上海石化輕烴資源綜合利用現(xiàn)狀及分析

施林(中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司，上海 200540)

0 引言

近年來(lái)，國(guó)際化工市場(chǎng)變化加劇，煉化一體化企業(yè)為適應(yīng)變化，實(shí)現(xiàn)“降本、提質(zhì)、增效”的目標(biāo)，充分優(yōu)化副產(chǎn)輕烴資源流向，調(diào)整煉化裝置產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以提升企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。上海石化具有1600 萬(wàn)噸/年原油綜合加工能力，重點(diǎn)關(guān)注和研究了合理配置煉油化工輕烴資源這一課題，充分發(fā)揮了煉化一體化優(yōu)勢(shì)。本文將對(duì)上海石化輕烴資源的綜合利用現(xiàn)狀及未來(lái)煉化企業(yè)輕烴資源的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析，為各類(lèi)煉化企業(yè)優(yōu)化運(yùn)用輕烴資源提供參考。

1 煉油化工輕烴資源及利用現(xiàn)狀

上海石化是中國(guó)最大的煉油化工一體化企業(yè)之一。各類(lèi)輕烴資源來(lái)源眾多、數(shù)量豐富，主要來(lái)源是煉油裝置、芳烴裝置、乙烯裝置等。

1.1 干氣

煉廠干氣主要來(lái)自原油蒸餾及二次加工裝置，如催化裂化、延遲焦化、加氫裂化、芳烴歧化等，主要干氣資源來(lái)源及性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 主要干氣來(lái)源及性質(zhì)

正常年份，未經(jīng)脫硫處理后的粗干氣資源總量約為70 余萬(wàn)噸，經(jīng)脫硫等工序處理后乙烯裝置利用10 余萬(wàn)噸用作裂解原料，剩余60 余萬(wàn)噸均作為燃料使用。已利用的粗干氣主要是經(jīng)脫硫、提濃的催化干氣，年產(chǎn)約4 萬(wàn)噸富乙烯氣進(jìn)入乙烯裝置分離單元進(jìn)行分離；芳烴飽和干氣約6 萬(wàn)噸則作為裂解爐氣相進(jìn)料。

其余作為燃料的約60 萬(wàn)噸粗干氣中，煉油和化工板塊分別約為40 萬(wàn)、20 萬(wàn)噸。煉油粗干氣經(jīng)過(guò)脫硫裝置后產(chǎn)出的干氣主要是延遲焦化、煉油二次加氫裝置所產(chǎn)；化工粗干氣主要包括變壓吸附尾氣、部分芳烴干氣等。

1.2 碳三碳四輕烴

煉廠液化氣主要來(lái)自常減壓輕烴回收及二次加工裝置，如催化氣分、延遲焦化、加氫裂化裝置等，主要碳三碳四輕烴資源來(lái)源及性質(zhì)見(jiàn)表2。

表2 主要碳三碳四輕烴來(lái)源及性質(zhì)

正常年份，碳三碳四輕烴資源總量約為70 余萬(wàn)噸，已利用的碳三碳四輕烴資源主要包括常減壓輕烴、催化氣分及高壓加氫裂化丙烷，部分高壓加氫裂化、延遲焦化液化氣等，共約30 萬(wàn)噸直接作為乙烯裂解原料。

其余的約40 萬(wàn)噸碳三碳四輕烴資源，除少部分作為裝置補(bǔ)充燃料外，均作為民用液化氣銷(xiāo)往市場(chǎng)。另有裂解碳四、催化碳四資源等，分別作為丁二烯、MTBE、烷基化等裝置原料，生產(chǎn)丁二烯、MTBE 和清潔油品組分烷基化油。

1.3 碳五碳六輕烴

煉廠碳五碳六輕烴主要分為煉油二次加工裝置產(chǎn)的輕石腦油及重整裝置產(chǎn)的戊烷及乙烯裂解碳五等，主要碳五碳六輕烴資源來(lái)源及性質(zhì)見(jiàn)表3。

正常年份，碳五碳六輕烴資源總量約為80 余萬(wàn)噸，由于鏈烷烴含量較高、裂解性能優(yōu)良，大部分碳五碳六輕烴資源均直接作為乙烯裂解輕石腦油原料，另有少部分加氫裂化輕石腦油及重整戊烷因異構(gòu)烷烴含量較高而作為汽油池調(diào)和組分。

其中約7 萬(wàn)噸裂解碳五資源雙烯烴含量較高，作為碳五分離和異戊烯裝置原料，生產(chǎn)異戊二烯、間戊二烯、異戊烯等化工產(chǎn)品，副產(chǎn)汽油池調(diào)和組分返回碳五。

表3 主要碳五碳六輕烴來(lái)源及性質(zhì)

