劣质原料实现高效清洁利用 油化结合放眼高性能聚烯烃 炼油石化打技术牌聚焦两大方向
■ 本刊记者 唐茵
随着原油价格下跌和全球天然气定价的重大变化，全球的石油和天然气行业正迎来阶段性的动荡和变革。与此同时，中国的炼油和石化市场也步入了新常态，原油使用权和进口权放开，油气市场改革提速，整个行业进入了发展的战略机遇期和改革的攻坚期。推动技术创新和合作，调整和优化资源链、产业链和价值链是行业面临的重要课题。6月14～16日在北京召开的“第五届亚洲炼油和石化科技大会”上，与会代表就油品质量升级技术、重油和渣油转化技术、润滑油及其添加剂的研究，自动化和智能化建设经验、石化价值链的延伸技术进行了深入探讨。
代表们认为，在低油价、国内炼油行业产能过剩的情况下，炼油和石化行业新技术的开发、产品结构的调整、集约化智能化水平的提升对于行业可持续发展至关重要。
控产能调结构实现高效利用
中国石油和化学工业联合会会长李寿生表示，近年来，我国炼油和石化行业技术进步取得了显著成就，在油品质量升级方面，掌握了催化裂化、深度脱硫、芳烃等技术，油品质量得到快速提升，含铅汽油已全面执行国Ⅳ标准，部分省市已执行国Ⅴ标准，提高了行业可持续发展能力。但总体上，与发达国家相比，炼油和石化技术仍有不小差距，特别是在烷基化、汽油调和、清洁油品技术、自动化和智能化、润滑油、高附加值专用化学品等领域，对全行业进一步加强创新能力建设提出了新的更高要求。
石化联合会副会长傅向升认为，全球炼油和石化行业实施创新驱动战略和绿色可持续发展战略更为紧迫，必须积极推进技术创新、商业模式创新和管理创新，来应对日益严峻的挑战；必须加快调结构转方式，必须加快炼油和石化行业的基地化集约化和智能制造水平，不断提高全行业的经济效益和市场竞争力，不断提升发展的水平和质量。
中国工程院院士李大东认为，当前炼油和石化市场正发生着重大的变化，主要成品油消费虽呈持续增长态势，但汽油和煤油刚性需求增长较快，柴油增速大幅下降；环保法规日益严格，油品升级步伐加快，不满足排放标准的燃料无法进入市场。与此同时，原油重质化已成为不可逆转的趋势，无论是从能源角度还是从效益角度考虑，炼制劣质原油是今后的必然选择。
因此，李大东认为， 今后中国炼油业的主要任务将是在控制炼油能力过快增长的同时，努力调整装置和产品结构，以便于更加高效地利用石油资源，促进油品质量升级，满足市场需求的产品结构，实现高质量的油化结合。
李大东指出，高效利用石油资源，关键在于将渣油最大限度地转化为轻质油品。渣油具有分子量大、粘度高、胶质、沥清质、重金属含量高的特点，并且含有较多的硫、氮等有机化合物，不易加工。针对这样的问题，业界成功开发出了固定床渣油加氢（RHT）技术、渣油加氢处理与重油FCC双向组合技术（RICP）、多产轻质油的FGO选择性加氢与选择性FCC集成技术（IHCC）、减渣浅度溶剂脱沥青-脱沥青油加氢处理-催化裂化技术（SHF）等一系列技术。
李寿生指出，今后我国炼油和石化行业一方面要大力开展加氢裂化、催化重整以及烷基化、芳构化等协同技术攻关，力争取得一批原始创新成果。要积极推进炼化一体化工艺装置升级改造，建设智能工厂和智慧园区，进一步提高劣质原油加工能力，提高资源利用率，降低生产经营成本，提高盈利水平和市场竞争力。另一方面，要认真执行国家有关实施国Ⅴ标准的要求，加快技术升级和装置改造，确保按时完成油品质量升级。要大力推进清洁生产和循环经济，积极研发并大力推广脱硫脱硝、渣油转化等先进节能减排技术，普及节能、降耗、减排工艺装备，促进水、热、电等资源能源的综合循环利用。
炼油技术 兼顾“轻”和“重”
在本次亚洲炼油和石化科技大会上，来自炼油和石化领域的技术专家分享了最新的研究成果和工业化技术。其中，烷基化技术、加氢催化技术、PHF技术等油品质量升级的技术以及延迟焦化技术、悬浮床技术等重油和渣油加工技术为焦点。
随着我国油品升级的步伐不断加快，清洁油品生产技术成为企业研发的热点，本次大会上多家国内外企业分享了该领域的相关技术。中国石油石油化工研究院大庆化工研究中心炼油研究所副所长张文成介绍了自主国Ⅴ柴油加氢精制PHF技术的开发及推广应用。该技术自2010年先后在15套工业装置上推广应用，并累计针对29家企业的39套柴油加氢装置提供国Ⅴ质量升级解决方案，为国内炼化企业柴油产品质量升级提供了有力的技术支撑。
