中国炼油技术新进展.doc

1  中国炼油技术发展战略
中国炼油工业迅速发展，迄今总的原油加工能力已达2.63亿吨/年，2001年加工原油2.099亿吨。但是，中国石油产品质量还相对较低，汽车排气污染控制愈显重要。中国已加入WTO，不断提高炼油技术水平，尽快与国际接轨，任务紧迫而重大。
  走深加工道路
  截至2001年统计，中国石油探明储量33亿吨，储采比19.9年。2001年中国进口原油6033万吨（净进口5270万吨），其中，进口含硫原油2343万吨，含硫原油进口量已由10年前占3%增加到2001年占39%。 "十五"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，预计2005年进口原油将达1亿吨，含硫原油将占重要份额。为充分利用国内国外两种原油资源，应坚持走深加工道路。
  渣油催化裂化是渣油转化的主要手段
  中国催化裂化（FCC）装置年加工量已超过6800万吨，包括1500万吨常压渣油（AR）和1100万吨减压渣油（VR）。渣油催化裂化（RFCC）已成为重油转化的重要装置，VR原料加工量已占FCC总进料量27%。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。
  延迟焦化是重油加工的重要方法
  中国延迟焦化装置年加工量已达1800万吨。随着加工含硫原油数量的增加，循环流化床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。
  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。
  开发清洁燃料生产技术
  环境法规对汽车排气污染的限制，迫切要求生产清洁的汽车燃料。清洁燃料生产已成为炼油技术进步的主流。
  加氢是21世纪的主要技术方向
  中国加氢装置年加工能力已超过5000万吨，占原油总蒸馏能力的18.6%，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API Ⅱ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（如催化轻循环油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。
2   中国炼油技术的新进展
  清洁汽油生产技术
  中国汽油新标准要求烯烃不大于35%、含硫不大于0.08%（800PPm），与国际标准仍有较大差距。新标准己了2000年7月1月起在北京、上海和广州三大城市执行，2003年起在全国推行。中国石化股份公司将于2003年起生产烯烃含量小于30%、硫含量小于200ppm的汽油。2005年要求汽油含硫小于30ppm。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。
  FCC汽油脱硫技术
  旨在最大量降低硫含量而尽量减少辛烷值损失。主要措施是FCC进料加氢处理或FCC汽油进行选择性加氢或非选择性加氢脱硫。
  FCC进料加氢处理：
  含1.2%~2.8%硫的VGO和高硫、高氮的HCGO用作FCC进料，必须加氢处理。国内外均开发了相关技术。长岭炼油厂采用CH-20型Mo-Ni催化剂用于HCGO（含硫0.89%、含氮0.45%）加氢处理。反应条件为：5~8MPa，340℃。加氢后含硫0.04%、含氮0.18%。抚顺石油化工研究院采用FDS-4 Mo-Ni催化剂处理中东VGO（含硫2.28%），加氢后含硫减小到0.18%。经验数据表明，FCC汽油含硫量为原料含硫量的6%~8%。经加氢处理的FCC进料，其FCC汽油的含硫量可满足世界燃油规范第2类标准。
  选择性加氢脱硫：
  中石化石油化工科研院开发了FCC汽油选择性加氢脱硫（RHDS）技术，已通过中试，并将进行工业规模试验。根据FCC汽油中硫和烯烃分布特征，将汽油全馏分分割成轻质/中质/重质石脑油馏分（LCN/ICN/HCN），然后进行选择性加氢脱硫，其效果优于全馏分加氢处理。LCN（C5~C6）为低硫、高辛烷值馏分，硫化物以硫醇性硫形式存在，可用碱抽提除去，而不致使烯烃饱和和损失辛烷值。HCN为高硫、低烯烃馏分，因为硫集中在大于177℃馏分中，烯烃集中在小于149℃馏分中，故重质石脑油馏分加氢脱硫对烯烃饱和影响很小，因而辛烷值损失很小在HCN加氢处理和LCN脱除硫醇相结合后，FCC石脑油含硫量可减小到小于200PPm，可满足世界燃油规范2类标准，而辛烷值损失为1.0~1.5个单位。132~182℃的ICN馏分含有噻吩，如果ICN馏分进行选择性加氢处理，FCC石脑油可满足世界燃油规范第3类标准。
