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欧洲炼油行业面临的挑战和技术发展趋势—近5年ERTC年会报告分析!

发表时间: 2021-06-29 09:21:10

作者: 炼油化工技术与装备网

来源: 2020年《当代石油石化》

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摘要:全球市场变化对炼油行业产生深远影响,分析欧洲炼油技术年会(ERTC)报告,可以看出炼油催化剂和技术进展是近年来会议主要内容,尤其是加氢和催化裂化催化剂升级和工艺改进。2019年会议的热点话题是自动化和数字化对炼厂提高效益的作用。此外,会议介绍了环保技术、可再生燃料和化学品技术、炼化一体化技术的新进展。

关键词:欧洲 炼油年会 炼油技术 发展趋势

欧洲炼油技术年会(ERTC)是欧洲炼油行业最重要的技术会议,是世界石油化工领域影响力最大的国际会议之一,会议每年在欧洲不同国家举办,参会人员来自全球知名石油石化企业、工程技术公司以及相关组织机构和咨询公司等。近年来,全球油品市场需求增速放缓、欧洲炼厂大量关闭,而环保要求和法律法规日趋严格,炼油行业面临巨大的压力和挑战。ERTC年会为企业提供重要的技术交流平台,探索欧洲炼油业的未来发展方向,以应对炼油行业发生的根本变革。

1、市场需求预测

1.1 全球炼油产能重心正从发达地区向发展中地区转移

2015年以来,欧洲有多套炼厂完全或部分关闭,而在中国则有多套大型炼油装置投产。麦肯锡公司预测能源需求的转型将使全球石油需求的峰值在2032年来临,达到1.07亿桶/日的水平,道路运输石油需求在2026年达到峰值,将导致欧洲炼厂的开工率逐步降低,预计欧洲地区原油蒸馏能力开工率从2020年的80%下降到2030年的70%[1]。

1.2 欧洲汽车保有量已趋饱和,且欧洲多地计划禁用或禁销燃油车,石油产品市场需求疲软

法拉第研究所认为未来公路运输向着电气化方向发展,电池时代即将来临。全球电池需求的增长速度高于预期,预计全球锂离子电池销售量将从2020年200 GWh达到2030年1 200 GWh,约有85%的电池需求将来自电动汽车。欧洲已经计划扩大电池产能,预计2025年欧洲锂离子电池产能将增长至130 GWh。欧洲对电池技术研发投入加大,重点研发方向涉及所有电池组分(负极、正极、电解液、隔膜、电芯和电池模组)。随着电池技术快速发展,电动汽车的购买成本将在2022-2024年达到与传统燃油车同等水平,在全生命周期内电动汽车的成本(购置成本+使用成本)比燃油车更低,电动汽车市场占有率可能迅速增长,伴随着充电桩等公共设施的新建,所有环节都走向电气化,意味着燃料需求未来的不确定性[2]。

1.3 欧盟环境保护法规越来越严格,国际海事组织(IMO)2020年法规的实施给炼厂造成了一定影响

目前全球船燃需求量为500万桶/日,其中高硫船燃需求350万桶/日,船用柴油需求量150万桶/日。IMO要求从2020年1月1日起执行船用燃料新标准,炼厂有4种方案满足船用燃料规格要求:一是使用硫含量不高于0.5%低硫船燃或船用柴油;二是继续使用硫含量高于0.5%的高硫船燃,船舶加装烟气洗涤器;三是使用液化天然气(LNG)等替代燃料;四是不遵守法规。IMO对海运排放控制新规导致船用燃料需求结构发生变化,麦肯锡公司预计2020年高硫船燃需求量降至100万桶/日,船用柴油需求量增长至250万桶/日,低硫船燃需求量增长至100万桶/日,液化天然气用量很小。但因为低硫船燃价格相对便宜,预计到2030年船用柴油需求量降至150万桶/日,低硫船燃需求量增长至200万桶/日[1]。

