摘要：從煉油廠輕烴資源的來源和組成特點出發(fā)，總結(jié)了不同類型輕烴資源的加工途徑，重點分析了國內(nèi)典型燃料型煉油廠和一體化型煉油廠的輕烴資源綜合利用現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)煉油廠的轉(zhuǎn)型發(fā)展趨勢和油品質(zhì)量升級要求，進一步分析了煉油廠輕烴資源的綜合利用發(fā)展趨勢。

　　隨著煉油廠大型化、一體化、基地化的發(fā)展趨勢和加工技術(shù)的發(fā)展，輕烴將不再是煉油廠副產(chǎn)廉價產(chǎn)品，而逐漸成為可利用的高價值低碳資源。與典型燃料型煉油廠相比，一體化型煉油廠的輕烴資源綜合利用水平更高，資源集約化利用程度更強。不論是燃油型還是一體化型煉油廠，在油品升級和轉(zhuǎn)型過程中，輕烴資源在轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)油品組分的同時，輕烴資源利用將更加分子化和多元化，輕烴技術(shù)也將朝著綠色化和集成化方向發(fā)展。

　　關(guān)鍵詞：煉油廠,輕烴,綜合利用一體化

　　近年來，為適應國內(nèi)市場需求的新變化，煉油廠部分柴油和石腦油資源繼續(xù)深度轉(zhuǎn)化和化工利用，以滿足乙烯、芳烴的生產(chǎn)需要，同時調(diào)整煉油廠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提升油品質(zhì)量。在重油、蠟油、柴油及石腦油資源的轉(zhuǎn)化利用的過程中，煉油廠也副產(chǎn)了大量的輕烴資源。對于典型千萬噸級燃油型煉油廠而言，全廠每年的氣體輕烴(C4及以下)產(chǎn)量可達到百萬噸，占原油加工量的10%左右。

　　對于煉化一體化企業(yè)或化工型煉油廠，由于原油資源轉(zhuǎn)化深度進一步提高，全廠的輕烴產(chǎn)量和比例將會大幅度增加。為了實現(xiàn)企業(yè)“降本、提質(zhì)、增效”的目標，如何高效利用這部分輕烴資源已成為煉化行業(yè)關(guān)注和研究的重點。基于此，下文將詳細分析國內(nèi)煉油廠輕烴資源的加工現(xiàn)狀，分析未來煉油廠輕烴資源的加工方向和技術(shù)發(fā)展趨勢，以期為國內(nèi)煉油廠的轉(zhuǎn)型發(fā)展和清潔化生產(chǎn)提供參考和指導。

　　1煉油廠輕烴資源

　　1.1輕烴來源

　　煉油廠輕烴主要來自于常減壓蒸餾、催化裂化、延遲焦化、加氫處理、加氫裂化和催化重整等裝置。據(jù)統(tǒng)計，2017年中石化30余家煉制企業(yè)的輕烴(C4及以下)產(chǎn)量達到26Mt/a以上，約占原油加工總量11%，其中主要裝置的輕烴產(chǎn)量見表1。催化裂化裝置不僅是煉油廠生產(chǎn)油品的核心裝置，也是煉油廠輕烴的主要來源。為了實現(xiàn)催化裂化干氣(催化干氣)和催化裂化液化石油氣的加工利用，相關(guān)的輕烴分離技術(shù)及轉(zhuǎn)化技術(shù)相繼開發(fā)和應用[1��4]。

　　煉油廠輕烴的第二主要來源也是重油和蠟油加工裝置，如延遲焦化、加氫裂化和加氫處理等。但隨著煉油廠的清潔化生產(chǎn)和轉(zhuǎn)型發(fā)展需求，未來延遲焦化裝置的加工量將會逐步下降，而加氫類裝置的加工量將逐步提升，煉油廠氣體輕烴中的飽和輕烴比例可達到40%～50%。此外，催化重整裝置也是煉油廠副產(chǎn)輕烴的主要裝置，氣體輕烴產(chǎn)量占全廠輕烴總量的9%～10%。對于以生產(chǎn)芳烴為主的煉油廠，重整芳烴聯(lián)合裝置副產(chǎn)的輕烴產(chǎn)量可達到全廠輕烴產(chǎn)量的30%～40%。

　　隨著芳烴市場需求和煉油廠氫氣需求量的增加，煉油廠重整輕烴和芳烴歧化/異構(gòu)化氣體的產(chǎn)量也將會繼續(xù)增加。雖然常減壓蒸餾裝置加工規(guī)模龐大，但由于蒸餾過程主要是物理過程，除在加熱過程中發(fā)生極少量的熱裂解反應產(chǎn)生少量輕烴外，其余均為被加工原油自身所含輕烴。常減壓裝置的輕烴收率較低(小于1%)，并且與所加工原油性質(zhì)密切相關(guān)。

