清潔油品∶用技術突出重圍——專訪中國工程院院士李大東

□本刊記者 林青青

清潔油品生產實際上就是石油資源的有效利用問題，這涉及整個煉廠的總流程。總流程做好了，清潔油品的問題就迎刃而解，這需要在技術上做文章。

訪談人名片

李大東，中國工程院院士、石油煉制專家、石油化工科學研究院學術委員會主任。主要從事石油煉制催化劑及工藝的研究、開發與創新。作為第一完成人獲得國家科技進步獎一等獎1項，獲得國家科技進步獎二等獎及省部級科技進步一、二等獎10 余項。2010年獲何梁何利科技進步獎。

生產清潔油品被列為我國“十二五”煉油工業發展的重點，面對原油劣質化、重質化日益加重的情況，如何才能生產更多的清潔油品？中國工程院院士李大東在接受本刊記者采訪時指出，清潔油品生產實際上就是石油資源的有效利用問題，需要在技術上做文章。

生產清潔油品是大勢所趨

記者：李院士您好，當前國內成品油需求增長迅速，石油產品需求逐漸向輕質化轉變，然而原油卻日益劣質化、重質化，您是如何看待這種矛盾的？

李大東：這是一個非常關鍵的問題，從某種程度上來說是一個戰略性的問題。

要考慮的是煉什么油。全球剩余的石油資源趨于劣質化，這體現在兩個方面：重質化及高硫含量。有關數據顯示，全球剩余的石油可采儲量中，含硫量超過1.5%的高硫原油占到70%以上。此外，高硫重質原油與低硫輕質原油在價格上有很大的差距，同樣是生產清潔油品，付出的代價是不一樣的。原油成本在煉廠的生產成本中已經占到了95%，企業要想取得效益，不能只在剩余的5%中考慮。很明顯，不管是從資源的角度，還是從效益的角度，煉制劣質原油成為我們的必然選擇。

第二，生產什么類型的產品。未來20年，全球對石油產品的需求將以年均1.5%的速度增長，汽油、柴油、石腦油和煤油占到需求增量的80%。從目前全球各方面的分析來看，2050年以前，全球生產的運輸燃料仍是以石油燃料為主，其他的燃料作為補充手段，比如生物燃油。石油化工原料呈多元化的趨勢，但天然氣和石油仍然是生產基本有機化學品的主要來源。

第三，生產什么質量的產品。全球的總趨勢是清潔化生產和生產清潔油品。首先我們要明確一個概念：清潔油品。過去對這個概念可能有些誤區，實際上，我們對清潔油品的要求是越來越高的，比如國4 是清潔油品，國5 也是清潔油品，只是隨著社會的發展，要求越來越高。清潔油品主要是指汽油、柴油，主要指標就是硫含量。北京將執行京5，硫含量要小于10ppm，相當于歐5 水平。上海廣州執行的國4，其他地區執行國3 標準。隨著社會的發展，全國都會相應提高標準，不能滿足排放標準的燃料將無法進入市場。

因此，我們所面臨的問題就是如何高效地加工利用劣質原油，而總的思路就是用最小的代價解決清潔油品生產的問題。

原油高效利用需技術突破

記者：您如何理解前面所提到的“高效利用”？應該在哪些方面尋求突破？

李大東：劣質原油高效利用，我想主要包括這幾個方面：第一，最大限度地追求輕質油收率。第二，清潔化生產。清潔化生產包括兩層含義，生產過程清潔化和生產清潔產品。第三，高效，也就是說企業要有效益。

目前，我國輕質油收率平均在75%左右，但國際上的先進水平一般在80%以上。從這個數字就可看出資源利用率的高低，這也直接牽涉到煉油企業的實際效益。隨著資源的不斷消耗，剩余資源越發寶貴，要實現原油高效利用，就要靠技術創新和技術進步。要追求高輕質油收率并解決好清潔化生產和生產清潔油品問題，關鍵是要走加氫的技術路線或加氫與脫炭有效結合的技術路線。

記者：具體來說，應該在哪些方面采取措施？

李大東：要想高效利用石油資源，最關鍵的就是要處理好減壓蠟油，特別是減壓渣油，采用合適的技術途徑將其轉化成輕質油品。減壓蠟油的轉化有兩條技術途徑：一是加氫裂化，以生產優質的中間餾分油，如煤油、柴油以及石油化工原料。二是預加氫后進催化裂化，以生產優質汽、柴油。選擇何種途徑要根據企業的具體情況。

催化裂化裝置是現階段煉廠最重要的裝置之一，煉廠是要靠這個裝置拿效益的。上世紀80年代甚至是90年代，由于當時環保要求并不高，煉廠只要開啟催化裂化裝置就能賺錢。而現在情況已經大不相同了，由于催化裂化的原料油質量差，導致輕質油收率低。催化裂化再生煙氣里的硫以SOx 的形式排放，這種排放方式是不可行的，會造成環境污染，國家對此有嚴格的排放要求。對此，企業就只能進行脫SOx處理，但是都會造成二次污染。此外，催化原料沒有進行加氫預處理，產品質量不好，焦炭多，在燒焦再生的時候二氧化碳的排放就多，這也是煉油廠當前需要解決的重大問題。這一系列的問題都是由于催化裂化進料質量差引起的。