1.4 欧盟计划到2030年,碳排放总量较1990年减少55%,碳减排政策对石油公司降低碳排放提出新的要求

Carbon Tracker公司指出对碳排放的限制将降低石油、天然气和煤炭的用量。石油需求的降低,可能会导致行业发生较大规模的产能关停,对行业盈利性产生严重影响。预计到2035年,现有产能中将有25%因需求降低而关停,炼油行业利润持续走低,届时降幅会持续累积达3.5美元/桶,复杂型炼厂可能损失较小,利润更高的炼厂操作弹性更大。石化产品是未来20年石油需求增长的支柱之一,塑料需求占与石化产品相关的石油需求量的2/3,占石化产品总增量的96%。但塑料行业前景不明朗,如果塑料回收率持续提高,石油需求增速会受到不利影响[3]。

2、年会报告主题

分析2015-2019年ERTC年会报告主题,主要包括炼油催化剂和工艺、节能减排环保技术、自动化和数字化在炼油领域的应用、可再生燃料和化学品技术、炼化一体化等相关技术的最新进展(见图1)。其中,炼油催化剂和工艺技术一直是大会的重要议题,各公司积极研发和宣传炼油催化剂和技术,尤其是对加氢和催化裂化等关键技术的催化剂进行升级和工艺改进,为炼厂提供灵活高效的技术解决方案。炼厂自动化和数字化技术是2019年的最热点话题,近年来关注度持续上升,可以看出欧洲炼油行业希望以过程控制、大数据、人工智能技术为突破点,带动炼厂能源转型和效率提升。节能环保技术的报告数量近年来有所下降,而可再生燃料和化学品技术报告数量上升,反映了欧洲炼油行业对传统的节能环保技术关注度降低,而欧盟碳排放和生物燃料法规的颁布促使炼油公司进一步投入可再生燃料和化学品技术的研发。欧洲运输燃料市场需求不振,化工产品仍有较大的市场空间,生产化工产品的炼厂经济效益显著,欧洲炼油行业也一直关注炼化一体化技术的发展情况。

图1 2015–2019年ERTC年会主题报告分类

2.1 炼油催化剂和工艺

2.1.1 加氢

加氢处理和加氢裂化技术在生产清洁燃料和提升油品质量方面发挥着重要的作用。多家公司在会议中介绍加氢生产清洁汽柴油催化剂和技术,围绕着催化剂的升级换代,提高催化剂选择性和活性,增加脱氮、脱硫和脱金属的能力,延长运转周期等方向。研发的加氢催化剂包括催化裂化加氢预处理、中间馏分油加氢处理、汽油加氢脱硫、VGO缓和加氢裂化等。总体来说,壳牌公司旗下标准公司和Topsoe公司的加氢催化剂技术实力强,其他主要加氢催化剂竞争对手还有ExxonMobil、雅保、ART、UOP和Axens公司等。近两年技术研发重点是能处理劣质原料的加氢裂化催化剂。

Topsoe公司新推出了具有超高加氢脱氮活性的新催化剂TK-6001 HySwellTM镍钼催化剂,可以提高加氢裂化装置高价值产品的产率。TK-6001 HySwellTM催化剂的开发,优化了与载体的相互作用,采用了更多的活性金属,是加氢裂化预处理催化剂的阶梯式进步,采用的是氧化铝载体,加氢脱氮活性提高了30%,单环芳烃饱和提高了22%。催化剂性能提高后,可以延长运行周期,加工更便宜的原料,具有更好的经济性和灵活性,可以提高加氢裂化装置的盈利能力和灵活性[4]。

壳牌公司介绍了纳米分子筛材料在加氢裂化催化剂上的应用。壳牌公司经过5年研发出纳米分子筛材料并完成工业放大,形成壳牌第一代介孔分子筛产品,包括Z-HD27、Z-MD07和Z-MD17分子筛。该Y分子筛通过构建均一的介孔,能显著改善反应分子的扩散性能。介孔大小约为4 nm,反应分子扩散系数提高9倍,能最大化转化重油大分子,提升反应性能。采用两段式加氢裂化反应器,新型介孔Y分子筛催化剂促进重质馏分(>540℃)更多地转化为柴油产品,并通过强化加氢性能显著提升柴油质量,可在更高转化率条件下实现稳定再循环操作[5]。

