[科普中国]-炼油

简介

炼油一般是指石油炼制，是将石油通过蒸馏的方法分离生产符合内燃机使用的煤油、汽油、 柴油等燃料油，副产物为石油气和渣油，比燃料油重的组份，又通过热裂化、催化裂化等工艺化学转化为燃料油，这些燃料油有的要采用加氢等工艺进行精制。

最重的减压渣油则经溶剂脱沥青过程生产出脱沥青油和石油沥青，或经过延迟焦化工艺使重油裂化为燃料油组份，并副产石油焦。润滑油型炼油厂经溶剂精制、溶剂脱蜡和补充加氢等工艺，生产出各种发动机润滑油、机械油、变压器油、液压油等各种特殊工业用油。如今加氢工艺更多地用于燃料油和润滑油的生产中。此外，为石油化工生产原料的炼油厂还采用加氢裂解工艺。2

加工方案燃料型主要产品用做燃料的石油产品。除了生产部分重质原料油以外，减压馏分油和减压榨油通过各种轻质化途径转换为各种轻质原料。燃料型有包括：常压蒸馏-铂重整型、常减压-催化裂化-焦化型、常减压-催化裂化-加氢裂化-焦化型三种类型。1

燃料-润滑油型此类方案除生产燃料外，部分或者大部分减压馏分油和减压渣油还被生产各种润滑油产品，由于一部分原料用来生产润滑油，因此，燃料和石油化工原料的产率就相应地降低。1

燃料-化工型此类方案除生产各种燃料外，还利用催化裂化装置生产的液化气和铂重整装置生产的苯、甲苯、二甲苯等作为化工原料，生产各种化工产品如合成橡胶、合成纤维、塑料、合成氨等，使炼厂向炼油-化工综合企业发展。这种加工方案体现了充分利用石油资源的要求，也是提高炼油厂经济效益的重要途径。是目前石油加工的发展方向。1

生产工艺炼油的生产工艺有很多种，主要有以下几类：

常压蒸馏

利用加热炉，分馏塔等设备将原油气化，烃（碳氢化合物的总称）类化合物在不同的温度下蒸发，然后将这些物质冷却为液体，生产出一系列的石油制品。其工艺流程为：原油换热→初馏→常压蒸馏。1

减压蒸馏

利用降低压力从而降低沸点的原理，将常压重油在减压塔内分馏，从重油中分出柴油、润滑油、石蜡、沥青等产品。1

催化裂化

催化裂化是在热裂化工艺上发展起来的，是提高原油加工深度，生产优质汽油、柴油最重要的工艺操作。原料主要是原油蒸馏或其他炼油装置的350~540℃馏分的重质油。

催化裂化工艺由三部分组成：原料油催化裂化、催化剂再生、产物分离。

催化裂化所得的产物经分馏后可得到气体、汽油、柴油和重质馏分油。部分重质油返回反应器继续加工称为回炼油。催化裂化操作条件的改变或原料波动，可使产品组成出现变化。1

催化重整

催化重整（简称重整）是在催化剂和氢气存在下，将常压蒸馏所得的轻汽油转化成含芳烃较高的重整汽油的过程。如果以80~180℃馏分为原料，产品为高辛烷值汽油；如果以60~165℃馏分为原料油，产品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳烃， 重整过程副产氢气，可作为炼油厂加氢操作的氢源。重整的反应条件是：反应温度为490~525℃，反应压力为1~2兆帕。重整的工艺过程可分为原料预处理和重整两部分。1

加氢裂化

加氢裂化过程是在高压、氢气存在下进行，需要催化剂，把重质原料转化成汽油、煤油、柴油和润滑油。加氢裂化由于有氢存在，原料转化的焦炭少，可除去有害的含硫、氮、氧的化合物，操作灵活，可按产品需求调整。产品收率较高，而且质量好。1

延迟焦化

它是在较长反应时间下，使原料深度裂化，以生产固体石油焦炭为主要目的，同时获得气体和液体产物。延迟焦化用的原料主要是高沸点的渣油。延迟焦化的主要操作条件是：原料加热后温度约500℃， 焦炭塔在稍许正压下操作。改变原料和操作条件可以调整汽油、柴油、裂化原料油、焦炭的比例。1