現在必須要求提高催化裂化進料質量，而最有效的辦法就是要加氫處理。進行加氫預處理，一方面可以改善催化裂化產品的分布，大幅度提高輕質油收率；另一方面還可以解決SOx 的問題，含硫化合物在原料預處理的時候就變為硫化氫，進行硫黃回收，成為硫黃這一有價值的副產品，這樣就把有害的東西變為了有價值的產品。從煉廠的總流程、從源頭來考慮問題，才能解決這些潛在的污染問題，切忌頭疼醫頭腳疼醫腳，剛才提到的SOx 問題就是一個典型。

關于減壓渣油的轉化，根據渣油的金屬含量不同，要采取不同的工藝路線。當渣油的金屬含量小于200ppm 的時候，建議采用RICP 或IHCC 技術；金屬含量大于200ppm時，建議采用SHF 技術。針對原油的特點和煉廠的構成，可進行多種選擇。

找準問題是關鍵

記者：當前，我國清潔油品生產技術所面臨的最大困難是什么？

李大東：清潔油品主要是清潔汽油和清潔柴油的問題，特別是清潔汽油。商品汽油不是單一的組分，是經過調和而成的。汽油池是由多種組分構成的，對比來看，國外催化裂化的汽油占到汽油池的30%左右，我國則占到70%以上。因此我國清潔汽油的主要問題就是催化裂化汽油的清潔化問題，也就是硫和烯烴的問題，要求在降低硫含量和烯烴值的同時不能影響辛烷值，這個問題的處理難度要比西方大。降烯烴在10年以前就解決了，現階段的關鍵是硫的問題。

國3 到國5 每走一步都很困難，哪種方法最好，這就要從煉油廠的總流程上來看。當我們煉高硫油，并進行催化裂化原料預處理后，一步就可以到達國3 標準。而國4、國5 就要上選擇性加氫脫硫，才能達到要求。這種總流程，盡管起初投資高，但總體效益是好的。總而言之，還是要把總流程理順，頭疼醫頭腳疼醫腳的代價就太高了。

柴油的問題要比汽油小一點，我國已經開發出可以生產國4、國5柴油的技術，但是仍需要進一步完善和發展。超低硫化是清潔柴油的發展方向。我們當前有RTS 技術及石科院的RS-2000 催化劑和撫研院的FHUDS 催化劑。催化劑的研發還在不斷前進，但我們要求生產國5的工藝和催化劑必須在10ppm 的條件下長周期穩定運轉，進行考核。當前，我國現有的技術和催化劑都處在國際先進水平，但仍需要開發更高性能的新型催化劑或新的工藝技術。

綜合看來，這些技術全是加氫技術，提高輕質油收率和生產清潔產品，都需要加氫技術。

記者：您多次提到技術的創新與突破，您覺得石油煉制技術如何才能做到創新與突破？

李大東：技術創新源于需求，我們不是為創新而創新。從企業來說，要根據近中遠期的市場需求。另外，由于石油行業的特殊性，我們還要從國家層面考慮，要為國家的能源戰略做好技術準備。因此，國家的戰略需求和企業的市場需求，是提出問題的起點。找準問題是關鍵，這是創新的起點。

比如清潔汽油的生產，既要降硫，又要保持辛烷值，這就是問題的難點。找準了問題，就等于解決了問題的一半。在這個基礎上，提出不同的解決問題的途徑和方法，然后開展探索性的試驗。最難的還在于找準問題，之后才能再去尋求他人沒有做過的思路和途徑。

RICP 技術的開發就是一個創新的例子。對渣油的加氫處理，常規辦法是渣油加氫后，餾分大于350℃的部分全部進入催化裂化。在試驗中我們發現，催化裂化重循環油HCO 中含有70%～80%的多環芳烴，如果直接進催化裂化，將有2/3變成焦炭和干氣，并導致能耗增加，只有1/3 變為輕質油。另一方面發現渣油加氫床層積碳規律與餾分油加氫相反，對渣油加氫處理是頂部積炭少、底部積炭多，造成反應器后部催化劑結焦嚴重，經過研究發現這主要是由于瀝青質的析出導致的。針對這些問題，我們將原來的HCO 在催化裂化裝置中自身循環改為HCO 先與渣油加氫處理原料混合，作為渣油加氫處理進料，然后再進催化裂化裝置。這種方案可以說是“一箭雙雕”，對渣油加氫處理裝置而言，由于降低了黏度并抑制了瀝青質的析出，從而提高了反應速率，減少了積炭并使積炭趨于均勻；對催化裂化裝置而言，顯著提高了輕質油收率，并降低了焦炭產率。這項技術已在齊魯石化使用，也是世界上首次工業應用的創新技術，具有自主知識產權。

就煉油工業總體而言，我國與國外基本處于同一水平線上，但還是有一定的差距，而差距主要體現在環保技術和節能技術上。另外，在如何開發出原始性創新技術上，我們還需要多下工夫。