烷基化技术广受关注。中国石油大学的专家介绍了中国石油大学（北京）“超清洁气油合成”研究团队开发的复合离子液体碳四烷基化新技术。该团队开发了兼具高活性和选择性的复合离子液体催化剂、复合离子液体碳四烷基化新工艺、催化剂活性检测方法和再生技术，并建成世界首套“10万吨复合离子液体碳四烷基化工业装置”。近3年的工业运行结果表明，烯烃转化率100%，烷基化油辛烷值RON高达97以上。此外，KBR公司介绍了先进且环境友好的K-SAAT固体酸烷基化生产工艺，解决了传统液体酸烷基化生产工艺中存在的废酸处理难题和安全生产隐患。CBI/Lumms炼油和气化技术部经理Jackeline Medina介绍了世界首套商业化规模的固体酸催化剂烷基化装置，该装置于2015年8月在山东省汇丰石化集团公司安全开车，装置规模为10万吨烷基化油产量。该工艺使用了耐用的沸石催化剂配方，结合新式反应器工艺流程，来生产高品质烷基化油产品。
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优化装置组合提升效益
面对不断涌现出来的国内外新技术，炼油企业应该如何选择？中石油炼油与化工分公司总工程师邢颖春认为，要在继承传统技术的基础上跟踪新型技术。全球有不少炼厂同时配套了渣油加氢、催化裂化、延迟焦化、加氢裂化装置。这样的装置结构，对于降低原油成本可以发挥较大作用。
站在全厂总流程优化的角度看重质油加工，有三个方面的问题需要关注：
一是油气资源的节约和优化利用。要充分发挥较低油价下的盈利能力；优化乙烯原料，把化工效益发挥到比较好的水平；制氢原料用量最小化；天然气用量最少化，将外围空间消耗到最低；考虑黑色产品出厂量的最少化，包括燃料油、石油焦。二是要想办法降低投资成本。新建炼厂与老厂相比，由于投资成本多，盈力能力相比较弱。三是降低氢气成本。
具体情况分析，不同原油要有不同的配套路线。低硫石蜡基原油，主要把常渣催化裂化的作用发挥充分，实现氢气、燃料气的平衡。硫含量较低的含硫油，可以进行常渣直接催化，但后期烟气脱硫的费用较高，可以在烟气脱除方面有所突破。对于高硫油，主要考虑渣油加氢和重油催化组合的模式，其中重油催化的比重达到全厂比重的30%～35%，利用好催化装置氢耗低的优势，会带来可观效益。
此外，还应考虑产品的灵活性。从中国市场来看，一是要考虑柴油和汽油结构还会发生比较大变化；二是要使炼油和化工紧密结合，随着替代能源的变化，油品的需求可能会减少，在巩固好炼油优势的同时，考虑通过生产乙烯、芳烃和丙烯向化工延伸；三是考虑汽油质量平衡。
中石化科技部副主任卞凤鸣也认为，应加强不同工艺的组合研究，优化加工流程，实行重油加工效率和效益的提升。重油加工技术开发是炼油行业多年来的老话题，但其驱动力和工作内涵与以往重点追求轻质油收率、追求石油资源“吃干榨净”已有所不同。特别是新常态下，不同工艺的技术经济性发生了明显的变化，非常有必要在考虑多种要素的前提下，实现重油加工技术系统开发、灵活实施、高效应用。
炼化一体化大有可为
炼化一体化对于炼油石化企业并不陌生，然而，在大宗石化产品产能过剩的情况下，如何通过化工产品提升炼化业务的利润成为企业面临的新挑战。
超高分子量聚乙烯纤维是用M>150万的线性结构聚乙烯，冻胶纺丝超倍拉伸而制得的高性能纤维。经过工业加工以后，干法纺超高分子量聚乙烯纤维的洁净度一般达到80%以上，取向度达到95%，具有较高的强度和模量。在国防及公安装备、舰艇船舶、海洋石油、远洋渔业、劳动保护等领域应用前景广阔。
目前我国超高分子量聚乙烯纤维生产厂家不到30家，干法纺丝只有仪征化纤一家，主要的厂商集中在江浙沪一带。超高分子量聚乙烯纤维传统的应用是在缆绳和防弹，后来发展到了防切割领域，目前纺织面料领域的应用发展也较快。中国石化仪征化纤有限责任公司研究中心主任高级工程师杨勇指出，虽然目前我国超高分子量聚乙烯纤维的产能规模尚不大，但是其产量增长保持在15%以上，2015年产量增长超过25%，出口量明显上升，进口量明显下降，说明国内产品已得到客户认可。
全球聚烯烃产能超过1.7亿吨，超过全部高分子的一半。除了超高分子量聚乙烯纤维，聚烯烃产品的高性能化还可以通过催化剂和聚合方式的调整延伸多条产品链。浙
李伯耿认为，聚烯烃的高端化主要有三条途径，一是进行共聚，如果装置不能进行共聚，生产出来的就是大路货；二是设法精确调控链结构，大幅提高产品性能；三是调整凝聚态结构。目前人们对于聚烯烃生产的关注点从节能转移到了结构可控，希望重新使用可以调控结构的釜式反应器。虽然结构可调控范围很大，但是到现在为止，还仅能在平均尺度上进行调控。企业主要还是通过密度和熔融指数这两个指标来调控聚合物的结构。实际上，分子量分布以及等规度等都是可以进行调控的指标。这些都是石化企业升级聚烯烃可以关注的方向。
本次会议除了就最新技术进行交流外，还组织了突破性甲烷氧化偶联（OCM）直接制乙烯技术与我国领先工程公司的商务对接。该技术由Siluria公司开发，相比传统的蒸汽裂解和其他化学品与燃料的合成气工艺，该技术具有更广泛的规模化优势，并且所需资金成本较低，碳效率也较高。并且，经过设计，该技术还可以与现有产业高度兼容。据了解，Siluria公司将通过合作的工程公司实现技术的本地化和未来授权。