在重油、蠟油、柴油及石腦油資源的轉(zhuǎn)化利用的過程中，煉油廠也副產(chǎn)了大量的輕烴資源。對(duì)于典型千萬噸級(jí)燃油型煉油廠而言，全廠每年的氣體輕烴（C4及以下）產(chǎn)量可達(dá)到百萬噸，占原油加工量的10%左右。

 

未來的煉油廠不再單一生產(chǎn)燃料油品，而更趨向于提供優(yōu)質(zhì)的化工原料或化學(xué)品。在煉油廠的油品升級(jí)和轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中，涌現(xiàn)出一批新的煉油工藝技術(shù)，如渣油加氫裂化技術(shù)、催化裂解技術(shù)、催化柴油加氫轉(zhuǎn)化技術(shù)、芳烴技術(shù)等。這些技術(shù)的發(fā)展一方面使得煉油廠輕烴資源大幅增加，另一方面也大力推動(dòng)著煉油廠輕烴資源綜合利用技術(shù)的發(fā)展。

1干氣資源的利用

煉油廠干氣資源包含飽和干氣和不飽和干氣，干氣收率為原油加工總量3%～5%，其中常減壓塔頂氣和加氫處理裝置的飽和氣體收率較低，一般常作為裝置的燃料自用。但隨著加工量的增加和加氫原料比例的提升，這部分氣體資源產(chǎn)量也大幅增加。因此，大型煉油廠和新建煉油廠一般都配套設(shè)置了輕烴回收裝置，回收部分高價(jià)值的飽和輕烴資源，剩余干氣再作為裝置燃料或制氫原料，從而實(shí)現(xiàn)資源的高效利用，同時(shí)保證企業(yè)的安全生產(chǎn)。對(duì)于煉油廠的不飽和干氣資源，如延遲焦化干氣和催化干氣等，傳統(tǒng)煉油廠和小型煉油企業(yè)一般作為燃料自用。但隨著煉油廠加工規(guī)模的增大、煉油廠轉(zhuǎn)型發(fā)展和煉化一體化的深度融合，部分富含C2的氣體資源也通常被回收利用或作為乙烯原料。

為了直接回收利用催化干氣的乙烯資源，部分煉油廠直接采用稀乙烯法制乙苯-苯乙烯工藝，這兩種途徑的催化干氣回收利用率達(dá)到75%以上，未來煉油廠催化干氣以及其他C2資源的利用率還將會(huì)繼續(xù)提高。此外，隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，國內(nèi)煉油廠加氫裝置品種逐漸增多，加氫裝置規(guī)模也不斷擴(kuò)大，全廠氫氣資源需求量大幅提升，企業(yè)對(duì)低分氣和各種富氫氣體的回收利用非常重視。

煉油廠低分氣中氫氣體積分?jǐn)?shù)較高(約70%)，低分氣中氫氣量占全廠氫氣消耗總量的10%～20%。除加氫裝置的低分氣外，煉油廠富氫氣體還包括重整氫、乙烯氫、苯乙烯烴化尾氣、加氫裝置排放廢氫等。對(duì)于上述富氫氣體，煉油廠一般采用凈化處理后送至變壓吸附裝置回收氫氣，變壓吸附尾氣經(jīng)壓縮增壓后作為全廠燃料氣使用或作為制氫原料。目前，煉油廠或煉化企業(yè)干氣的主要利用途徑見圖１。

 圖1 煉油廠干氣資源的主要利用途徑

2液化石油氣資源的利用

國內(nèi)煉油廠的液化石油氣資源十分豐富，全廠液化石油氣收率占原油加工總量的8%～10%。對(duì)于大部分煉油廠而言，催化裂化液化石油氣收率高達(dá)12%～22%，催化裂解(DCC)和催化熱裂解(CPP)的則更高，可達(dá)到30%～40%。催化裂化液化石油氣中烴類組成較多，以烯烴和異構(gòu)烴類為主。