　　1.2輕烴組成

　　催化裂化裝置的氣體輕烴組成與工藝技術(shù)密切有關(guān)[6]。可以看出，催化裂化干氣中C2資源豐富，乙烯和乙烷體積分數(shù)高達60%，尤其是DCC干氣中的乙烯體積分數(shù)高達40%，因此在煉化企業(yè)中常常回收得以利用。對比幾種工藝的液化石油氣組成，可以發(fā)現(xiàn)DCC液化石油氣中丙烯和異丁烯含量最高，而MIP和MIP�睠GP工藝的異丁烷含量較高，這主要歸因于這幾種工藝氫轉(zhuǎn)移反應的差異。

　　液化石油氣收率較高，輕烴類型多，其綜合利用一直是企業(yè)關(guān)注的重點。對于延遲焦化和加氫裂化裝置，工藝類型對氣體輕烴的組成影響不大。延遲焦化裝置所產(chǎn)干氣中甲烷和乙烷含量較高，液化石油氣中丙烷和丁烷含量遠高于同碳數(shù)的烯烴含量，并且正丁烷含量也遠高于異丁烷含量，這與催化裂化裝置的氣體輕烴組成差異較大。與延遲焦化相比，加氫裂化裝置的氣體輕烴為飽和輕烴，液化石油氣中異丁烷含量略高于正丁烷。由于這兩類裝置的氣體輕烴組成不同，在煉油廠的用途也有較大的差別。

　　2煉油廠輕烴資源的利用途徑

　　2.1干氣資源的利用

　　煉油廠干氣資源包含飽和干氣和不飽和干氣，干氣收率為原油加工總量3%～5%，其中常減壓塔頂氣和加氫處理裝置的飽和氣體收率較低，一般常作為裝置的燃料自用。但隨著加工量的增加和加氫原料比例的提升，這部分氣體資源產(chǎn)量也大幅增加。

　　因此，大型煉油廠和新建煉油廠一般都配套設(shè)置了輕烴回收裝置，回收部分高價值的飽和輕烴資源，剩余干氣再作為裝置燃料或制氫原料，從而實現(xiàn)資源的高效利用，同時保證企業(yè)的安全生產(chǎn)。對于煉油廠的不飽和干氣資源，如延遲焦化干氣和催化干氣等，傳統(tǒng)煉油廠和小型煉油企業(yè)一般作為燃料自用。但隨著煉油廠加工規(guī)模的增大、煉油廠轉(zhuǎn)型發(fā)展和煉化一體化的深度融合，這部分富含C2的氣體資源也通常被回收利用或作為乙烯原料。

　　據(jù)統(tǒng)計，2017年中石化煉油廠副產(chǎn)的催化干氣達到2.5Mt，其中約有1.1Mt催化干氣送至C2提濃裝置，回收的富C2氣體444.8kt/a，折合乙烯氣產(chǎn)量可高達337.0kt/a。

　　此外，為了直接回收利用催化干氣的乙烯資源，部分煉油廠直接采用稀乙烯法制乙苯�脖揭蚁┕に嚕�2017年中石化煉油廠稀乙烯法的苯乙烯產(chǎn)量達到759.4kt/a，折合催化干氣消耗量約為781.9kt/a。上述兩種途徑的催化干氣回收利用率達到75%以上，未來煉油廠催化干氣以及其他C2資源的利用率還將會繼續(xù)提高。此外，隨著環(huán)保要求的日益嚴格，國內(nèi)煉油廠加氫裝置品種逐漸增多，加氫裝置規(guī)模也不斷擴大，全廠氫氣資源需求量大幅提升，企業(yè)對低分氣和各種富氫氣體的回收利用非常重視。

　　煉油廠低分氣中氫氣體積分數(shù)較高(約70%)，低分氣中氫氣量占全廠氫氣消耗總量的10%～20%。除加氫裝置的低分氣外，煉油廠富氫氣體還包括重整氫、乙烯氫、苯乙烯烴化尾氣、加氫裝置排放廢氫等。對于上述富氫氣體，煉油廠一般采用凈化處理后送至變壓吸附裝置回收氫氣，變壓吸附尾氣經(jīng)壓縮增壓后作為全廠燃料氣使用或作為制氫原料。

　　2.2液化石油氣資源的利用

　　國內(nèi)煉油廠的液化石油氣資源十分豐富，全廠液化石油氣收率占原油加工總量的8%～10%。對于大部分煉油廠而言，催化裂化液化石油氣收率高達12%～22%，催化裂解(DCC)和催化熱裂解(CPP)的則更高，可達到30%～40%。催化裂化液化石油氣中烴類組成較多，以烯烴和異構(gòu)烴類為主。