  FCC汽油降烯烃技术
  优化操作降烯烃：操作条件对FCC石脑油烯烃含量有很大影响。经验表明，提升管出口温度每提高5.6℃，烯烃含量提高1%。在恒定反应温度下，提高平衡催化剂活性以提高转化率，可降低烯烃含量。在恒定裂化深度下，控制FCC汽油中LPG含量，烯烃含量也下降。燕山石化公司3号FCC装置平衡催化剂活性从50提高到60.8，转化率从56.7%提高到61.7%，FCC汽油烯烃含量从67.5%下降到55.3%。提高汽油稳定塔底和塔顶温度，又使FCC汽油中烯烃含量从55.3%降低到52.3%。
  降烯烃催化剂：中石化石油化工科研院开发了GOR系列催化剂，已在洛阳、高桥和燕山石化公司工业化应用。这种类型催化剂通过增加稀土元素含量，提高了氢转移活性。增加择形分子饰含量可补偿辛烷值损失。洛阳石化总厂RFCC装置采用GOR-C催化剂，使烯烃含量下降了10.6%。高桥石化公司RFCC装置采用GOR-Q催化剂，使烯烃含量降低了8.7%。燕山石化公司RFCC装置采用GOR-DQ催化剂使烯烃含量降低了11.9%。含有双金属氧化物、改进的第二代GOR降烯烃催化剂也在开发之中。
  降烯烃添加剂：
  洛阳石化工程公司炼制研究所开发了LAP添加剂，已在中型ROCC-Ⅴ型重油FCC装置上完成试验，当该添加剂加到LRC-99催化剂中，分别占催化剂总藏量2.6%、5.3%和7.4%时，FCC汽油烯烃含量分别降低6.3%、10.4%和12.8%。在吉林石化公司RFCC装置中试验时，添加剂占催化剂总藏量5%，FCC汽油烯烃含量降低7.2%。在天津石化公司试验时，加入5%，使FCC汽油烯烃含量降低8.1%。第二代降烯烃添加剂也己开发，并在天津石化公司130万吨/年FCC装置上进行工业应用试验，使FCC汽油烯烃含量降低10%~11%，汽油辛烷值提高1~2个单位。
  MGD工艺：
  中国石化石油化工科研院开发的MGD工艺可使FCC的LPG产率提高1.3%~5.0%，柴油产率提高3%~5%，并使FCC汽油烯烃含量下降9%~13%，而汽油辛烷值稍有增加，可灵活调节柴/汽比，改进汽油质量。采用RGD-1专用催化剂，汽油烯烃的降低主要基于汽油烯烃的再裂化。
  清洁柴油生产技术
  世界燃油规范2类柴油含硫小于0.03%（300PPm），总芳烃含量小于25%，双环、三环和多环芳烃含量小于5%，十六烷值大于53。3类柴油含硫小于0.003%（30PPm），总芳烃含量小于15%，多环芳烃含量小于24类标准含硫小于5~10PPm。
  中国柴油新标准含硫小于0.2%，2002年1月实施。中石化提出自2003年起，在北京、上海和广州三大城市要求满足世界燃油规范2类标准。
  MCI技术：
  中石化抚顺石化研究院开发的MCI技术适用于加工催化轻循环油（LCO）。MCI催化剂在工业装置试验时，压力为6.5MPa、反应温度为305℃、空速为1.32h-1，脱氮率达到95.6%，脱硫率为99.7%，柴油产率达96.1%，十六烷值提高12.1个单位，石蜡烃含量由原32.5%提高到45.2%，芳烃含量从65.9%下降到54.9%，硫含量从1546PPm降低到29PPm，柴油十六烷值从26.9上升到39，显示了加氢处理的明显效果。这种催化剂具有深度脱硫能力和芳烃开环能力。并还将开发新一代的催化剂和工艺用于深度脱硫和脱芳烃。中石化石油化工科研院开发的RICH工艺可在中压下用于LCO加氢改质，柴油产率达95%，十六烷值提高10个单位。
  加氢裂化技术
  中国加氢裂化总能力已达1500万吨/年。中石化抚顺石化研究院开发了多系列单段加氢裂化催化剂，ZHC-01无定形催化剂已应用于齐鲁石化公司SSOT装置，ZHC-02（也是无定形催化剂）应用于大庆石化公司单段加氢裂化装置。新一代含分子筛催化剂ZHC-04也已开发，ZHC-04催化剂的中间馏分油选择性为80.7%，比ZHC01的73.5%高出7.2%，这种催化剂的优点是：喷气燃料低芳烃含量和高烟点，柴油高十六烷值，尾油BMCI值低，但反应温度高10℃。镇海石化公司将采用3996/ZHC-04催化剂建设150万吨/年单段加氢裂化装置，加工中东含硫VGO。该装置将按SSOT或SSREC方案操作，生产柴油可满足世界燃油规范3或4类要求。