炼厂气加工

原油一次加工和二次加工的各生产装置都有气体产出，总称为炼厂气，就组成而言，主要有氢、甲烷、由2个碳原子组成的乙烷和乙烯、由3个碳原子组成的丙烷和丙烯、由4个碳原子组成的丁烷和丁烯等。它们的主要用途是作为生产汽油的原料和石油化工原料以及生产氢气和氨。发展炼油厂气加工的前提是要对炼厂气先分离后利用。炼厂气经分离作化工原料的比重增加，如分出较纯的乙烯可作乙苯； 分出较纯的丙烯可作聚丙烯等。1

烷基化

烷基化过程的目的是由炼油气生产工业异辛烷，作为车用汽油（或航空汽油）的高辛烷值组成，以满足优质、无铅汽油的需要。1

中国行情近年来，在国民经济持续快速发展的宏观环境下，我国炼油工业发展迅速，特别是“十二·五”规划期间，成绩尤为显著。

一是国内炼油产能快速增长，初步统计由2010年的478 Mt提高到2014年的756 Mt，居世界第二，产业布局朝集聚化、大型化方向发展，已建成21座千万吨级炼油厂，其中中国石化镇海炼化分公司、中国石油大连石化分公司等企业的炼油能力已超过20 Mt每年；

二是油品质量升级步伐加快，全国车用汽油、柴油实现了从国Ⅲ排放标准到国Ⅳ排放标准的质量升级，2015年底东部11省市全面执行国Ⅴ排放标准；3

三是汽油、煤油( 喷气燃料)、柴油三种主要油品供应满足消费需求，生产柴、汽比持续降低，由2010年的2. 06降至2014年的1.60，喷气燃料产量以年均15. 1%的速率快速增长.然而,原油价格自2014年下半年“断崖式”下跌后，一直低位震荡，未来走势难以精准预测。

随着国内经济发展进入新常态，成品油需求增速放缓、消费结构深刻变化，炼油产能突显过剩，依然面临着质量升级、安全环保等方面的压力。2

发展概况中国炼油工业发展有三个阶段：第一阶段，从1863年第一次进口煤油，到1963年油品基本自给，实现这个跨越整整用了100年；第二阶段，从20世纪60年代初到90年代末，中国炼油行业在产能规模和技术上都实现了巨大飞跃，进入世界炼油大国行列；第三阶段，即从21世纪初开始到2020年左右，实现从炼油大国到炼油强国的跨越。4

发展战略（1）走深加工道路

根据新一轮油气资源评价的结果，2005年至2020年，中国石油探明储量将稳步增长，年均探明8至10亿吨；石油产量持续上升，2010年左右达到2亿吨，并持续15年以上。2005年中国进口原油12682万吨（净进口11875万吨）。进口含硫原油逐年增加，己由2001年2343万吨、2003年3009万吨增加至2005年3500万吨，每年增加300万吨之多。“十一五”期间内，国内原油生产不会有太大增长，中国将继续加大原油进口力度。进口原油尤其是中东含硫原油将是满足需求的重要选择，据预测，到2010年，进口中东含硫原油将达到6000万～7000万吨。中东含硫原油95%以上来自沙特阿À伯、伊朗、伊À克、阿联酋、科威特等国，中东原油大多是高含硫原油。为充分利用国内国外两种原油资源，应坚持走深加工道路。2

渣油催化裂化是渣油转化的主要手段：中国催化裂化（FCC）装置2005年加工能力超过9300万吨，包括1800万吨常压渣油（AR）和1300万吨减压渣油（VR）。渣油催化裂化（RFCC）已成为重油转化的重要装置。FCC是将重油转化为轻馏分油的核心技术，但产品质量和技术受到环境保护的严峻挑战，必须开发FCC新技术，以提高产品质量。1

延迟焦化是重油加工的重要方法：延迟焦化装置发展很快，到2004年，建成投产的焦化装置总加工能力已达3245万吨/年，10年间延迟焦化装置加工能力就增长了161%。如今在建的延迟焦化装置能力估计有700万吨。随着加工含硫原油数量的增加，Ñ环流化床（CFB）锅炉处理高硫石油焦的应用，延迟焦化将得到进一步发展和推广。1

加快发展渣油加氢处理技术：中国自行开发的200万吨/年渣油加氢处理（S-RHT）装置已在茂名石化公司投运。加氢处理VR用作RFCC进料可最大量提高轻质油品产率，这已成为加工含硫原油的又一重油加工路线。

