我國煉油工業(yè)在21世紀前十年,業(yè)績輝煌,加工能力已位居世界第二,煉油技術走創(chuàng)新發(fā)展道路,成果累累。但展望未來,形勢十分嚴峻,石油產(chǎn)品消費量繼續(xù)增長,國內(nèi)原油短缺;原油趨向劣質(zhì)化,加工難度增大;產(chǎn)品更加清潔化和煉油企業(yè)環(huán)保壓力加大。國家高度重視節(jié)能減排,提出了從2015年到2030年減碳、減排和節(jié)能等總目標。面對綠色低碳時代,本文就煉油技術的中長期發(fā)展,提出了發(fā)展戰(zhàn)略重點,僅供參考。
1 快速發(fā)展中的中國煉油工業(yè)
跨入21世紀,中國煉油工業(yè)實現(xiàn)了迅猛發(fā)展,2010年,原油總加工能力超過5億噸/年,位居世界第二;當年實際加工原油4.23億噸,生產(chǎn)汽、煤、柴三大類成品油2.53億噸,取得巨大成就,對我國國民經(jīng)濟的發(fā)展起到重大支持作用。中國煉油工業(yè)已具有相當規(guī)模、較完整體系和較強綜合實力。中國石化和中國石油兩大集團公司在2011年度《財富》世界500強企業(yè)中的排名分別提升到第5位和第6位。現(xiàn)就新世紀中國煉油技術發(fā)展特點作一簡要歸納,以便有益于展望未來。
1.1 煉油廠規(guī)模開始走向大型化
進入21世紀,煉油工程技術加快發(fā)展,煉油企業(yè)規(guī)模和裝置大型化技術不斷創(chuàng)新,目前我國已建成20個千萬噸級煉油生產(chǎn)基地,其原油加工能力占全國總加工能力的50%左右。中國石化和中國石油兩大集團公司的煉廠平均規(guī)模已達到661萬噸/年。當前新建煉油裝置的規(guī)模,常減壓蒸餾達到1200萬噸/年,加氫裂化400萬噸/年,延遲焦化420萬噸/年,連續(xù)重整210萬噸/年,硫磺回收22萬噸/年,均屬世界當前同類最大規(guī)模之一。由于煉油企業(yè)實行規(guī)模化、大型化、集約化,提高了集中度,有條件貼近市場,貼近消費中心,產(chǎn)業(yè)布局逐步趨向合理,從而使長三角、珠三角和渤海灣地區(qū)形成了三大煉化企業(yè)群,石化產(chǎn)業(yè)聚集度進一步提高。
1.2 原油走深度加工道路
2010年,催化裂化、延遲焦化和加氫裂化等重油轉(zhuǎn)化裝置的總加工能力達到3.353億噸/年,占原油一次加工能力的56.8%。其中催化裂化1.707億噸/年、延遲焦化1.096億噸/年、加氫裂化0.55億噸/年,分別占原油總加工能力的28.9%、18.6%和9.3%。
催化裂化十年來受煉油企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整影響,發(fā)展趨緩,占原油總加工能力的比重從1998年的34.4%下降到2010年的28.9%。延遲焦化近年來發(fā)展最快,按催化裂化摻煉渣油口徑分析,延遲焦化加工渣油的能力超過催化裂化,成為我國第一位的渣油深加工裝置。由于中間餾分油和化工輕油需求增長,十年來加氫裂化發(fā)展加快,其比例從1998年的5.6%上升到2010年的9.3%。由于加工深度提高,2010年中國石化和中國石油兩大公司輕質(zhì)油收率均超過75%,為最大量生產(chǎn)液體運輸燃料和化工原料、提高原油資源利用率提供技術支持。
1.3 煉油企業(yè)向煉化一體化方向發(fā)展
我國石油化工的發(fā)展和采用化工原料油緊密聯(lián)系在一起,化工原料油包括石腦油、輕烴和加氫裂化尾油等,把煉油和化工結(jié)合在一起是煉化一體化發(fā)展的必然趨勢。進入新世紀,中國已形成多個煉化一體化的大型生產(chǎn)基地,高效地促進了煉油和石化工業(yè)的共同快速發(fā)展。加氫裂化是煉化一體化發(fā)展最重要的技術,也是我國煉油的主體技術。加氫裂化工藝的特點是可生產(chǎn)重石腦油,作為高辛烷值汽油組分或BTX芳烴原料;可最大量生產(chǎn)噴氣燃料和低硫柴油等中間餾分油;可生產(chǎn)BMCI值低的尾油,作為生產(chǎn)乙烯的裂解原料,一套輕油型加氫裂化可提供近80%收率的化工原料油。