ExxonMobil公司开发的体相金属CelesiaTM催化剂于2015年首次工业化。体相金属催化剂是全金属相多孔结构,反应机理与传统加氢催化剂相同,而活性单位密度和有效活性位呈倍数增长。目前CelesiaTM催化剂商业化已应用于高压柴油加氢处理、轻油和重油加氢裂化。在柴油加氢处理装置中,在处理减压蜡油时,相比主流的镍钼催化剂,CelestiaTM催化剂的活性为其2.5~3.0倍。CelestiaTM在整个运转周期内表现出更高的稳定性,在运转末期具有更高的活性。预计2020年国内使用CelesiaTM催化剂的加氢装置达到21套[6]。

渣油加氢裂化能加工劣质原料生产相对较高价值产品(如低硫船燃、化工原料等),为塔底油质量升级提供技术支撑并增加炼厂利润。渣油加氢裂化技术分为浆态床渣油加氢和沸腾床渣油加氢,浆态床渣油加氢技术日趋成熟,随着2013年Eni公司EST浆态床渣油加氢工业装置投产,近几年陆续还有UOP公司Uniflex浆态床渣油加氢、KBR公司VCC浆态床渣油加氢装置建成投产。沸腾床渣油加氢技术主要有法国Axens公司的H-Oil技术和CLG公司的LC-FINING技术,从20世纪开始全球有多套工业装置投产,近年来技术发展方向是将沸腾床渣油加氢与溶剂脱沥青、固定床渣油加氢脱硫等工艺进行组合,提高渣油转化率和馏分油收率。

CLG介绍了其系列渣油加氢裂化平台技术LC-FINING、LC-FINING-LSFO、LC-MAX、LC-SLURRY、LC-MAX-G及使用这些技术加工渣油的工艺流程。目前,LC-FINING渣油转化率达80%~85%,已许可13套工业装置;LC-LSFO用于生产(超)低硫燃料油,已许可1套装置;LC-SLURRY渣油转化率最高大于95%,已许可1套装置;LC-MAX将LC-FINING与溶剂脱沥青集成,渣油转化率可达92%,馏分油收率最大,已许可4套装置;最新的LC-MAX-G技术可集成溶剂脱沥青和固定床渣油加氢脱硫装置,渣油转化率大于92%,催化裂化原料收率最大。沸腾床加氢裂化平台技术可与蒸汽裂解结合将渣油转化为化工原料,能显著提高炼厂的经济效益。将LCMAX-G技术与蒸汽裂解装置结合,化工原料收率可达40%,包括丁二烯4%,苯4%,乙烯19%和丙烯13%[7]。

2.1.2 催化裂化

催化裂化技术是将重质油轻质化的最重要的手段之一,也是原油多产化学品整个流程中的关键技术。催化裂化技术近两年最引人瞩目的是高苛刻度催化裂化(HS-FCC)的工业化。HSFCC技术由JX Nippon、Aramco、KFUPM公司联合开发,可使重质烃类裂解为低碳烯烃和汽油。技术采用下行式反应器,催化剂在反应器中自上而下流动,抑制了返混,反应器出口温度高达580~620℃、停留时间短(0.5~1.0 s)、剂油比高(25~30)、丙烯产率可达15%~20%(w)。S-Oil公司采用HS-FCC技术的380万吨/年工业装置于2018年投产,TechnipFMC/Axens拥有全球独家授权[8]。

催化裂化领域是炼油催化剂最大的需求领域,主要催化剂研发和生产公司有Grace公司、雅保公司和巴斯夫公司,其中Grace公司是世界第一家催化裂化催化剂生产商,也一直在该领域保持领先地位。Grace公司与Rive公司合作,2012年创新性的实现了将有序介孔导入传统Y分子筛催化剂的商业化,引起了各催化剂研发公司的关注,近年来各公司通过改进催化剂的介孔结构提高催化剂活性和选择性。为了提高炼厂收益,催化剂的技术进步主要在于加工金属含量高的重质进料,提高重油转化率和产品选择性,增加汽油和低碳烯烃收率。