　　目前，煉油廠催化裂化液化石油氣基本不作為燃料使用或商品液化石油氣外賣，而是經(jīng)脫硫脫硫醇處理后進行C3/C4分離，并回收其中的高價值丙烯和丙烷。分離出來的C4資源在不同類型煉制企業(yè)中加工路線略有差異。在燃油型煉油廠中，氣分C4資源主要用于生產(chǎn)高辛烷值的汽油調(diào)合組分，如醚化汽油、烷基化油和芳構(gòu)化汽油等;在化工型煉油廠中，也可采用烯烴裂解技術(shù)繼續(xù)轉(zhuǎn)化為乙烯和丙烯或進行高價值C4輕烴回收;對于含有催化裂解裝置的煉油廠，通常將部分C4資源繼續(xù)返回催化裂解裝置增產(chǎn)烯烴產(chǎn)品。

　　3國內(nèi)煉油廠輕烴資源的加工現(xiàn)狀

　　3.1典型燃油型煉油廠的輕烴綜合利用

　　該煉油廠以生產(chǎn)汽油、煤油、柴油為主，油品收率達到65%以上，同時副產(chǎn)部分芳烴和化工產(chǎn)品，重油采用延遲焦化�蚕炗图託洫泊呋�裂化工藝組合路線，因此煉油廠輕烴資源(含液相輕烴)主要有：①催化裂化和延遲焦化裝置的不飽和干氣和不飽和液化石油氣;②常減壓蒸餾、催化重整、加氫裂化和加氫處理等裝置的飽和輕烴和部分粗石腦油;③催化重整和加氫裂化等裝置的富氫氣體。

　　在燃油型煉油廠中，催化裂化裝置的加工規(guī)模一般較大，催化干氣和催化裂化液化石油氣的產(chǎn)量較高，占全廠氣體輕烴總量的45%左右。對于催化干氣的利用，煉油廠采用了稀乙烯制乙苯�脖揭蚁┕に嚶肪�，在生產(chǎn)苯乙烯同時，副產(chǎn)的脫氫尾氣也經(jīng)PSA最大化回收氫氣資源。對于催化裂化液化石油氣，煉油廠設(shè)置氣體分離裝置回收丙烷和丙烯，丙烷作為優(yōu)質(zhì)的化工原料外賣，丙烯則用于生產(chǎn)聚丙烯，進一步提升煉油廠輕烴資源利用價值。

　　考慮到國Ⅵ乙醇汽油的生產(chǎn)需要，煉油廠將氣分裝置的C4資源一部分采用了烯烴疊合技術(shù)(該裝置正在規(guī)劃建設(shè)中)生產(chǎn)高辛烷值的清潔汽油調(diào)合組分，另一部分C4資源和重整抽余油采用芳構(gòu)化技術(shù)生產(chǎn)芳構(gòu)化汽油，大幅提升了全廠的汽油質(zhì)量。

　　4結(jié)論

　　隨著煉油廠大型化、一體化、基地化的發(fā)展趨勢和煉油廠加工技術(shù)的發(fā)展，輕烴將不再是煉油廠副產(chǎn)的廉價產(chǎn)品，而逐漸成為可高價值利用的低碳資源。煉油廠干氣中的富C2輕烴可回收作為生產(chǎn)乙烯原料或直接轉(zhuǎn)化利用，富氫輕烴可通過分離技術(shù)回收高價值氫氣，富甲烷輕烴也可作為煉油廠制氫原料。與干氣相比，煉油廠液化石油氣資源更加豐富，利用途徑也更加多樣化。丙烷和丙烯可作為優(yōu)質(zhì)的化工原料，C4輕烴可生產(chǎn)汽油調(diào)合組分或芳烴，也可作為化工原料進一步轉(zhuǎn)化為乙烯、丙烯和丁二烯等。

　　與典型燃料型煉油廠相比，一體化型煉油廠的輕烴資源綜合利用水平更高，資源集約化利用程度更強。但不論是燃油型煉油廠還是一體化型煉油廠，在油品升級和轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中，煉油廠部分輕烴資源在轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)油品組分的同時，輕烴資源利用將更加分子化和多元化，輕烴技術(shù)也將朝著綠色化和集成化方向發(fā)展。

　　化工方向刊物推薦：《煉油技術(shù)與工程》Petroleum Refinery Engineering(月刊)曾用刊名：煉油設(shè)計，1971年創(chuàng)刊，是國內(nèi)外公開發(fā)行，在國外權(quán)威文摘雜志如工程索引和化學文摘中收錄率均超過80%。是石油化工行業(yè)各級領(lǐng)導、管理及工程技術(shù)人員必不可少的閱讀刊物，主要報道煉油、石油化工科學研究和工程技術(shù)開發(fā)的新成果及其應用。