1.4 成品油質(zhì)量向國際接軌
21世紀前十年,由于清潔燃料需求的增長,我國加氫精制出現(xiàn)突破性發(fā)展,成為提高成品油質(zhì)量的核心工藝,全國餾分油加氫精制(包括餾分油加氫處理)能力從2000年的0.478億噸/年增加到2009年的1.436億噸/年,不到十年,能力增長近1億噸/年。發(fā)展如此迅速,主要是成品油質(zhì)量的提高,都離不開加氫精制:
①清潔汽油生產(chǎn),采用如RSDS和OCT-M等技術,對催化裂化汽油進行選擇性加氫,可把汽油的硫含量降到符合國Ⅲ、國Ⅳ汽油標準;
②催化裂化輕循環(huán)油加氫,采用我國獨特開發(fā)的MCI和BICH加氫技術,可把催化裂化輕循環(huán)油經(jīng)脫硫、烯烴和芳烴飽和,以及部分芳烴開環(huán),十六烷值可提高十個單位以上;
③焦化柴油和直餾含硫柴油經(jīng)深度加氫精制,可達到國Ⅳ或超低硫柴油標準;
④加氫脫硫醇技術,可在很緩和的條件下脫除噴氣燃料的硫醇,取代較復雜的鈦菁鈷經(jīng)典脫硫醇方法;
⑤含硫蠟油加氫處理技術,用以改善催化裂化原料質(zhì)量,直接生產(chǎn)低硫催化裂化汽油,并降低催化裂化煙氣中SOx和NOx的排放,改善環(huán)境。加氫精制還普遍應用于催化重整原料預加氫、潤滑油精制和石蠟精制等方面。
1.5 API Ⅱ/Ⅲ類潤滑油基礎油加快發(fā)展
多年來,我國采用大慶等石蠟基原油,用常規(guī)方法生產(chǎn)高粘度指數(shù)的API Ⅰ類基礎油。
進入21世紀,高檔潤滑油品需求增長很快,特別是汽車產(chǎn)量和銷售量的快速增長,要求內(nèi)燃機油使用SJ-SL、CI-4等高檔次多級潤滑油,從而促進了加氫法生產(chǎn)API Ⅱ/Ⅲ類基礎油的發(fā)展,到2009年全國已擁有120萬噸/年加氫法生產(chǎn)API Ⅱ、Ⅲ類基礎油的能力。
1.6 加工劣質(zhì)原油的技術對策
進入21世紀,劣質(zhì)原油迅速增加。符合API度小于27、硫含量大于1.5%、TAN大于1.0mg KOH/g任何一項指標的原油,可稱為劣質(zhì)原油,因為該類原油由于硫、酸含量高,對設備產(chǎn)生嚴重腐蝕,重質(zhì)高硫渣油進行深度加工,技術難度大。為此,開發(fā)采用一整套技術對策。一是采用高速電脫鹽設備,高效破乳劑、緩蝕劑、中和劑等,控制蒸餾設備低溫部位的低溫腐蝕。二是提高材質(zhì),采用含鉻鉬不銹鋼材,控制高溫沒備的高溫腐蝕。三是選擇合適的重油深度加工途徑,主要走延遲焦化道路。十年來,我國延遲焦化能力實現(xiàn)快速增長,2010年焦化能力已超過1.096億噸/年,是我國第一位的重油深度加工裝置。延遲焦化發(fā)展如此迅速,其原因為:①對重油加工的適應性強,加工深度大,可滿足高硫、高重金屬渣油的加工。②掌握了延遲焦化大型化技術,單系列裝置能力超過160萬/年。③焦化裝置投資低,建設周期短,見效快。④成功開發(fā)了焦化/CFB組合工藝,解決了高硫焦的出路問題。
1.7 重油轉(zhuǎn)化技術的創(chuàng)新發(fā)展
我國RFCC一直是生產(chǎn)汽油和柴油的重油轉(zhuǎn)化裝置,進料中VR(AR均折成VR)的摻入量最高年份達到36%,近年保持在30%左右。我國自主開發(fā)的催化裂化MIP技術、FDFCC技術可有效降低FCC汽油的烯烴含量,同時可提高丙烯收率,促使煉油向石油化工延伸。我國成功開發(fā)的渣油加氫處理(包括VRDS和ARDS)和重油催化裂化(RFCC)組合工藝,為重油加工開辟了一條新的路線,可顯著提高輕質(zhì)油收率,提高原油的有效利用率。
