汽車的發(fā)展，汽油需求迅速增加，以提高汽油產(chǎn)量為目的的多種煉油技術(shù)被相繼開發(fā)，熱裂化、烷基化、異構(gòu)化、催化裂化、固定床鉑重整等技術(shù)都在這一階段涌現(xiàn)。這一階段煉油流程加工規(guī)模小，流程簡單，主要產(chǎn)品為汽油、柴油和少量的潤滑油[3]。

2）20世紀(jì)50–60年代。隨著石油在全球能源結(jié)構(gòu)中份額增加，世界能源結(jié)構(gòu)開始發(fā)生變化，1950年石油份額已達(dá)19.1%，主導(dǎo)能源從煤炭向石油轉(zhuǎn)變的第二次能源轉(zhuǎn)型開啟[4]。隨著發(fā)達(dá)國家汽車逐漸家用化，汽油市場需求量持續(xù)走高、煉油技術(shù)有所提高，煉油流程特點(diǎn)表現(xiàn)為增產(chǎn)汽油、提高重油利用率、減少油品損失為主的加氫裂化、加氫精制技術(shù)相繼投入使用。這一階段，德國、日本等國家的石油煉制工業(yè)迅猛發(fā)展，石油煉制除生產(chǎn)汽油外，還生產(chǎn)乙烯、丙烯、丁烯等化工原料[3]。

3）20世紀(jì)60–80年代。原油加工量及產(chǎn)品質(zhì)量有所升級，煉廠逐漸增加二次加工能力，出現(xiàn)了雙金屬以及多金屬重整催化劑及連續(xù)重整工藝、分子篩催化裂化催化劑及提升管催化裂化工藝，而且蒸汽裂解原料逐步多元化，石腦油和輕烴開始作為蒸汽裂解原料[5]。

4）20世紀(jì)80年代至21世紀(jì)初。原油加工量、汽油和柴油需求量持續(xù)增加，同時(shí)其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，化工原料需求量也迅速上升。伴隨著餾分油加氫精制和加氫裂化技術(shù)廣泛應(yīng)用，產(chǎn)品質(zhì)量持續(xù)提高，汽油降硫降烯烴，柴油降硫提十六烷值，油品結(jié)構(gòu)柴汽比高，潤滑油產(chǎn)量和質(zhì)量提升。連續(xù)重整增產(chǎn)以對二甲苯（PX）為主的芳烴產(chǎn)品，并開始為乙烯提供原料，煉化一體化企業(yè)初具雛形。21世紀(jì)初石油煉制典型流程見圖2。

圖2 21世紀(jì)初石油煉制典型流程

5）2000年之后。石油在全球能源結(jié)構(gòu)中份額升至35.1%，煉油裝置規(guī)模大型化日趨顯著，甚至出現(xiàn)“巨無霸”煉油廠。同時(shí)，燃料油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求更嚴(yán)格，化工產(chǎn)品需求更強(qiáng)勁。在裝置方面，建設(shè)烷基化等裝置，催化裂化全面實(shí)施低烯烴生產(chǎn)并配套S-Zorb或汽油脫硫等脫硫裝置，渣油加氫工藝大規(guī)模應(yīng)用，逐漸替代部分焦化裝置，降低柴汽比（＜1.0）結(jié)構(gòu)，建設(shè)以沸騰床和漿態(tài)床為主的渣油加氫裝置。新建企業(yè)基本以煉油—芳烴—乙烯煉化一體化的形式為主，部分新建廠甚至不生產(chǎn)汽柴油，而是以生產(chǎn)芳烴、烯烴或化工原料為主。此外，煉油與智能化、信息化結(jié)合從整體上提高了技術(shù)水平及經(jīng)濟(jì)效益[6]。2000–2010年石油煉制典型流程見圖3。