目前，煉油廠催化裂化液化石油氣基本不作為燃料使用或商品液化石油氣外賣，而是經(jīng)脫硫脫硫醇處理后進(jìn)行C3/C4分離，并回收其中的高價(jià)值丙烯和丙烷。分離出來的C4資源在不同類型煉制企業(yè)中加工路線略有差異。在燃油型煉油廠中，氣分C4資源主要用于生產(chǎn)高辛烷值的汽油調(diào)合組分，如醚化汽油、烷基化油和芳構(gòu)化汽油等；在化工型煉油廠中，也可采用烯烴裂解技術(shù)繼續(xù)轉(zhuǎn)化為乙烯和丙烯或進(jìn)行高價(jià)值C4輕烴回收；對(duì)于含有催化裂解裝置的煉油廠，通常將部分C4資源繼續(xù)返回催化裂解裝置增產(chǎn)烯烴產(chǎn)品。

但自2017年以來，國內(nèi)大力推廣車用乙醇汽油，導(dǎo)致異丁烯生產(chǎn)醚化汽油路線受到嚴(yán)重限制。相關(guān)研究單位相繼開發(fā)了C4烯烴疊合技術(shù)，可依托煉油廠現(xiàn)有MTBE裝置進(jìn)行改造生產(chǎn)高辛烷值的疊合汽油，為汽油質(zhì)量升級(jí)提供了新的技術(shù)保障。

對(duì)于飽和液化石油氣資源，如加氫裂化液化石油氣和重整液化石油氣等，現(xiàn)有燃油型煉油廠一般作為商品液化石油氣外賣或作為制氫裝置原料。但也有部分煉油廠作為全廠裝置燃料使用，這種情況在資源豐富的國外煉油廠較為常見。在煉化一體化企業(yè)中，飽和液化石油氣通常作為乙烯原料。煉油廠或煉化企業(yè)液化石油氣主要利用途徑見圖２。

圖2　煉油廠液化石油氣資源的主要利用途徑

3典型燃油型煉油廠的輕烴綜合利用

該煉油廠以生產(chǎn)汽油、煤油、柴油為主，油品收率達(dá)到65%以上，同時(shí)副產(chǎn)部分芳烴和化工產(chǎn)品，重油采用延遲焦化蠟油加氫催化裂化工藝組合路線，因此煉油廠輕烴資源(含液相輕烴)主要有：①催化裂化和延遲焦化裝置的不飽和干氣和不飽和液化石油氣；②常減壓蒸餾、催化重整、加氫裂化和加氫處理等裝置的飽和輕烴和部分粗石腦油；③催化重整和加氫裂化等裝置的富氫氣體。

在燃油型煉油廠中，催化裂化裝置的加工規(guī)模一般較大，催化干氣和催化裂化液化石油氣的產(chǎn)量較高，占全廠氣體輕烴總量的45%左右。對(duì)于催化干氣的利用，煉油廠采用了稀乙烯制乙苯-苯乙烯工藝路線，在生產(chǎn)苯乙烯同時(shí)，副產(chǎn)的脫氫尾氣也經(jīng)PSA最大化回收氫氣資源。對(duì)于催化裂化液化石油氣，煉油廠設(shè)置氣體分離裝置回收丙烷和丙烯，丙烷作為優(yōu)質(zhì)的化工原料外賣，丙烯則用于生產(chǎn)聚丙烯，進(jìn)一步提升煉油廠輕烴資源利用價(jià)值。

