加氢裂化过程生产优质特种产品技术

加氢裂化过程生产优质特种产品技术

田付勇 吴敬怡

中国石油四川石化有限责任公司 四川 成都 611900

摘要：自新中国成立以来，经过七十余年的不懈努力，我国已经基本完成社会主义现代化建设，工业规模世界第一。大量中低端制造业产业链集中于我国，保证了我国经济的持续发展，但同时也带来了严重的环境污染问题。我国每年石化产品产量和用量稳居世界前列，其质量与安全性关系着经济发展与环境保护的方方面面。进入二十一世纪，随着制造业的不断升级，我国对特种石化产品的需求越来越大，加氢裂化作为原油加工的关键技术，适用于不同品质原料油的深度加工，可广泛应用于高品质燃料油与特种石化产品的加工生产，对保障我国未来中高端产业的全面发展具有重要意义。

关键词：加氢裂化；生产过程；特种产品

1.加氢裂化工艺赋能传统石化产业

特种石化产品一般具有不同于一般石化产品的特殊功能，广泛应于精密机械、航天、食品制造、医疗、电工电子等各行各业，是中高端产业发展必不可少的基本原料。我国石油工业起步较晚，技术水平落后，生产的石化产品质量较低，特种石化产品除少部分来自国有燃料加工企业外，基本都需要从发达国家进口，极大限制了我国特种石化产业的发展。为了保障我国未来发展中高端产业的稳定原料供应，石化企业需要持续更新落后的技术和产能，满足我国基本的能源需求的同时，提供更高质量的特种石化产品。

特种化工产品的研发与生产对原料要求极高，国产特种油产品质量普遍低于欧美同类产品，一方面因为生产技术和设备相对落后，另一方面是因为各自原油来源不同，我国石化产业的原料主要是产自中东海湾国家的高硫重质原油，杂质多且加工难度大。加氢裂化技术，作为原油深度加工的重要技术之一，对原料适应性极强，可用于加工重质原油、脱沥青油、渣油、焦化蜡油、页岩油、煤焦油等多种原料，原料利用率高，在将重油轻质化的同时生产高纯度的燃料和化工原料，没有大量焦炭生成，目前已广泛应用于我国石化产业。

2.中国特种油行业的现状

特种油通常用于普通矿物油无法发挥作用的特殊场合，其中包括原子能、宇航、电子等新兴领域，工作环境严苛，要求耐辐射、耐高低温、耐高低压等。2014-2018年我国特种油品行业销售收入和利润总额呈增长趋势。根据国家统计局统计，2018年我国特种油品行业实现销售收入1821.85亿元，同比增长13.2%;实现利润总额130.09万元，同比增长3.3%。2010年以来我国白油总产量呈增长趋势，截止2018年11月，全国白油总产量达到167.8万吨，2019年前三季度，国内炼厂白油总产量为128.36万吨，同比增加8.62%，产量增长的主要原因是新增产能陆续投产。白油的主要市场包括亚太地区(中国、印度、韩国和台湾)、美国以及欧洲的德国、法国、英国、意大利、土耳其和伊比利亚。北美和欧洲的白油市场有许多相似之处。例如，塑料和聚合物应用领域在地区市场占主导地位。这些地区白油最大的终端客户来自于聚苯乙烯生产，同时热塑性弹性体、低密度聚乙烯和聚氯乙烯也是重要的应用领域。根据隆众石化网统预测，随着下游产业需求的稳步增长，中国白油消费量将从2017年的120.83万吨增长至2022年的160.35万吨。

3.加氢裂化生产溶剂油

几乎所有的工业生产活动都必须使用溶剂油。传统生产工艺生产的普通溶剂油的质量较低，且含有强致癌物稠环芳烃，对人体健康有潜在危害，不适用于高端产品生产。为满足我国不断增长的高质量溶剂需求，大型企业不断加大技术研发投入，在原油加氢裂化生产工艺的基础上，进一步开发低芳烃特种溶剂油溶剂生产技术，通过高温高压的催化转化反应，调整分子构成，将稠环芳烃转化为轻质芳烃与链烃，有效去除氮硫杂质，极大提高了产品质量。