圖3 2000-2010年石油煉制典型流程

2 石油煉制與石油化工一體化工藝流程

2.1 煉化一體化加工流程雛形及演變

早期煉化一體化主要是煉廠為蒸汽裂解裝置提供石腦油原料來生產(chǎn)乙烯，通常在大型煉廠附近配置乙烯廠。原油在煉廠蒸餾后通過重整抽提、加氫裂化、催化裂化工藝得到的液體原料輸送至乙烯廠進(jìn)行乙烯裂解及分離，獲得目標(biāo)化工產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)煉化一體化。煉化一體化帶動(dòng)了乙烯工業(yè)的發(fā)展，形成了“千萬噸級煉油、百萬噸級乙烯”的模式，常減壓裝置單套能力800萬～1 000萬噸/年，乙烯裝置單套產(chǎn)能80萬～100萬噸/年，即原油與乙烯比約10∶1，呈現(xiàn)大型化、區(qū)域化和集約化趨勢。

傳統(tǒng)加氫裂化多產(chǎn)蒸汽裂解原料、催化裂解多產(chǎn)低碳烯烴，特別是石腦油按照分子結(jié)構(gòu)分為輕、重石腦油，并分別用作乙烯原料和重整芳烴原料，此模式已成為煉化一體化的核心[7]。石油煉制與石油化工向更大規(guī)模和更緊密一體化方向發(fā)展，通過煉化一體化建設(shè)和密切協(xié)調(diào)上下游生產(chǎn)，降低能耗，同時(shí)使化學(xué)品產(chǎn)量不斷提高。目前煉化一體化工藝正在由傳統(tǒng)煉廠向乙烯廠提供乙烯原料的簡單一體化，向煉油—乙烯一體化、煉油—芳烴一體化、煉油—乙烯—芳烴一體化等多種模式發(fā)展[8]。

隨著原油重質(zhì)化及劣質(zhì)化，導(dǎo)致乙烯原料也不可避免地劣質(zhì)化，乙烯生產(chǎn)裝置的經(jīng)濟(jì)效益相應(yīng)降低。為增加優(yōu)質(zhì)乙烯原料，煉廠被迫配置渣油加氫處理和裂化裝置。配置渣油加氫處理裝置的千萬噸級煉廠平均用氫占原油加工量的1.4%～2.5%，配置渣油加氫裂化裝置的煉廠氫氣消耗占比超3%。加氫負(fù)荷增大導(dǎo)致能耗及成本大幅度提升，整體經(jīng)濟(jì)效益下降[9]。

2.2 煉化一體化加工流程

煉化一體化加工流程有利于原料優(yōu)化分配及合理利用，使煉油廠低價(jià)值油品轉(zhuǎn)化為高價(jià)值的化工產(chǎn)品[10-11]。典型的煉化一體化加工流程中，原油經(jīng)常減壓蒸餾裝置分餾為石腦油、煤油、柴油、蠟油及減壓渣油餾分，其中，石腦油經(jīng)輕烴回收裝置后作為芳烴聯(lián)合裝置石腦油加氫單元原料，煤油、柴油、蠟油各自作為其加氫裂化裝置原料，減壓渣油作為渣油加氫脫硫及延遲焦化裝置原料。通過石腦油加氫單元的重石腦油作為芳烴聯(lián)合裝置連續(xù)重整單元的原料；加氫裂化裝置的輕石腦油和芳烴抽余油作為乙烯裂解裝置的原料。加氫重油經(jīng)催化裂化生產(chǎn)燃料油，催化裂化柴油和焦化石腦油及焦化柴油進(jìn)入加氫裂化裝置，得到的重石腦油作為重整原料，得到的低碳烯烴以及苯、甲苯、二甲苯（BTX）等通過化工裝置生產(chǎn)丙烯腈、苯乙烯（SM）、環(huán)氧乙烷/乙二醇（EO/EG）等化工產(chǎn)品。通過煉油裝置、芳烴裝置和化工裝置聯(lián)結(jié)，實(shí)現(xiàn)煉化一體化加工，典型的煉化一體化加工流程見圖4。