1.8 節(jié)能減排成效顯著
全國煉油平均綜合能耗1988年降低到2900兆焦/噸之后,由于煉油廠復雜程度增加,1997年曾一度增加到3520兆焦/噸。近十年來我國煉油企業(yè)加強技術改造,積極調(diào)整結(jié)構(gòu),裝置實現(xiàn)規(guī)模化大型化,提高企業(yè)集中度,節(jié)能效果明顯。同時不斷創(chuàng)新技術,如加熱爐強化傳熱技術、變頻調(diào)節(jié)技術、在線清焦技術等,從而到2009年中國石化和中國石油兩大公司的煉油綜合能耗分別降到2564兆焦/噸和2826.5兆焦/噸。 在污染防治方面,各煉油企業(yè)污水經(jīng)處理,普遍可達到外排標準。已有不少企業(yè)對外排合格污水再進行殺菌、過濾等適度處理,可達到污水回用要求,進入循環(huán)水系統(tǒng),污水回用對煉油廠節(jié)水減排取得明顯效果。原油加?廠中產(chǎn)生的H2S通過硫磺回收,降低SOx對大氣的外排。
1.9 連續(xù)重整(OCR)成為煉化一體化的重要技術 CCR在煉油和石化中占有越來越重要的地位,重整汽油既是高辛烷值組分,又是BTX芳烴的主要原料,用以生產(chǎn)PX、PTA、聚酯纖維和塑料制品;副產(chǎn)氫氣是煉油廠氫氣的主要來源。因此,進入21世紀,連續(xù)重整步入快速發(fā)展階段,到2008年我國已擁有29套連續(xù)重整裝置,總加工能力達到2250萬噸/年。為滿足我國連續(xù)重整不斷發(fā)展的需求,我國自主開發(fā)的年產(chǎn)百萬噸級連續(xù)重整裝置已建成投產(chǎn)。
1.10 新催化劑更新?lián)Q代加快 由于重視新催化劑的研究開發(fā),加快了催化劑的更新?lián)Q代,對促進煉油技術的發(fā)展起到關鍵作用。 為適應我國RFCC的發(fā)展,裂化催化劑的活性組分,從無定型硅鋁向Y分子篩發(fā)展,基質(zhì)的中孔分布得到改善。據(jù)此我國開發(fā)出了EEY、USY、REUSY、REHY等系列RFCC催化劑,都具有良好的重油裂解性能、抗金屬污染性能、焦炭選擇性和水熱穩(wěn)定性等特點。 加氫催化劑向高活性、低反應溫度、高空速、低氫耗和長壽命方向發(fā)展的思路指導了20世紀多代催化劑的開發(fā)。進入21世紀,由于提高了對加氫催化劑的認知程度,促進更多催化劑Ⅱ類活性相的生成,對提高脫硫相對活性,出現(xiàn)了重大突破。開發(fā)出脫硫相對活性比老一代催化劑高出1.5-2.5倍的超深度加氫脫硫催化劑,可以把高含硫柴油經(jīng)加氫,直接生產(chǎn)國Ⅳ或超低硫柴油。 加氫裂化催化劑早期以無定型硅鋁為酸性組分,發(fā)展到用分子篩為酸性組分,加快了裂化催化劑的更新?lián)Q代。 CCR的發(fā)展趨勢是降低反應壓力,提高苛刻度,反應壓力從1.0MPa降到0.35MPa,實現(xiàn)超低壓反應,低氫油比,高空速,致使催化劑積炭速率加快,再生周期縮短。為適應CCR的發(fā)展需求,中國石化石油化工科學研究院(RIPP)開發(fā)出一種具有特殊孔結(jié)構(gòu)的球形氧化鋁載體,使催化劑的水熱穩(wěn)定性明顯提高,從而研制成PS-Ⅳ和PS-V(低鉑)高活性、高水熱穩(wěn)定性的CCR催化劑,接著又開發(fā)出高選擇性和低積碳速率PS-Ⅵ和PS-VIICCR催化劑。目前國內(nèi)多數(shù)CCR裝置使用PS系列催化劑。
2 嚴峻的形勢
一是進入21世紀,中國的石油消費量年均以7.4%的速度增長[1],而國內(nèi)原油產(chǎn)量增長緩慢,為滿足石油消費量的增長,進口原油激增,2010年我國石油對外依存度達到56%,工信部發(fā)布2011年前5個月我國石油對外依存度達到了55.2%,超過了美國,存在很大安全隱患。