巴斯夫近期推出了多框架拓扑(MFT)技术创新平台和新催化剂产品FourteTM。MFT平台可以通过在催化剂中建立的多框架拓扑结构来定制产品的选择性,在不损失活性的情况下减少氢转移反应。FourteTM催化剂具有高活性和塔底油改质能力,优化了酸中心密度,可抑制会让烯烃饱和的氢转移反应。在增产丁烯的同时增加汽油辛烷值。在加工VGO原料,不加助剂的操作条件下,与之前使用的催化剂体系相比,Fourte使丙烯和丁烯选择性分别增加了3%和11%,液收保持不变,汽油辛烷值大幅提高,塔底油质量得到改善[9]。

Grace公司开发了Enhance-4G和Achieve系列催化剂,Enhance-4G系列抗重金属能力强,可提高重油转化率,Achieve系列催化剂和GBATM助剂可有效提高汽油辛烷值以及丁烯产率。2019年Grace公司推出了催化剂制备技术平台FUSIONTM,使不同的先进基质黏合技术运用到同一个催化剂颗粒中,增强了多种催化剂组分的协同效果,使催化剂在加工中高金属杂质含量的原料时表现出优异催化性能。相比其他催化剂体系或单独颗粒式的金属捕集方案,其特点是原料扩散路径更短,100 nm以上的大孔体积比传统催化剂多。孔结构优化后的催化剂提高了催化性能,FCC装置产品选择性提高,杂质金属(钒和镍)耐受性和渣油转化率提高[10]。

2.1.3 重质劣质原料处理

重质劣质原料处理技术能让炼厂通过采购更低价格的原油(如重质,高金属,高残炭原油)改善利润。焦化技术由于原料适应性强、工艺技术成熟、投资和成本较低,广泛应用于重质劣质原料处理。焦化技术成熟度高,各公司主要宣传并介绍工业化应用情况,主要有Bechtel公司和Amec Foster Wheeler公司的延迟焦化技术,ExxonMobil公司的灵活焦化技术。灵活焦化技术相比延迟焦化焦炭产量减少,可以灵活生产燃料气,国内首套中化弘润的灵活焦化装置于2020年开工,预计2022年建成。气化技术可将重质原料(渣油、沥青和石油焦)转化为更高价值的产品,为炼厂生产廉价氢气,技术应用前景广阔,主要有壳牌和林德公司的气化技术,气化技术与溶剂脱沥青、延迟焦化组合是炼厂处理劣质渣油的重要发展方向之一。

壳牌开发的油渣气化工艺(SGP)具有原料及产品灵活性,可以处理重质渣油和溶剂脱沥青的脱油沥青,气化得到合成气后,可去发电、生产化学品(氢气、氨、甲醇、羰基醇)、甲烷化生产合成天然气、以及费托合成生产交通运输燃料。壳牌对比了两种方案的经济性,一种是延迟焦化+石油焦气化(SCGP),另一种是溶剂脱沥青(SDA)+脱油沥青气化(SGP),后者可以实现利润增加20万美元/日,投资降低30%,提升劣质渣油加工能力并保障稳定、廉价的氢气资源供应[11]。

林德公司的气化技术可将炼厂重质原料渣油、沥青和石油焦气化生成价值更高的氢气和合成气。2019年林德公司的气化技术用于埃克森美孚公司位于新加坡炼化综合体数十亿美元的扩建工程。该项目将建造并运行4个新的气化炉和产能为1 200吨/日(约35 000 Nm3/h)的空分单元,以及林德的专有下游气体处理设备和硫黄回收设备[12]。

2.1.4 其他燃料生产技术

烯烃齐聚和烷基化技术是生产清洁液体燃料的重要途径。烯烃齐聚可生产芳烃含量低的液体燃料,UOP公司介绍了Catolene-D烯烃齐聚制柴油技术,Axens公司开发了PolyFuel烯烃齐聚制燃料技术,开发具有高活性和高稳定性催化剂是烯烃齐聚技术重要的研究方向。烷基化油是理想的高辛烷值汽油调合组分,ERTC会议上介绍的主要技术包括杜邦公司ConvEx硫酸烷基化技术、CB&I公司的AlkyClean固体酸烷基化技术和KBR公司的K-SAAT固体酸烷基化技术,满足生产过程的环保安全是烷基化技术发展的趋势。