圖4 2010-2020年典型的煉化一體化加工流程

3 煉化一體化工藝流程演變

“煉化一體化集約化”是指不斷地向化工品延伸，優(yōu)化價(jià)值鏈，協(xié)調(diào)煉油與化工產(chǎn)品生產(chǎn)，減少過程能源消耗及廢物排放，提高化學(xué)品產(chǎn)量。基于現(xiàn)有的石油加工流程，原油生產(chǎn)化工原料技術(shù)途徑按“煉化一體化集約化”理念，可分為原油最大化生產(chǎn)成品油與化工原料、原油最大化生產(chǎn)化工原料和原油直接生產(chǎn)化工原料[12]。

3.1 現(xiàn)有加工流程改造

從流程上說，基于市場需求變化，煉化一體化將逐步優(yōu)化原油轉(zhuǎn)化路線。原油轉(zhuǎn)化工藝至關(guān)重要，而原油轉(zhuǎn)化工藝的前提是在更高的碳?xì)淅寐氏律a(chǎn)產(chǎn)品。如，在改造過程中，煉廠可以將延遲焦化工藝改為漿態(tài)床加氫裂解工藝，將燃料油消耗掉，同時(shí)改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，將煤油和柴油通過低壓加氫裂解生產(chǎn)重石腦油和液化氣，用于生產(chǎn)芳烴和烯烴。如果將液化氣中的烷烴分離出來，丙烷經(jīng)丙烷脫氫制得丙烯，烷烴可作為蒸汽裂解原料生產(chǎn)乙烯。石腦油在重整過程中設(shè)置芳烴裝置，將苯和PX抽提處理，就可以直接生產(chǎn)化工產(chǎn)品。以生產(chǎn)汽油為主的催化裂化裝置，可將其改造成多產(chǎn)丙烯的模式，由裝置出來的C4+烯烴可通過烯烴裂解來進(jìn)一步增產(chǎn)丙烯和乙烯；增加芳烴抽提和二甲苯裝置，則可將重整工藝的技術(shù)方案從生產(chǎn)高辛烷值汽油切換到生產(chǎn)芳烴。不過到目前為止，市場對汽油和柴油的需求量仍然很大，全部生產(chǎn)石化產(chǎn)品的煉油廠目前尚不是主流。

現(xiàn)有的煉化一體化工藝仍然在權(quán)衡清潔油品和化工產(chǎn)品生產(chǎn)。傳統(tǒng)煉廠的化工原料產(chǎn)率僅為8%～12%[12]，以傳統(tǒng)技術(shù)為主的煉化一體化可將10%～25%的原油轉(zhuǎn)變?yōu)榛ぴ蟍5]。隨著技術(shù)不斷成熟和新技術(shù)涌現(xiàn)，原油制化學(xué)品比例有望由現(xiàn)有的10%提高至50%以上，燃料油產(chǎn)率降至30%以下[13]，甚至可實(shí)現(xiàn)在低成本、低能耗下轉(zhuǎn)變?yōu)闊o油品產(chǎn)出的煉化一體化工廠。

3.2 最大量生產(chǎn)芳烴

原油最大化生產(chǎn)化工原料技術(shù)主要采用沸騰床或漿態(tài)床渣油加氫裂化工藝、蠟油加氫裂化工藝和柴油加氫裂化工藝以及優(yōu)化工藝流程，將原油中的重質(zhì)烴類轉(zhuǎn)化成分子較小的烴類并提高其碳?xì)浔?，為芳烴生產(chǎn)單元提供最大化的重石腦油原料，石腦油收率達(dá)40%以上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)石化產(chǎn)品產(chǎn)量最大化目標(biāo)，其工藝流程見圖5。該技術(shù)的核心步驟為加氫裂化工藝及溶劑脫瀝青工藝。采用此加工流程可最大化地生產(chǎn)重石腦油原料，從而利用成熟的連續(xù)重整技術(shù)最大化生產(chǎn)BTX化工原料[13]。

圖5 原油最大化生產(chǎn)化工原料工藝流程[13]