（2）清洁燃料生产技术开发

汽、柴油质量正面临世界清洁燃料标准的严峻挑战。己规划实施较严格的燃料规范，欧Ⅱ标准2005年7月1日执行，欧Ⅲ标准2005年在北京执行，2010年推向。并初步设想，2008年之前，要达到欧Ⅳ排放要求。2

（3）加氢是技术发展方向

中国加氢装置年加工能力已超过5100万吨，占原油总蒸馏能力约20%，但仍低于世界平均水平50.1%，从而制约了中国产品模式和产品质量的提高。加氢裂化装置是改变产品结构、生产中间馏分油的重要方法，它可使炼油与石油化工更好地结合，为芳烃生产和蒸汽裂解提供原料，它可直接加工含硫减压瓦斯油（VGO），可将润滑油基础油改质为APIⅡ和Ⅲ类润滑油。渣油加氢处理可转化高硫和高金属含量原料，当与RFCC组合操作时，可最大量地生产轻质产品。二次加工油（如催化轻Ñ环油LCO和焦化轻瓦斯油LCGO）的加氢改质可生产清洁燃料。加氢处理后的焦化重瓦斯油（HCGO）可用作FCC进料生产更多的轻质馏分油。加氢脱硫和加氢脱芳后的柴油馏分可满足世界燃油规范质量要求。选择性加氢脱硫后的FCC汽油可符合世界燃油规范第2和第3类质量要求。加氢技术在石油加工发展中将起着举足轻重的作用。1

新进展（1）清洁汽油生产技术

中国FCC汽油占成品汽油总组成80%以上。技术发展的重点是减少FCC汽油中的硫和烯烃含量。

（2）清洁柴油生产技术

中石化抚顺石油化工研究院开发成功新一代柴油深度加氢脱硫催化剂FH-UDS，这种催化剂继在中石化金陵石化柴油加氢装置实现工业应用之后，还用在中石化齐鲁分公司260万吨/年、镇海炼化200万吨/年、茂名分公司260万吨/年及上海石化330万吨/年的柴油加氢装置上。用该催化剂生产硫含量符合欧Ⅲ排放标准柴油时，FH-UDS催化剂的加氢脱硫相对体积活性比FH-DS催化剂提高了56%；生产硫含量符合欧Ⅳ排放标准柴油时，FH-UDS的加氢脱硫相对体积活性比FH-DS催化剂提高了159%。FH-UDS催化剂以W-Mo-Ni-Co为活性组分，具有孔容大、比表面积高、加氢脱硫和加氢脱氮活性稳定性好、强度高、精制油品安定性好、对原料适应性强等特点。可以在较为缓和的工艺条件下生产硫含量符合欧Ⅲ和欧Ⅳ排放标准的清洁柴油，通过适当调整操作条件，也可以生产无硫柴油。1

（3）催化裂化（FCC）及相关新技术

（4）加氢催化剂技术

（5）渣油加工系列化技术

（6）芳烃分离和生产技术

（7）润滑油基础油生产技术1

前景我国炼油化工设备行业无论在生产规模和产业结构，还是产品开发和国产化成果方面都取得了较好的成绩。然而，尽管我国装备制造业整体规模已经可观，在重大项目研究上取得了不少成果，但达到国际先进水平的石油石化技术装备仅占1/3，国产装备的国内市场满足率不到60%，在重大技术装备领域中比例较低，行业高端装备和制造技术大都依靠进口。4

从市场来看，全球石油化工产业已形成美亚欧三足鼎立的格局，这三个地区的炼油化工设备制造行业也发展较快。中国炼油和化工专用设备市场竞争激烈，民营企业具备较强的竞争实力，占据市场较大的份额。随着原油供应日益重质化和劣质化，以及环保法规对油品质量要求的日益严格，未来炼油产业的常规技术将不断提升，高端炼油技术将加紧与高科技和高科技产业的融合，2011年，民营企业销售收入占行业销售收入的80%以上。随着中国炼油化工设备制造行业的发展，许多跨国企业纷纷在中国投资建厂，如美国ABB鲁姆斯公司、美国绍尔集团、日本制钢所等，使中国炼油和化工专用设备市场的竞争更加激烈。2