Axens公司高品质燃料生产的PolyFuel技术,使用高活性和高稳定性的IP 811催化剂。可以在高苛刻度条件下运转,催化剂机械强度高,可多次再生,寿命大于十年,适用于多目标产物(汽油、柴油和航煤)。2019年3月巴西石油公司采用Axens公司PolyFuel技术的装置成功投产,通过将液化石油气和轻裂解石脑油升级为高质量燃料,将催化裂化C4和C5/C6馏分转化为高质量汽油和中间馏分油,从而提高FCC产品的价值[13]。

KBR公司开发的K-SAAT固体酸烷基化工艺简单,投资费用和维护费用低,无腐蚀性液体,产物烷基化油研究法辛烷值可达到99。采用Exelus公司开发的ExSactTM分子筛催化剂,高辛烷值三甲基戊烷选择性高,催化剂寿命可达5年。采用3个固定床反应器包括2个烷基化反应器和1个再生器,原料适应性好,可含C2~C5烯烃,用于改造氢氟酸法烷基化装置,每桶烷基化油利润提高6.9美元。2018年第一套K-SAAT装置在中国山东海科瑞林化工有限公司开车成功,目前还有3套工业化装置在建[14]。

2.2 自动化和数字化

随着炼厂规模扩大和装置结构日趋复杂,自动化和数字化技术的影响日渐重要,已成为炼油行业发展的重点方向,受到全球各大炼厂关注。目前无论是装置监测、原油调配、油品管理,还是催化剂等炼油技术和装备的研发,都离不开自动化和数字化技术的应用。采用数字化模拟炼厂运营,结合数字孪生、大数据、物联网和人工智能技术用于监测及维护日程可提高生产力并降低投入。数字化方案能够帮助工厂消除计划外停工,最大限度地提高产量,将安全风险降至最低,并优化供应链战略。数字运营能为炼厂带来丰厚的利润,提高炼厂的竞争力。未来数字化炼厂将向着智能化方向发展,将数字化数据转化为更有价值的信息,由现有数据衍生“知识”和“智慧”,通过智能规划及过程控制来提高流程效率。

LOTOS公司旗下Grupa炼厂采用Alpha公司先进过程控制系统(APC),优化对二甲苯生产和异构化等装置参数,每年利润可提高100万~300万美元。采用操作培训仿真系统(OTS)用于操作员培训,目前已用于加氢裂化装置,还将用于常压蒸馏/减压蒸馏、缓和加氢裂化、加氢脱硫、汽油加氢和延迟焦化装置。Grupa炼厂将近红外光谱技术与大数据和机器学习结合,充分利用大数据技术分析预测原料和产品性质,能够带来可观的经济效益[15]。

KBC公司采用Petro-SIM软件建立全厂模型,对炼厂的装置和操作等进行优化,关键装置性能数据通过PI可视化软件供用户查看,还能够集成Petro-SIM软件直接进行深度分析。KBC公司还介绍数字孪生技术的实际应用,炼厂将数字孪生技术用于装置监控,利润可提高0.05美元/桶。墨西哥湾一家炼厂应用KBC数字孪生技术能够准确计算产品收率并实现装置物料平衡,Petro-SIM软件先进的分析功能帮助延长关键设备运行时间,前6个月该炼厂效益提高800万美元[16]。

霍尼韦尔公司介绍炼厂数字化转型的方案,霍尼韦尔公司通过架构加密的云平台,采集炼厂装置数据,并将数据运算和可视化,为客户进行实时在线诊断,帮助客户利用云端工业物联网更好地管理和分析数据,使炼厂运营更安全、更可靠和更高效。目前全球炼厂已有83套装置加入霍尼韦尔的云平台,主要有连续重整装置、丙烷脱氢装置和催化裂化装置。Sarlux炼厂的连续重整装置采用霍尼韦尔公司云平台技术,评估不同催化剂氯化等级和反应器进料温度下的装置性能,调整操作条件,可增加利润145万美元/年[17]。