從原油分子管理理念出發(fā)，該加工流程破壞了原油分子原始結(jié)構(gòu)，尤其通過加氫裂化生成輕石腦油，而輕石腦油經(jīng)蒸汽裂解會(huì)產(chǎn)生較多的甲烷，造成石油碳?xì)湓永貌缓侠怼＿@不僅不符合分子管理理念，而且增加了投資及能耗，使該工藝流程生成大量低附加值產(chǎn)物，難以生產(chǎn)更多的化工原料。該加工流程不僅無法滿足市場對化工原料日益增長的需求，同時(shí)在“雙碳”目標(biāo)逐步實(shí)施下，會(huì)嚴(yán)重影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 最大量生產(chǎn)烯烴

原油直接生產(chǎn)化工原料技術(shù)開發(fā)處于當(dāng)前熱點(diǎn)，國外石油公司開發(fā)的技術(shù)有ExxonMobil的COTC技術(shù)、Saudi Aramco的 TC2CTM技術(shù)和CC2CTM技術(shù)，以及有待實(shí)施的UOP、Fluor、CLG的COTC技術(shù)流程構(gòu)想[14]。國內(nèi)開發(fā)的技術(shù)包括：山東東明石化集團(tuán)有限公司和中國石油大學(xué)(華東)等聯(lián)合研發(fā)的UPC技術(shù)，中國石油大學(xué)（華東）研發(fā)的ODCC技術(shù)，中國海油的DPC技術(shù)、中國石化的原油直接蒸汽裂解技術(shù)和原油直接催化裂化技術(shù)[15]、中科院過程所開發(fā)的COTC技術(shù)等[16]。

CC2CTM是典型的原油直接最大量生產(chǎn)烯烴的技術(shù)，工藝流程見圖6。原油直接進(jìn)入加氫裂化裝置，裂解產(chǎn)物經(jīng)蒸餾分離后，蠟油及更輕的組分進(jìn)入蒸汽裂解裝置，重組分則進(jìn)入多產(chǎn)低碳烯烴的催化裂解裝置。以阿拉伯輕質(zhì)原油為原料，采用該工藝直接最大化生產(chǎn)低碳烯烴，化工原料收率約45%[17]。據(jù)測算，采用此技術(shù)路線，如果原油中重金屬含量過高，而加氫裂化工藝脫金屬率在70%～80%，會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的催化裂解裝置難以處理金屬含量過高的加氫重油。需要在催化裂解裝置前再設(shè)溶劑脫瀝青裝置除去重金屬。此外，原油一開始采用加氫裂化工藝處理，將原油中的大分子裂解成小分子，不利于后續(xù)的催化裂解裝置多產(chǎn)低碳烯烴。

圖6 原油直接生產(chǎn)化工原料工藝流程[13]

3.4 基于分子管理理念生產(chǎn)化工原料

UOP MaxEneTM技術(shù)基于分子煉油理念，將直鏈烷烴從異構(gòu)烷烴以及環(huán)烷烴中分離出來，異構(gòu)烷烴以及環(huán)烷烴作為重整裝置的原料生產(chǎn)更多芳烴，而直鏈烷烴作為蒸汽裂解原料生產(chǎn)烯烴產(chǎn)品，同時(shí)提高烯烴和芳烴產(chǎn)率。如果煉油廠不需要芳烴，則可以通過逆向異構(gòu)化將異構(gòu)烷烴轉(zhuǎn)化成直鏈烷烴，為蒸汽裂解裝置提供更多的優(yōu)質(zhì)原料，提高烯烴產(chǎn)率。由此形成UOP COTC技術(shù)，其典型工藝流程見圖7。該流程仍采用石腦油蒸汽裂解生產(chǎn)乙烯，不可避免地產(chǎn)生甲烷，而重質(zhì)烴采用催化裂化工藝或催化裂解技術(shù)，也造成石油資源利用率降低。

圖7 零油品的煉化一體化工藝流程（UOP技術(shù)方案）[16]