  渣油加氢处理/重油催化裂化（RHT/RFCC）技术
  中国加工进口含硫原油增多，使含硫渣油加工处理成为渣油加工的一大课题。将渣油加氢处理与RFCC相组合，可最大量提高轻质产品产率。这种联合技术的特点是可使渣油脱金属、脱硫、脱氮，适用于加工高含金属、硫和残炭的中东渣油。高硫渣油加氢处理可产生经加氢处理的AR，它可满足FCC进料要求。从而保持FCC平衡催化剂活性，减少焦炭沉积，降低再生器烧焦负荷。RHT/RFCC联合技术可使轻馏分油加LPG总产率达到82.2%，比延迟焦化/FCC联合技术的相应产率60.2%高出20%。这一加工方案可使轻馏分油最大化，充分利用原油资源。经加氢处理的AR用作FCC进料可减少FCC汽油的硫和烯烃含量，提高汽油辛烷值，经加氢处理的AR低含杂质，可减少FCC烟气中SOX和NOX排放污染。
  中石化抚顺石化研究院开发的减压渣油（VR）和常压渣油（AR）两大系列加氢处理催化剂已分别在齐鲁石化公司80万吨/年VRDS装置、茂名石化公司200万吨/年S-RHT装置和大连西太平洋石化公司200万吨/年ARDS装置上成功应用。我国自行开发的200万吨/年渣油加氢处理工业化装置己于1999年在茂名石化公司投运。经加氢处理的VR全部用作RFCC进料。进入RHT的原料含伊朗和阿拉伯轻质原油的VR 71.5%、伊朗VGO 28.5%，其性质为含硫3.0%~3.8%、氮0.26%~0.34%、残炭12.6%~13.4%、重金属（Ni+V）107.4 PPm。采用固定床反应器。匹配的催化剂活性比为HDM：HDS：HDN=45：20：35。反应条件为：365~385℃、空速0.2h-1、氢/油比650。脱硫率92.4%，脱氮率67.5%，脱金属率85.5%，脱残炭率69.9%。总氢耗为1.44%~1.62%。经加氢处理的VR质量为：含硫0.4%~0.5%，含氮0.10%~0.12%，残炭5%，Ni+V 17ppm，饱和烃超过50%。当加氢处理VR用作RFCC进料时（采用LV-23催化剂），产率为FCC轻馏分油69%~70%，轻馏分油加LPG 78%~80%，FCC汽油含硫小于200PPm，辛烷值稍有提高，烯烃含量有下降。
  延迟焦化/循环流化床（CFB）锅炉联合技术
  中国延迟焦化能力己超过2100万吨/年，平均能耗仍较高，为1262MJ/t。我国开发的100万吨/年先进的延迟焦化已在上海石化公司应用，加热炉效率达到91采用蒸汽多点喷射、在线清焦技术，采用一台加热炉和二台焦炭塔（直径8.4米、高21米），换热流程优化，使焦化装置总能耗减小到808.05MJ/t，为中国最低能耗的焦化装置。为解决高硫焦炭利用的困难问题，我国开发了循环流化床（CFB）锅炉燃烧高硫焦炭技术。
  镇海石化公司为解决焦化装置加工含硫渣油时含硫焦炭的处理问题，选用了延迟焦化/循环流化床（CFB）锅炉组合方案。该公司采用二台220吨/时CFB锅炉，配备二台25MW发电机组。含硫石油焦和石灰石连续送入燃烧室，石灰石用量根据焦炭含硫量而定，以控制SO2排放。一般，钙/硫摩尔比为2.0~2.5。含硫焦炭粉碎成直径~17mm大小，石灰石和白云石尺寸为0.45~0.90mm。采用的钙/硫摩尔比为1.98。脱硫率为90%。
3   中国炼油技术的发展方向
  o将包括从中东原油和胜利原油得到的含硫VGO和HCGO进行加氢预处理，用作FCC进料。
  o加快开发FCC汽油选择性加氢脱硫技术。
  o研究开发非选择性加氢脱硫工艺，以降低汽油硫和烯烃含量。
  o由于FCC进料掺入渣油和高含量石蜡基原料，中国FCC汽油高含烯烃。应调整成品汽油组成，增加高辛烷值汽油组分，如重整生成油、烷基化油、C5/C6异构化油和含氧化合物，以大大降低烯烃含量。
  o中国柴油质量与发达国家相比存在较大差距，大量LCO（含芳烃50%~80%、十六烷值20~35）未经加氢处理而调入柴油总组成中。加工胜利原油和进口含硫原油炼厂的直馏柴油也应加氢处理。推进脱硫脱芳烃加氢处理和加氢改质催化剂的开发，使柴油质量满足世界燃油规范2和3类要求。
  o加快开发中国加氢裂化技术，推进新型催化剂和工艺开发。