圖3　某燃油型煉油廠的輕烴綜合利用簡(jiǎn)圖

4一體化煉油廠的輕烴綜合利用

與典型的燃油型煉油廠相比，一體化企業(yè)的煉油廠加工規(guī)模一般較大，加工流程較長，輕烴資源的利用途徑更加多元化，精細(xì)化利用程度也更高。

其中一類一體化煉油廠以生產(chǎn)油品為主，乙烯和芳烴為輔，因此全廠輕烴遵循“宜油則油、宜烯則烯、宜芳則芳”的加工利用原則：①催化干氣富含乙烯資源，直接作為乙烯原料，催化裂化液化石油氣經(jīng)C3/C4分離后，丙烷作為乙烯原料，丙烯聚合生產(chǎn)聚丙烯，C4餾分中異構(gòu)烴類含量較高，直接采用疊合技術(shù)和烷基化技術(shù)生產(chǎn)高辛烷值清潔汽油調(diào)合組分（規(guī)劃建設(shè)中）；②焦化干氣富含乙烷資源，焦化液化石油氣以飽和輕烴為主，因此煉油廠設(shè)置焦化氣體回收裝置回收富乙烷氣體和飽和液化石油氣，回收的飽和輕烴直接作為乙烯裂解原料，焦化石腦油富含鏈烷烴和烯烴，經(jīng)加氫處理后將作為優(yōu)質(zhì)的乙烯原料；③對(duì)于C5/C6等輕石腦油資源，煉油廠設(shè)置了正異構(gòu)分離裝置，其中富含的異構(gòu)烷烴餾分作為清潔汽油調(diào)合組分，富含正構(gòu)烷烴餾分作為優(yōu)質(zhì)的乙烯原料；④在生產(chǎn)PX過程中，歧化和異構(gòu)化裝置單元副產(chǎn)了部分輕烴資源，也將作為優(yōu)質(zhì)的乙烯原料；⑤其他輕烴的加工利用與燃油型煉油廠基本相同?？梢钥闯?，油化芳一體化促進(jìn)了煉油廠輕烴資源更加精細(xì)化和多元化利用。

另一類一體化煉油廠以生產(chǎn)芳烴和乙烯為主，油品為輔，因此全廠輕烴資源的加工方向更偏向于生產(chǎn)更優(yōu)質(zhì)的化工原料和化工產(chǎn)品。對(duì)于全廠的富氫氣體、干氣、液化石油氣和輕石腦油餾分，煉油廠從資源的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，采用分離技術(shù)分別設(shè)置了PSA氫氣回收、Ｃ2回收、液化石油氣分離和石腦油正異構(gòu)分離裝置，最大限度回收高價(jià)值的輕烴資源和優(yōu)質(zhì)的乙烯原料，實(shí)現(xiàn)了資源的結(jié)構(gòu)級(jí)別利用甚至是分子級(jí)別的利用。因此，煉油廠轉(zhuǎn)型發(fā)展的需要決定了輕烴資源的加工方向，而分離應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步大幅提升了國內(nèi)輕烴的綜合利用水平。

未來國內(nèi)還將有一批大型煉化企業(yè)相繼啟動(dòng)建設(shè)和投產(chǎn)運(yùn)營，煉油產(chǎn)能過剩加劇。同時(shí)隨著國內(nèi)油品消費(fèi)需求的放緩，油品質(zhì)量升級(jí)步伐加快，安全環(huán)保要求不斷提高，煉油工業(yè)發(fā)展將面臨著巨大的挑戰(zhàn)，煉油企業(yè)未來的競(jìng)爭(zhēng)將愈演愈烈。未來煉油廠將更加強(qiáng)化全廠資源的精細(xì)化管理，低價(jià)值輕烴資源將逐步變“廢”為“寶”，資源的綜合利用水平將明顯提高。

隨著煉油廠大型化、一體化、基地化的發(fā)展趨勢(shì)和煉油廠加工技術(shù)的發(fā)展，輕烴將不再是煉油廠副產(chǎn)的廉價(jià)產(chǎn)品，而逐漸成為可高價(jià)值利用的低碳資源。輕烴資源在轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)油品組分的同時(shí)，輕烴資源利用將更加分子化和多元化，輕烴技術(shù)也將朝著綠色化和集成化方向發(fā)展。

作者：吳群英(中國石化工程建設(shè)有限公司),摘選自“煉油廠輕烴資源利用現(xiàn)狀與加工趨勢(shì)分析”，原文刊于2019年第10期《煉油技術(shù)與工程》。

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