4 未來原油生產(chǎn)化工原料工藝流程變化趨勢

能源加工和利用的化學(xué)基礎(chǔ)立足于碳、氫、氧3個(gè)化學(xué)元素。三元素三元相交得6個(gè)分子，其中，CO2、水、氫氣3個(gè)分子構(gòu)成了能源可持續(xù)發(fā)展的化學(xué)基礎(chǔ)。3個(gè)化學(xué)分子再次三元相交所發(fā)生的反應(yīng)轉(zhuǎn)化，則成為當(dāng)前能源化學(xué)研究前沿[18]?；谀茉醇庸ず屠玫幕瘜W(xué)基礎(chǔ)，未來原油生產(chǎn)化工原料工藝將采用比過去更精確的方式管理碳?xì)浞肿樱共煌紨?shù)的原料采用不同工藝流程生產(chǎn)不同的化工產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)轉(zhuǎn)化[1]。如何使原油更多以致完全轉(zhuǎn)化為石化產(chǎn)品，更少以至于不產(chǎn)生油品，是未來煉化行業(yè)發(fā)展的主要方向。通過對煉制過程分子水平的調(diào)控實(shí)現(xiàn)碳、氫分子的合理利用及能源消耗、碳排放的最小化，是未來煉化行業(yè)發(fā)展的重要目標(biāo)。從石油加工流程來看，小分子烷烴蒸汽裂解會(huì)產(chǎn)生大量甲烷，重餾分反復(fù)加氫處理破壞了原料油的結(jié)構(gòu)，造成能源浪費(fèi)，兩者均未充分利用石油烴自身原始結(jié)構(gòu)。

從原油分子管理角度來看，原油中的不同碳數(shù)氫含量存在明顯差異，低于10個(gè)碳的烷烴氫含量明顯高于烯烴的氫含量，這意味著這部分原料氫是過剩的。而更大的分子氫含量相對于烯烴產(chǎn)品的氫含量是不足的，相對于芳烴產(chǎn)品的氫含量也是過剩的。原料中的不同碳數(shù)烴的氫含量與烯烴產(chǎn)品氫含量、芳烴產(chǎn)品氫含量分布見圖8。

圖8 原油氫分布與產(chǎn)品氫分布

目前小分子烷烴由蒸汽裂解技術(shù)轉(zhuǎn)化為烯烴，過剩的氫由甲烷產(chǎn)品帶出，從而實(shí)現(xiàn)原料與產(chǎn)品的碳?xì)淦胶?。從石油烴裂解到甲烷產(chǎn)品，無論從能量消耗還是碳?xì)涓咝Ю茫黠@不合理。為此，提出小分子烷烴脫氫技術(shù)路線，將小分子烷烴催化脫氫生成氫氣和烯烴，氫氣再由加氫技術(shù)補(bǔ)充加到石油重餾分中，而烯烴再裂化生成低碳烯烴，從而構(gòu)建未來更高效的石油加工流程。該流程的關(guān)鍵是烷烴脫氫技術(shù)的開發(fā)，也就是說，從過去40年的加氫技術(shù)平臺(tái)開發(fā)轉(zhuǎn)向烷烴脫氫平臺(tái)開發(fā)，一旦成功，烷烴就可以先通過脫氫技術(shù)轉(zhuǎn)化為烯烴，再通過靶向催化裂化（TCO）技術(shù)生產(chǎn)低碳烯烴，不僅避免了蒸汽裂解中生產(chǎn)大量甲烷等低附加值產(chǎn)物，又可以低成本獲得清潔氫氣，實(shí)現(xiàn)石油加工過程的烴類分子更加有利地剪裁與管控。