4.加氢裂化生产工业白油

工业白油以原油加氢裂化处理后得到的基础油为原料，经深度化学处理精制而成的特种石化产品，具有良好的化学稳定性与光、热安定性，用途广泛。我国将白油分为食品级、化妆品级和工业级三级。我国传统工艺生产白油成本高，产品质量差且环境污染大。加氢裂化工艺可依据原料质量的调整生产工艺，高质量轻质原油，如加氢裂化尾油，采用一段加氢工艺即可得到工业以白油；质量一般原料如精制脱蜡油一般通过二段加氢处理即可得到化妆品级白油；质量更差的原料如减压馏分油，经过三段或三段以上的加氢工艺处理同样可以得到工业级甚至食品级白油。

5.加氢裂化生产润滑油基础油

润滑油基础油可分为合成基础油、生物基础油和矿物基础油三类，其中矿物基础油用量最大，用途最广，一般通过原油精炼获得，成分主要是大分子量高沸点的烃类与非烃类的混合物，1995年，国家修改了润滑油基础油的相关标准，增加了深度精制与低凝两类专用标准。传统基础油生产工艺对原料质量有严苛要求，以重油为原料生产成本较高。随着加氢裂化技术的逐渐成熟，润滑油基础油的生产突破了原料质量的限制，以未转化油或劣质原油为原料生产出质量接近合成及基础油的矿物基础油，成本优势明显。

我国未来加氢工艺的发展方向

6.1重视新型催化剂与先进生产设备的研发

催化剂对加氢裂化生产工艺的能耗水平和生产效率至关重要，直接影响石化企业的经济效益。我国对加氢裂化工艺催化剂的研究起步较早，经过数十年的摸索生产出了尾油型、原料型、最大量中间馏分油型等多种应用方向的高性能催化剂，发展并完善了配套生产设备，培养了一批优秀人才。抚顺石化研究中心开发的FC-24型催化剂，具有国际领先水平，采用一次通过工艺，可大批量生产优质石脑油，与此前国内生产石脑油的最新催化剂相比，在使用相同原油材料的条件下，成品率提高接近3%，且氢耗量明显降低。

加氢裂化工艺产生以来，已逐渐发展成为多体系的工程化技术，整个技术理论上还有完善和升级的空间，加氢裂化工艺设备要朝着更低的工作压力、更少的氢气损耗和更高的成品转化率的方向持续优化。通过开发先进催化剂载体和配套生产设备，系统层面优化生产工艺，必将极大提高我石化产业整体技术水平。

6.2替换落后产能，加强基础原料研究

我国目前石化产业还存在很多问题，产业结构相对落后，催化裂化工艺的产能过剩，很多企业因为单段加氢裂工艺由于生产成本较低，对中高压加氢裂化工艺的应用不积极。未来石化企业需要大力推广加氢裂化技术，消减落后产能，投入更多资金研发更高质量的特种石化产品，深度调整产业结构来配合整个制造业体系的全面升级。控制催化裂化工艺产能发展，不再批准应用此类高污染此类高污染生产工艺的大型石化企业扩张产能，帮助中小型石化生产单位替换落后生产工艺，大力推广中高压加氢裂化技术。

要加强基础原料的研究工作，不同性质原料应用加氢裂化技术适用于生产不同产品，如以未转化油或石脑油生产乙烯时，石蜡为首选原料；通过深入研究何种产品适用于何种原料，分析整个生产流程，制订企业生产规范与安全操作流程，保障企业安全生产。

6.3生产装置大型化、检测手段只能化

在工艺成熟的条件下寻求生产装置大型化，降低单位产品能耗，降低生产成本，发挥规模经济优势。应用智能监测系统把握复杂生产工艺，精确控制各种工艺参数，保障产品质量。

结论

我国对高品质石化产品的巨大需求，极大推动了石化产业加氢裂化技术的研发和推广，其对原料品质良好的适应能力的极大丰富我国石化工业的原料来源，显著提高了燃料油与特种石化产品的质量。长期以来我国特种石化产品市场被外国企业主导，国外先进的生产技术与高品质的轻质油原料为外国产品在中国市场带来强大竞争优势，中国石化企业无法从市场上获取足够利润推动自身技术升级与产品研发，始终难以获得长足发展。加氢裂化技术的推广极大提高了我国石化产业的整体竞争力，为国产高端石化产品的研发提供资金支持与原料供给，未来必将保障中国工业体系的平稳升级。

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