二是原油更趨向劣質(zhì)化,國內(nèi)低硫原油在遞減,而產(chǎn)量較大的勝利原油屬高硫、高酸原油,遼河原油為高酸原油,塔河原油為重金屬含量高的高硫原油。進口原油中,含硫高硫原油比例很大,約占進口量的40%,如進口量排名第一的沙特原油,沙輕、沙中、沙重原油的硫含量分別為2.3%、2.8%、2.84%,屬高硫原油,排名第三的伊朗原油,伊輕、伊重原油的硫含量分別為1.43%、1.80%,也屬較高硫含量原油。安哥拉奎托原油、印尼的杜里原油和乍得的多巴原油,屬高酸原油。此外,原油API度偏低,原油偏重。加工劣質(zhì)原油,增加了煉油加工的技術難度。
三是為保護環(huán)境,煉油企業(yè)控制有害物的排放,更加嚴格,特別是大氣有害物的排放,環(huán)保部門對SO2、NOx、顆粒物等的排放,提出了嚴格的指標。而北京等地區(qū)則提出了更為嚴格的地區(qū)指標,差距很大。 四是我國汽車產(chǎn)銷居世界第一位,2011年6月末,我國機動車保有量達到2.17億輛,其中汽車9846萬輛,私家車達到7000萬輛,要求車用燃料更加清潔化。我國2010年采用國Ⅲ標準車用燃料,而發(fā)達國家已實施歐Ⅳ、歐Ⅴ標準清潔車用燃料,我國實施超低硫燃料,還需加強清潔燃料的創(chuàng)新開發(fā)。 3 中國煉油技術中長期發(fā)展戰(zhàn)略探討 3.1 中國煉油技術中長期發(fā)展戰(zhàn)略的重點
我國2010年石油消費量為4.55億噸,隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)增長,到2020年石油消費量將比2010年增長32%-36%,即6.0-6.2億噸,如不加有效控制,可能達到6.5億噸[1]。我國石油對外依存度將超過65%,到2030年將更高。從世界石油發(fā)展趨勢看,2030年前,石油仍將是世界主要能源來源,特別是石油液體運輸燃料的主要來源。CERA(美國劍橋能源研究協(xié)會)預測2020年世界石油消費量為46.4億噸,供應量為45.4億噸。IEA(國際能源機構(gòu))預測2030年世界石油消費量為51.1億噸,供應量為51.1億噸,基本持平。我國煤制油技術雖取得了突破,但煤烴轉(zhuǎn)化系數(shù)較高,煤直接液化為5:1,間接液化為5.3:1,預計2020年煤制油替代量約為1000萬噸[1]。生物質(zhì)燃料,替代量也不大,中長期還只能作為石油的補充能源。據(jù)此,天然原油加工技術的創(chuàng)新發(fā)展,將繼續(xù)成為中國煉油工業(yè)中長期發(fā)展戰(zhàn)略的重點。
在21世紀前十年煉油技術取得豐碩成果的基礎上,結(jié)合中國煉油工業(yè)實際,對中國煉油技術中長期發(fā)展戰(zhàn)略的重點,提出如下探討意見:
①進一步發(fā)展裝置大型化技術,建設產(chǎn)業(yè)聚集度更高的大型煉油生產(chǎn)基地,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局。
②進一步發(fā)展煉油化工一體化技術,形成多個大型煉化基地,大力促進煉油和石化工業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
③堅持走原油深度加工道路,提高輕質(zhì)油收率,最大量生產(chǎn)液體運輸燃料和化工原料,提高原油資源利用率,實現(xiàn)原油的最有效利用,減少進口原油的依存度。
④進一步優(yōu)化原油加工流程,提高對原油加工的適應性,加上更多劣質(zhì)原油。
⑤進一步調(diào)整結(jié)構(gòu),提升產(chǎn)品質(zhì)量,發(fā)展高檔油品,提高國際競爭力。
⑥進一步發(fā)展節(jié)能減排技術,控制排放污染,保護環(huán)境和節(jié)約能源消耗。