2.3 节能减排环保

能源消耗可占炼厂总运营成本的50%左右,炼厂主要采用蒸馏节能、高效换热器、能量集成和回收等技术,降低能耗或提高能源使用效率,减少炼厂运营成本。Qpinch公司开发了从蒸汽中回收余热并为反应器提供热能的工艺。安特卫普港炼厂的精馏塔采用Qpinch公司的工艺回收余热,反应器温度可升高50~100℃,提升总体能量效率,减少二氧化碳排放[18]。

面对越来越高的环保要求,废气硫排放限值将进一步降低。Topsoe公司研发的TopClaus®硫回收技术,可有效处理含硫污水汽提气和酸性气体,集成了克劳斯气体脱硫工艺和湿法制硫酸两种技术。克劳斯反应转化率为97%,湿法制硫酸转化率99%,所有硫化物(COS、CS2、SX、SO2及H2S)都转化为硫黄,硫黄回收率大于99.99%,酸性原料气中含硫化合物脱除率大于99.9%。炼厂采用TopClaus®技术资本支出可降低30%~40%[19]。

炼厂为了加工高硫、高酸、高氯原油,需要降低设备腐蚀,防止设备结垢,重点是防止常减压蒸馏装置以及换热器等设备的腐蚀结垢。Tubacoat公司开发了独特的陶瓷涂层技术,涂层经过800℃以上玻璃化处理,与原位陶瓷涂层相比,它增强了附着力、耐蚀性和耐磨性,有良好的化学惰性和抗结焦性,可用于蒸馏装置防止腐蚀和磨损[20]。

2.4 可再生燃料和化学品

未来能源的总体走向是从传统化石燃料转向可持续能源结构,欧洲炼油行业致力于发展可再生能源和循环经济,欧盟可再生能源指令Ⅱ从2018年12月24日开始生效,要求2030年前在交通运输行业中使用可再生能源的目标是32%,促使炼油公司开发可再生燃料和化学品技术。

燃料乙醇生产技术主要有第一代和第二代两种,第二代生物燃料以非粮作物乙醇、纤维素乙醇和生物柴油等为代表。欧盟成员国限制在交通部门使用第一代生物燃料的比例,第二代生物燃料的消费量将大幅增加。Novozymes公司的第二代纤维素乙醇技术从2001年开始研发,历时20年发展,2015年推出的Cellic®酶定制技术可以根据特定的工艺和原料定制酶,为客户大幅降低成本,至2022年,Novozymes公司将在加拿大、美国、巴西、中国、印度、意大利等多国建立第二代纤维素乙醇工厂[21]。

近年来日益发展的航空业需要大量的可再生航空燃料。将甘油三酯转化为可再生航空燃料的一些关键的化学反应包括加氢脱氧、加氢裂化和异构化。Topsoe公司开发的HydroflexTM技术通过调整异构化苛刻度来灵活调整生产的可再生喷气燃料和可再生柴油的比例。目前Topsoe公司正在开发最大化生产可再生喷气燃料的工艺,中试装置的数据表明,采用新工艺喷气燃料质量收率可提高5个百分点,生产的喷气燃料产品符合ASTM D 7566-18的要求[22]。

废塑料污染问题是2020年影响石化行业的严重问题。KBR咨询公司预测,到2050年,世界塑料的产量将达到11.24亿吨,但目前全球仅有10%的塑料回收重新进入材料产业链,大部分以填埋处理和焚烧处理[23]。Clariter公司开发的废塑料生产化工产品技术,可处理的塑料原料包括高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯。该技术通过连续热裂解将废塑料转化为多种烃,再通过加氢精制过程,最后分离成系列产品,然后将其混合到各种溶剂、石蜡和油脂产品中。目前Clariter公司在南非工厂建立示范装置,每年处理约1 000吨废塑料[24]。

