煉油轉(zhuǎn)型化工現(xiàn)狀及發(fā)展約束因素研究

劉立鳳

關(guān)鍵詞：煉油化工;化工工業(yè);煉油控制技術(shù)

1煉油轉(zhuǎn)型化工現(xiàn)狀因素

1.1資源限制煉油產(chǎn)能快速增長

當(dāng)前背景之下，我國“富煤、缺油、少氣”的化石能源資源特征約束煉油產(chǎn)能的快速增長。我國煉油產(chǎn)能持續(xù)攀升，但原油成本占煉油成本的80%以上，原油價(jià)格對煉油毛利起決定性作用。限于我國化石能源資源特征，以及人類對能源“價(jià)格低廉、穩(wěn)定供給、清潔環(huán)保”的終極需求，我國煉油產(chǎn)能的快速增長必將受到極大限制。煉油產(chǎn)能的持續(xù)增加推高石油對外依存度，進(jìn)而給國家能源安全帶來挑戰(zhàn)。2018年我國原油對外依存度首次升破70%，預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到75%，依靠進(jìn)口原油發(fā)展國內(nèi)煉油工業(yè)的方式嚴(yán)重影響我國能源安全，且極度不可持續(xù)。

1.2經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要拉動化工產(chǎn)能增長

新興行業(yè)和高性能材料潛力巨大。“十四五”期間，傳統(tǒng)行業(yè)增速放緩，但新型城鎮(zhèn)化和消費(fèi)升級將拉動新興消費(fèi)領(lǐng)域強(qiáng)勁增長，將有效支撐高性能合成樹脂、高性能合成橡膠、高性能合成纖維、功能膜材料、電子化學(xué)品以及其他高性能化工新材料的消費(fèi)。化工產(chǎn)能持續(xù)高速增長，拉動化工輕油收率明顯上升。據(jù)估計(jì)“十四五”期間乙烯和對二甲苯（PX）新建產(chǎn)能合計(jì)將達(dá)到5356萬噸/年，約為同期的2倍。與此同時(shí)，化工輕油收率將從2019年的14%增長到2025年的23%。

1.3國家宏觀調(diào)控?zé)捰彤a(chǎn)能布局

國家戰(zhàn)略調(diào)整石化行業(yè)發(fā)展路徑和方式。國家發(fā)展與改革委員會發(fā)布《石化產(chǎn)業(yè)規(guī)劃布局方案》提出重點(diǎn)建設(shè)大連長興島、河北曹妃甸、江蘇連云港、上海漕涇、浙江寧波、福建古雷、廣州惠州七大煉化產(chǎn)業(yè)基地。國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于石化產(chǎn)業(yè)調(diào)結(jié)構(gòu)促轉(zhuǎn)型增效益的指導(dǎo)意見》，以壓減落后煉化產(chǎn)能，提升石化行業(yè)整體競爭力。生態(tài)紅線文件出臺，綠色低碳成為發(fā)展新常態(tài)，將約束煉油行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，轉(zhuǎn)型發(fā)展成中小煉油企業(yè)的選擇路徑。生態(tài)文明建設(shè)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作在黨的十九大報(bào)告中被提升到前所未有的戰(zhàn)略高度。《環(huán)境保護(hù)法》《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》等法律法規(guī)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文件陸續(xù)出臺，對煉油行業(yè)環(huán)保形成重壓態(tài)勢，資源約束性強(qiáng)、環(huán)境保障能力差的煉油企業(yè)將被迫出局或轉(zhuǎn)型。煉化產(chǎn)能總量控制和布局優(yōu)化是我國石化行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的有效路徑。

1.4煉油總體產(chǎn)能過剩，向化工轉(zhuǎn)型不可避免

煉油行業(yè)的供需結(jié)構(gòu)性矛盾促使煉油向化工轉(zhuǎn)型。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長，石化產(chǎn)品呈現(xiàn)出巨大增長潛力，化工原料占石油消費(fèi)的比例將逐步提升。國際能源署（IEA）預(yù)測到2030年全球化工原料占石油需求增長的比例將超過1/3，這一比例并將持續(xù)增長至50%。煉油向烯烴、芳烴等化工原料轉(zhuǎn)型成為確定趨勢。現(xiàn)階段，我國煉油向化工轉(zhuǎn)型仍處于初級階段，煉廠一體化程度將逐步提升，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)逐步從油品向增產(chǎn)化工品轉(zhuǎn)變[1]。原油最大化生產(chǎn)化工原料、原油直接蒸汽裂解生產(chǎn)化工原料是燃料型煉廠向一體化煉廠提升的兩大主要途徑。未來，中國石化企業(yè)將在本土直接參與國際競爭，成本高的煉化企業(yè)必然面臨轉(zhuǎn)型或淘汰。

2煉油轉(zhuǎn)型化工中先進(jìn)控制技術(shù)的應(yīng)用

在國內(nèi)外科技工作者的大力推進(jìn)下，我國工業(yè)界開始大量開始應(yīng)用先進(jìn)控制技術(shù)，以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)技術(shù)水平。我國在煉油化工等領(lǐng)域開始應(yīng)用先進(jìn)控制技術(shù)，已有近百個(gè)成功應(yīng)用實(shí)例，進(jìn)一步推動和促進(jìn)先進(jìn)控制技術(shù)在我國的應(yīng)用，以先進(jìn)控制技術(shù)改造并加速傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益至關(guān)重要，刻不容緩。