⑦提高信息技術的應用水平,促進煉油工業(yè)生產(chǎn)更加現(xiàn)代化。
⑧掌握有關石油替代燃料技術,為后石油時代的到來做好準備。
3.2 有關戰(zhàn)略重點的幾個具體問題的探討
3.2.1 選擇合適的渣油加工路線
20世紀,我國基本采用國產(chǎn)的低硫石蠟基原油,渣油可直接作為RFCC原料,促進了我國RFCC的發(fā)展。進入21世紀,國產(chǎn)和進口原油趨向劣質(zhì)化,為提高輕質(zhì)油收率,選擇延遲焦化成為深度加工的主體。但渣油經(jīng)延遲焦化,生產(chǎn)25%-30%固體石油焦,2009年全國生產(chǎn)了1425萬噸石油焦,大部分作為燃料燒掉,在我國走向煤炭液化替代石油時代,任何劣質(zhì)重油轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)輕油肯定要比煤炭液化無論在技術上還是投入上要容易若干倍。我國已開發(fā)成功渣油加氫處理(RDS)技術,通過RDS/RFCC組合工藝,可把渣油全部轉(zhuǎn)化為液體運輸燃料,其輕油+LPG比焦化高出20個百分點,是一條最大量生產(chǎn)液體運輸燃料的重油深度加工道路。到2020年按新增加原油加工量2.0億噸/年計,選擇走RDS/RFCC的加工路線,則液體運輸燃料的增長潛力約為1300萬噸/年,如考慮將現(xiàn)有焦化改造一部分,增產(chǎn)的潛力更大。
發(fā)展RDS技術首先立足于固定床技術,完善上流式、催化劑在線置換、反應器切換等提高脫金屬效率的技術,研發(fā)脫金屬高效催化劑。同時開發(fā)漿態(tài)床、沸騰床、懸浮床等渣油加氫處理新工藝。
3.2.2 LPG轉(zhuǎn)化為高辛烷值汽油組分
進入21世紀,F(xiàn)CC發(fā)展趨緩,但FCC仍將是生產(chǎn)汽油、柴油的主力,其能力居重油轉(zhuǎn)化裝置之首位,今后將持續(xù)發(fā)展。FCC生產(chǎn)大量含烯烴的LPG,平均收率約17%,大量LPG作為燃料燒掉,預測到2020年,我國FCC總進料量將達到1.5億噸左右,LPG的產(chǎn)量將達到2550萬噸,加上加氫裂化還生產(chǎn)含大量異丁烷的LPG。LPG可通過一整套烷基化、醚化、骨架異構(gòu)化、疊合、加氫等新技術,最大量轉(zhuǎn)化為MTBE、TAME、異辛烷和烷基化油等高辛烷值汽油組分,是提高石油資源利用率的重要技術措施。美國烷基化生產(chǎn)能力占FCC總能力的17%,每套FCC裝置都配有烷基化裝置,碳三、碳四和碳五烯烴都可以作烷基化的原料,碳四烯烴烷基化油,RON94-97。預測2020年把LPG盡量轉(zhuǎn)化為烷基化油、MTBE和TAME其生產(chǎn)潛力有1500萬噸/年左右。我國天然氣正處于發(fā)展階段,可替代LPG作為民用清潔燃料。建議抓緊LPG轉(zhuǎn)化高辛烷值汽油組分新技術開發(fā)。
3.2.3 加氫是煉油重點發(fā)展的技術領域
中國加氫工藝近幾年發(fā)展迅速,能力超過2.0億噸/年,今后仍將是煉油技術發(fā)展的重點技術領域,其重要性涉及到:
①提高含硫、重質(zhì)原油加工的適應性;
②提高成品油質(zhì)量,實現(xiàn)超低硫清潔油品生產(chǎn);
③調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu);
④提高重質(zhì)油轉(zhuǎn)化深度,提高輕質(zhì)油收率;
⑤油化一體化的橋梁技術。
技術發(fā)展的重點為:
①FCC汽油選擇性加氫新工:藝,清潔汽油達到超低硫水平。
②LCO、LCGO、含硫AGO深度加氫新工藝,清潔柴油達到超低硫水平。
③含硫VGO預加氫處理技術,實現(xiàn)催化裂化汽油直接達