2.5 炼化一体化

炼厂的重心将从生产增速减缓的车用燃料转向生产增长加速的高价值化工原料,炼化一体化相关技术在不断发展之中。炼化一体化的原则是宜烯则烯、宜芳则芳、宜油则油、宜化则化,最新趋势是提升传统炼化工艺的烯烃和芳烃产率,将催化裂化、催化裂解、渣油加氢裂化等技术与蒸汽裂解装置和芳烃联合装置集成,多产石化原料。另一技术方向是开发颠覆性的原油制化学品技术,如ExxonMobil的原油直接蒸汽裂解制烯烃技术,但这一路线是否会改变市场格局仍有待观察。

TechnipFMC公司认为,炼化一体化关键技术在炼油侧是先进的催化裂化技术,如DCC增产丙烯技术,在石油化工侧是蒸汽裂解技术。通过高选择性生产烯烃的催化裂化、减压渣油改质、芳烃装置、蒸汽裂解技术可让炼厂达25%~30%的化学品产率。馏分油加氢裂化为蒸汽裂解提供更多原料,气化技术和MTO是生产石化产品的桥梁,通过馏分油加氢裂化、高选择性生产烯烃的催化裂化、减压渣油改质、芳烃装置、蒸汽裂解、气化技术、合成气制烯烃等装置联合,生产烯烃和芳烃产率可达到100%。正确的炼厂配置是石油化工一体化的关键,具体炼厂向炼化一体化转型方案需要根据市场、技术和经济性评估规划[25]。

芳烃抽提技术是整合石化资源、提高产品附加值的重要途径。GTC公司的抽提蒸馏技术,应用高选择性溶剂,可以实现从重整油、裂解汽油、轻质焦油中回收苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等石化原料。其中,GT-BTX Select®工艺从非常规进料中回收高纯度芳烃,目前应用于大连恒力的装置已于2019年4月投产,该装置处理催化重整油(贫芳烃)和裂解汽油(富芳烃)的混合物,是世界上投入运营规模最大的芳烃抽提装置。GTBTX PluS®工艺可用于从FCC汽油中抽提出芳烃,无需常规的石脑油重整装置,与芳烃装置联合使炼厂有能力将低值的汽油组分转化成高附加值的石化产品。GT-Styrene®工艺可从未经加氢处理的裂解汽油中回收高纯度苯乙烯,正在开发的EBX®技术利用裂解汽油和重整油生产乙苯[26]。

3、结语

近年来欧洲炼油行业面临生存危机,努力寻求行业发展和技术突破,对于面临着炼油能力结构性过剩、环保政策、电动汽车和乙醇汽油等挑战的中国炼油行业来说,具有借鉴意义。从近几年ERTC年会报告来看,在优化炼油技术、满足节能环保要求、发展可再生燃料和化学品的同时,智能炼厂和化工型炼厂是未来炼厂发展的重要方向。

1)通过技术创新优化发展路径,不断升级加氢和催化裂化等关键技术的催化剂和工艺,提升处理重质劣质原料并生产清洁油品能力,满足炼厂装置升级需要,实现降本增效的目的。

2)降低能耗仍是炼厂重要的盈利手段,研发生产过程的节能减排技术,降低炼厂的操作费用,努力以最低的投资和运营成本满足更严格的排放标准,提升炼厂在未来的持续发展能力。

3)发展第二代生物燃料技术和废塑料回收技术,降低能源对外依存度,减少生态环境污染,缓解乙醇汽油粮食供应问题。可再生原料与化石资源共同加工,也为炼厂提供了更多的原料选择。

4)从原油中生产更多化学品,增加传统炼油工艺烯烃和芳烃在产品结构中的占比,与石化装置逐步整合多产石化原料,延伸炼油产业链向高价值的化学品,通过高端化学品提高炼厂利润率。

5)数字化成为提高炼厂生产力和竞争力的直接推动因素,未来炼油技术开发商将与IT企业深度合作,利用大数据分析、物联网、人工智能等数字优化方案,促进炼厂进行数字化和智能化转变。


作者简介:王铃(中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院)

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