2 輕烴資源利用現(xiàn)狀問(wèn)題分析

2.1 干氣

正常年份，每年約有50 萬(wàn)噸未經(jīng)脫硫處理的粗干氣資源未利用，根據(jù)粗干氣組份分析數(shù)據(jù)，測(cè)算最多含有乙烯0.4 萬(wàn)噸、乙烷14.0 萬(wàn)噸、丙烯0.3 萬(wàn)噸、丙烷8.6 萬(wàn)噸。由于干氣回收能力不足，全部直接作為裝置燃料、不能回收作為乙烯原料，造成潛在效益損失。

另外，上海石化煉廠擴(kuò)能改造后，加工原油平均硫含量由1.5%提高至2.3%，隨著汽柴油質(zhì)量升級(jí)的推進(jìn)，脫硫裝置的能力不足已經(jīng)逐步成為制約干氣資源利用的瓶頸，粗干氣脫硫主要利用延遲焦化、汽柴油加氫裝置的脫硫系統(tǒng)余量。

2.2 碳三碳四輕烴

上海石化碳三碳四輕烴資源豐富，但其中碳五組份含量較高，含量可達(dá)到5%～7%，主要是由于常減壓液化氣中夾帶C5 較多；且異丁烷含量不穩(wěn)定，部分時(shí)期含量較高，達(dá)到30%以上；受脫硫裝置瓶頸影響輕烴硫含量不穩(wěn)定，部分未經(jīng)脫硫的常減壓三頂氣硫含量最高可達(dá)400ppm，如直接進(jìn)入裂解爐將造成液化氣原料硫含量波動(dòng)大。

2.3 碳五碳六輕烴

從各種碳五碳六輕烴PONA 分析數(shù)據(jù)可以看出，各來(lái)源輕石腦油總鏈烷烴含量均近90%，其中正構(gòu)烷烴和異構(gòu)烷烴含量分別約40%和50%。主要有兩種餾份的異構(gòu)烷烴含量較高，一是加氫裂化輕石腦油，異構(gòu)烷烴含量高達(dá)近70%，正構(gòu)烷烴含量不足30%；二是重整戊烷油，異構(gòu)烷烴含量接近55%。這兩部分輕石腦油均有部分作為乙烯原料，占乙烯用輕石腦油總量的約20%，作為乙烯裝置裂解原料經(jīng)濟(jì)性較差。

3 國(guó)內(nèi)輕烴資源利用現(xiàn)狀及趨勢(shì)

目前世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展正處于深度調(diào)整期，能源結(jié)構(gòu)在朝著經(jīng)濟(jì)低碳的方向轉(zhuǎn)型，全球煉油行業(yè)也呈現(xiàn)出轉(zhuǎn)型加快、技術(shù)發(fā)展增強(qiáng)等新動(dòng)向。但鑒于輕烴資源自身特點(diǎn)以及與煉油、乙烯產(chǎn)業(yè)等的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性，輕烴利用的格局將保持一定的穩(wěn)定性，仍將以油品、化工基礎(chǔ)原料為基礎(chǔ)方向，而化工副產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)一步的精細(xì)化工業(yè)利用則將成為未來(lái)煉化企業(yè)發(fā)展的優(yōu)化方向。

豐富的煉廠干氣資源因富含碳二輕烴，將進(jìn)一步被回收利用或作為乙烯原料。除目前常見(jiàn)的提濃回收富碳二氣工藝外，稀乙烯法制乙苯-苯乙烯技術(shù)也將被一些煉油廠考慮運(yùn)用。上述催化干氣回收利用率目前可達(dá)到75%以上，隨著干氣回收利用工藝技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)干氣資源的利用率還將會(huì)逐步提高。

近年來(lái)油品質(zhì)量持續(xù)升級(jí)，碳四輕烴資源通過(guò)烷基化、烯烴疊合、芳構(gòu)化等技術(shù)轉(zhuǎn)化為清潔汽油組分是當(dāng)前及未來(lái)主要的利用方向之一。但目前部分工藝技術(shù)還不夠成熟，未來(lái)還需加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

對(duì)于碳五輕烴的利用，裂解碳五將使用分離技術(shù)生產(chǎn)精細(xì)化工產(chǎn)品；輕石腦油則按“宜烯則烯，宜油則油”的原則進(jìn)行正異構(gòu)分離，優(yōu)化乙烯原料和汽油池組分。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著煉化企業(yè)大型一體化的發(fā)展趨勢(shì)和化工工藝技術(shù)的發(fā)展，輕烴資源的合理利用已是各煉油廠進(jìn)一步提高競(jìng)爭(zhēng)力、降低綜合能耗共同面臨的課題。在油品升級(jí)和轉(zhuǎn)型發(fā)展的背景下，煉化輕烴資源利用率將保持快速上升勢(shì)頭，同質(zhì)化下游產(chǎn)品重復(fù)建設(shè)帶來(lái)的產(chǎn)能過(guò)剩壓力將促使煉化企業(yè)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，朝著生產(chǎn)高端化、差異化、精細(xì)化的化工產(chǎn)品的方向不斷發(fā)展。