到國Ⅳ、國V標準,同時可降低焦炭產(chǎn)率,降低能耗,降低有害物對大氣的排放,改善環(huán)境。
④進一步發(fā)揮加氫裂化的技術特點,可靈活最大量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)航煤、超低硫柴油或最大量生產(chǎn)重石腦油,與CCR裝置結(jié)合,可生產(chǎn)高辛烷值汽油或生產(chǎn)BTX芳烴,尾油作為化工原料,實現(xiàn)加氫裂化起到油化一體化的橋梁作用。
⑤開發(fā)加氫新催化劑,在相對脫硫活性等方面,取得新的突破。
⑥優(yōu)化制氫供氫。現(xiàn)代化大型煉油廠,氫耗占原油加工量的1.0%-1.2%,可通過提高催化重整:苛刻度來提高氫氣產(chǎn)率,采用干氣、外供天然氣等原料制氫,利用化工氫源,以及有條件的利用煤制氫,以大力壓縮輕油制氫,提高輕質(zhì)產(chǎn)品收率。
3.2.4 發(fā)展高檔潤滑油
煉油工業(yè)可生產(chǎn)上千種石油產(chǎn)品,其中80%以上是潤滑油產(chǎn)品,潤滑油的品牌和市場是衡量一個石油公司產(chǎn)品競爭力的重要標志。2009年我國約消費潤滑油600萬噸,外國公司在銷售潤滑油高檔油品中,占有很大比例,中國煉油企業(yè)無論在提高市場份額還是在增加高檔油品方面都有很大的發(fā)展空間。據(jù)此,提出如下發(fā)展建議。
1)加快API Ⅱ、Ⅲ類加氫基礎油的發(fā)展,特別是加快調(diào)合多級內(nèi)燃機油需求量最大的150SN和150/120BS光亮油的發(fā)展。建議國內(nèi)開發(fā)建設新的API Ⅱ類光亮油的生產(chǎn)裝置,以應急需。
2)加快高檔CF節(jié)能內(nèi)燃機油的開發(fā),完善Ⅵ A、Ⅵ B節(jié)能臺架,提高機油有效節(jié)能指標(FEI)。 3)加快發(fā)展超燃油經(jīng)濟性車用潤滑油。近年多級內(nèi)燃機油趨向低粘度化,從20W/40、15W/40發(fā)展到10W/30、5W/30、5W/20,甚550W/20,以節(jié)約燃料,實現(xiàn)超燃油經(jīng)濟性運行。
4)發(fā)展API Ⅳ類基礎油,即聚。烯烴。調(diào)制5W、OW低溫性能好的多級油,均需要聚。烯烴基礎油,建議國內(nèi)開發(fā)建設一套以乙烯齊聚為基礎的聚。烯烴生產(chǎn)裝置。 5)配套發(fā)展高檔潤滑油用添加劑、評定臺架、配方研究等。 3.2.5 挖掘節(jié)能潛力
我國煉油綜合能耗近年雖有降低,但節(jié)能潛力還很大。除繼續(xù)優(yōu)化蒸汽系統(tǒng),采用高效節(jié)能新設備,優(yōu)化換熱網(wǎng)絡,強化裝置之間的熱聯(lián)合等行之有效的節(jié)能措施外,要重視挖掘裝置的工藝能耗潛力。例如,催化裂化是工藝能耗最大的煉油裝置,當前催化裂化平均能耗如中國石化為53.75kz EO/t,與國際先進裝置比,還有較大差距,如在此基礎上,采取有效節(jié)能技術,全國超過1億噸加工量的催化裂化,把平均能耗降低10個單位,全國煉油綜合能耗就可降低2.6kg EO/t,數(shù)字很驚人。歸納一下主要的節(jié)能技術,包括以下幾個方面。
1)裝置進行大型化改造。我國煉油廠FCC裝置規(guī)模小,套數(shù)多,幾乎每個煉油廠都擁有兩套FCC小裝置,還有多個千萬噸級的大型煉油廠,擁有三套FCC裝置,其總能力不超過300-400萬噸/年。而國外建設的FCC裝置都超過400萬噸/年,能耗低。為此,在煉油企業(yè)擴大規(guī)模,實現(xiàn)大型化同時,要重視裝置大型化的改造,大力節(jié)約能源。
2)開發(fā)焦炭選擇性好的催化劑,降低FCC焦炭產(chǎn)率。