原料烯烴來源主要分為兩種：來自石腦油、重整抽余油和輕質(zhì)烴的C5～C12烷烴經(jīng)烷烴脫氫裝置處理后生成氫氣和烯烴，烯烴作為TCO工藝原料，可作為生產(chǎn)低碳烯烴的優(yōu)質(zhì)原料；原料重質(zhì)油可直接引入TCO工藝重質(zhì)烴轉(zhuǎn)化區(qū)，先進(jìn)行反應(yīng)盡可能地生產(chǎn)烯烴，然后將烯烴從初級產(chǎn)物中分離出來，作為烯烴原料返回到反應(yīng)器的烯烴裂化區(qū)繼續(xù)反應(yīng)。蠟油、加氫重油直接作為TCO裝置原料。蠟油是優(yōu)質(zhì)的原料，其大分子飽和烴經(jīng)TCO工藝加工后，可高選擇性地轉(zhuǎn)化為烯烴，并作為低碳烯烴前身物，而加氫重油中的飽和烴高選擇性裂解外，膠質(zhì)和瀝青質(zhì)轉(zhuǎn)化為焦炭，為TCO工藝提供足夠熱源。輕端產(chǎn)品除低碳烯烴外，重端產(chǎn)品（FGO）組分還可與低硫船燃料油組分技術(shù)或芳烴可控縮聚技術(shù)結(jié)合，生產(chǎn)特種油品或高端碳材料的原料。由此形成以TCO裝置為核心的未來煉化一體化流程（見圖9）。

圖9 TCO工藝在煉化一體化流程中位置

TCO技術(shù)采用以全中孔分子篩為活性組元的催化劑首次在催化裂化裝置上實(shí)現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用，同時(shí)完成重質(zhì)烴大分子飽和烴和烷基側(cè)鏈高選擇性地裂解小分子烯烴工業(yè)試驗(yàn)，并取得良好效果[19]，這意味著TCO技術(shù)核心部分已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。烯烴變換，烷烴脫氫和烷烴與烯烴分離技術(shù)有待于工業(yè)化。

此外，TCO技術(shù)可與烷烴脫氫、烯烴和烷烴分離、烯烴疊合、芳烴可控縮聚等裝置深度耦合，進(jìn)而縮短煉化一體化流程，有望形成我國獨(dú)立自主開發(fā)的新一代煉油與化工工藝流程，有利于逐步推動(dòng)催化裂化技術(shù)由以汽油生產(chǎn)為中心部分轉(zhuǎn)化成以低碳烯烴生產(chǎn)、芳烴生產(chǎn)和動(dòng)力源為中心，促進(jìn)石油化工向更高水平發(fā)展。

5 結(jié)論與展望

隨著能源轉(zhuǎn)型的持續(xù)推進(jìn)，以生產(chǎn)燃料為主的石油煉制工業(yè)面臨轉(zhuǎn)型的壓力。市場需求的變化是煉油技術(shù)變革的主要驅(qū)動(dòng)力?；诋?dāng)下市場需求，煉化一體化工藝將從現(xiàn)有的清潔油品、化工產(chǎn)品一體化工藝流程不斷地向化工品延伸。通過煉油裝置、芳烴裝置和化工裝置高度耦合，實(shí)現(xiàn)煉化一體化高效加工，形成原油最大化生產(chǎn)成品油與化工原料、原油最大化生產(chǎn)化工原料和原油直接生產(chǎn)化工原料為代表的三大技術(shù)路徑。

未來原油生產(chǎn)化工原料工藝將采用比過去更精確的方式管理碳?xì)浞肿?。通過對煉制過程分子水平的調(diào)控實(shí)現(xiàn)碳、氫分子的合理利用及能源消耗、碳排放的最小化是未來煉化行業(yè)發(fā)展的重要目標(biāo)?；谪?fù)碳排放的TCO技術(shù)開發(fā)，逐步將催化裂化技術(shù)以汽油生產(chǎn)為中心部分轉(zhuǎn)化成以化學(xué)品生產(chǎn)和動(dòng)力源為中心，構(gòu)建負(fù)碳排放體系，促進(jìn)石油化工向更高水平的綠色低碳發(fā)展，為石油煉制與化工加工流程變革提供技術(shù)支撐。