2.1先進(jìn)控制在分子篩脫蠟過程中的應(yīng)用

輕柴油中的“蠟”主要是指C5以上的正構(gòu)烷烴，蠟含量高是制約輕柴油低溫流動性的一個(gè)重要因素。液蠟中含有92%～98%的正構(gòu)烷烴，是采用脫蠟的工藝方法從石油溜分中分離出來的。對于不同的原料和條件，脫蠟的工藝方法也有多種，如溶劑脫蠟、尿素脫蠟、分子篩脫蠟等[2]。典型的Molex裝置主要分2個(gè)系統(tǒng)：吸附室系統(tǒng)和分餾系統(tǒng)，原料是精制煤油，產(chǎn)品是輕蠟，副產(chǎn)品是重蠟及抽余油。吸附室系統(tǒng)采用Molex工藝，通過模擬移動床進(jìn)行等溫等壓液相吸附，用正戊烷、異辛烷作脫附劑，通過連續(xù)的吸附和脫附，得到正構(gòu)的C10～C13烷烴。分餾系統(tǒng)中抽余液塔的作用是將脫附劑進(jìn)行干燥處理，以便循環(huán)利用脫附劑。同時(shí)分離位于吸附室底部的物流，下一步進(jìn)行塔頂全回流操作，具體流程為抽出液塔對塔底物流進(jìn)行分離并除去污染物，回流罐集水包排出塔頂分離的水分。

2.2先進(jìn)控制在重油催化裂化裝置中的應(yīng)用

作為煉油工業(yè)中最為廣泛使用的技術(shù)之一的流態(tài)化催化裂化（FCC）技術(shù)是一種將重質(zhì)油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油的過程。由于此技術(shù)具有高原料適應(yīng)性、高轉(zhuǎn)化深度、低操作難度和高利用價(jià)值等優(yōu)點(diǎn)，許多煉油企業(yè)已將其作為加工渣油的最重要方法。由于使用流態(tài)化催化裂化技術(shù)的生產(chǎn)工藝機(jī)理十分復(fù)雜，操作難度較大，且所需工藝參數(shù)強(qiáng)烈耦合，各流程操作的平穩(wěn)協(xié)調(diào)程度將大大影響生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量、設(shè)備的收率、原料的消耗和裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)周期，甚至危及生產(chǎn)安全。因此，實(shí)現(xiàn)FCC的先進(jìn)控制和過程優(yōu)化是過程控制領(lǐng)域中富有挑戰(zhàn)性的工作[3]。國內(nèi)一些已經(jīng)使用流態(tài)化催化裂化先進(jìn)控制技術(shù)的煉油企業(yè)取得了不俗成效，并為流態(tài)化催化裂化技術(shù)的使用積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。實(shí)踐表明，使用流態(tài)化催化裂化技術(shù)時(shí)需根據(jù)生產(chǎn)要求、生產(chǎn)工藝及設(shè)備、使用原料和催化劑種類等合理選取控制目標(biāo)，設(shè)計(jì)控制結(jié)構(gòu)，針對實(shí)際情況靈活配對被控變量、擾動變量及操作變量，設(shè)計(jì)符合實(shí)際生產(chǎn)需要的工藝計(jì)算和軟測量系統(tǒng)。

2.3先進(jìn)控制在催化重整裝置中的應(yīng)用

近年來，由于世界各國環(huán)保意識的提升及對能源緊缺問題的重視，越來越多的國家選擇使用高辛烷值汽油，這一選擇致使原料芳烴和氫氣的需求也隨之增加，此現(xiàn)象極大地推動了催化重整技術(shù)的進(jìn)步。全球催化重整生產(chǎn)能力迅速提升，在石化行業(yè)中占有越來越重要的地位。催化重整裝置一般以高辛烷值汽油或高附加值芳烴為產(chǎn)品，是煉油廠中效益較好的裝置之一[4]。目前，國外煉廠采用催化重整裝置先進(jìn)控制系統(tǒng)已較為普遍。投用先進(jìn)控制可以提高產(chǎn)品辛烷值，提高目標(biāo)產(chǎn)品收率，降低能耗，延長操作周期，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益。國內(nèi)也通過引進(jìn)技術(shù)和科技攻關(guān)，在幾套催化重整裝置上實(shí)施了先進(jìn)控制，取得了明顯成效。

結(jié)束語：

綜上所述，煉油向化工轉(zhuǎn)型是一個(gè)重要議題，是過剩煉油能力實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要推手，把握油轉(zhuǎn)化天花板利于維護(hù)行業(yè)和保障國民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定。行業(yè)層面需密切關(guān)注石化工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整動向和程度，適度從宏觀進(jìn)行調(diào)控;微觀層面相關(guān)企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身情況，選擇適宜技術(shù)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或調(diào)整發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]舟丹.我國煉油向化工轉(zhuǎn)型仍處于初級階段[J].中外能源，2021，26（06）：67.

[2]王紅秋.我國煉油向化工轉(zhuǎn)型現(xiàn)狀與思考[J].化工進(jìn)展，2020，39（11）：4401-4407.

[3]馬安.中國煉油行業(yè)轉(zhuǎn)型升級趨勢[J].國際石油經(jīng)濟(jì)，2019，27（05）：16-22.

[4]韓峰.防止煉油產(chǎn)能“一窩蜂”向化工轉(zhuǎn)型[J].中國石油和化工，2019（03）：26.