3)含硫VGO和重金屬含量低的渣油實行加氫預處理,改善進料質(zhì)量,降低焦炭產(chǎn)率,提高液體產(chǎn)品收率和質(zhì)量,同時降低有害物對大氣的排放污染。
4)充分回收再生煙氣中的顯能、勢能和化學能,控制煙氣繞開回收系統(tǒng)而放空。 5)充分回收裝置的余熱。 6)選用高效節(jié)能設備。
3.2.6 發(fā)展MTO開辟烯烴新原料路線
我國乙烯生產(chǎn)走石油原料路線,UOP/Hydro公司首先開發(fā)了SAPO-34型催化劑,將甲醇轉(zhuǎn)化為乙烯、丙烯等輕烯烴。輕烯烴收率為甲醇的37%,醇烴轉(zhuǎn)化系數(shù)為2.7:1,烯烴的比例為乙烯:丙烯:丁烯=54:35:11。我國中科院大連化物所與中國石化洛陽工程公司合作,已掌握MTO的關鍵技術,取得了DMTO工業(yè)化試驗成果,醇烴轉(zhuǎn)化系數(shù)與UOP技術接近,在國內(nèi)具有建設規(guī)模化卜業(yè)裝置的條件,用以開辟新的乙烯原料路線,節(jié)約石油原料。設想2030年MTO烯烴總產(chǎn)能達到500萬噸/年,按醇烴轉(zhuǎn)化系數(shù)以3:1計,需甲醇1500萬噸/年,煤制甲醇的綜合能耗為1.54噸標煤/噸,總計耗標煤2310萬噸,可替代1100萬噸石油原料。
3.2.7 掌握生物質(zhì)燃料生產(chǎn)技術
生物質(zhì)燃料作為石油替代能源,有一定發(fā)展遠景,而且可以大量減排溫室氣體,有利環(huán)境保護。 1)發(fā)展生物質(zhì)燃料乙醇,堅持走非糧路線,首先要評估規(guī)劃和選擇種植非糧作物,如甜高粱、木薯、甘薯以及合適土地,實現(xiàn)規(guī)模種植,提供生產(chǎn)非糧生物質(zhì)燃料乙醇的原料;第二是要突破第二代生物質(zhì)燃料乙醇的關鍵技術,用纖維素為原料生產(chǎn)生物質(zhì)燃料乙醇。初步估算,到2030年,落實非糧作物原料生產(chǎn),非糧燃料乙醇的生產(chǎn)潛力可達1500萬噸/年。突破第二代生物質(zhì)燃料乙醇技術,用1億噸秸稈,約占全國秸稈總量7億噸的14%,可轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)燃料乙醇1500萬/噸。
2)培育麻瘋樹、油桐、黃連木等木本作物的農(nóng)業(yè)林,2030年有可能實現(xiàn)500萬噸/年生物柴油的產(chǎn)能。 3)非糧生物質(zhì)燃料在種植土地、原料選擇、收集、運輸?shù)郊庸ぃ泻芏嗬щy因素,難以實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。建議我國煉油企業(yè)近期以掌握技術為主,將生物質(zhì)燃料調(diào)合到石油成品油中應用為主。 3.2.8 提高信息技術應用水平
我國煉油企業(yè)信息技術發(fā)展很快,在過程控制方面,已普遍從常規(guī)儀表過渡到集散型系統(tǒng)(DCS),有的向新一代開放性系統(tǒng)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)發(fā)展。今后在信息化管理方面,主要是普及煉油企業(yè)信息化建設和進一步提高應用水平,普遍應用ERP系統(tǒng)、全面預算管理系統(tǒng)、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、先進控制系統(tǒng)(APC)、實驗室信息管理系統(tǒng)(LIMS)、生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)(ORION)、計量管理信息系統(tǒng)等,加快煉油企業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化。