劉程清 中國石油哈爾濱石化分公司
經濟的發展和生活水平的提高,推動了汽車保有量的快速增長,人們在享受汽車帶來的舒適和便利的同時,也不得不面對由此而引發的環境污染問題。為了減少汽車尾氣的排放量,改善人們賴以生存的環境,國家相繼制定并出臺了油品質量升級標準。油品質量的升級,對汽柴油的加工技術提出了新的要求。本文將在闡述油品質量升級重要意義的基礎上,分析油品質量升級的制約因素并提出應對措施。
隨著汽車在生活中的普及,汽車行業已經成為經濟增長的重要因素。但隨之而來的環境污染問題卻日益嚴重。生態環境部發布的《中國機動車環境管理年報(2018)》顯示,2017 年全國機動車四項污染物排放總量初步核算為4359.7 萬噸。機動車污染已成為我國空氣污染的重要因素。為了解決日益凸顯的環境污染問題,早在2013 年,國務院就制定了油品質量升級時間表,明確表示,自2015 年后中國將全面實施國四柴油標準,且柴油標準與汽油標準看齊。如今,我國已經完成了國四、四五、國六的標準制定,自2019 年1 月1 日起,全國已執行國六車用汽油A 階段標準和國六車用柴油標準。到2023 年將執行國六車用汽油B 階段標準。國六車用汽柴油標準可進一步減少機動車尾氣的排放,尤其可使汽油車尾氣顆粒物排放量降低10%,氮氧化物和有機廢氣排放量下降8%—12%;柴油車氮氧化物可降低4.6%,顆粒物下降9.1%。由此可見,油品質量升級是國家治理大氣污染、保護環境的重要舉措,對實現經濟綠色增長,保證人民身體健康,維護生態平衡等,都具有十分重要的意義。
高效、合理地利用催化汽、柴油,是實現油品質量升級的關鍵。我國加工的原油輕制餾分少,直餾汽油組分少,實行重油以催化裂化為主的深加工,可以提高輕油收率。而歐美各國加工的輕質原油多,直餾汽油組分多,建設重整裝置多,可以實現汽油的無鉛化和高標號,重油主要用來生產燃料油。此外,由于缺乏高辛烷值組分生產原料,導致我國生產的催化裂化汽油多,汽油調合組分催化汽油比例高,因此,與國外相比,我國汽油生產在降硫上存在著一定的難度。不僅如此,中國石化汽油調合組分中的主要部分是催化裂化汽油,占到了73%,而美國這一數字僅為38%,歐洲為45%??梢姡覈谟推焚|量升級上要比國外難度大。另一方面,隨著柴油質量標準的不斷提高,低硫、低芳烴、低密度和高十六烷值已經成為柴油質量升級的新趨勢,而我國生產優質柴油的加氫裂化裝置效率較低,這也加大了柴油質量升級的難度。
我國進口原油的依存度依然較高,而在國內的煉油成本中,原油成本又占到總成本的90%以上。隨著國際原油價格的上揚,國內的煉油企業不得不采購價格相對較低的高硫原油、重質原油、高酸原油,以降低成本。而這些原油與低硫原油、輕質原油、不含酸原油的區別,就在于加工的原油硫含量高,不利于油品質量的升級。同時,隨著經濟的發展,化工市場的需求也在逐年增加,使乙烯、芳烴等化工原料需求不斷增長,煉油企業在滿足運輸用燃料的同時,還要滿足化工原料的需要,這不僅會影響到汽油的總產量,在加工能力有限的情況下,也同時會減少高標號汽油的比例。
油品質量升級,從各方面都對煉油企業提出了更高的要求。國家提出的節能減排目標,為煉油企業設定了硬性的考核指標。而油品質量升級,不僅需要企業增建、擴建裝置,還要提高相應的開工負荷,這勢必會因為企業增加了能源消耗,延長了加工鏈條,而最終導致節能減排難度的加大。對于一些規模小、資金不足的中小型煉油企業而言,投資新設備、新技術、新工藝,不僅需要專業的技術人員和雄厚的資金實力,還要在節能減排方面增加更多的成本,在實際工作中,更是存在著一定的困難。
自1958 年我國第一套移動床催化裂化裝置投產以來,重油輕質化的核心工藝被運用到了石油煉制工業,原油加工深度、輕質油收率等都得到了提高。隨著油品質量升級標準的提高,對油品的質量要求越來越嚴格,煉油企業可考慮建設催化裂化原料加氫處理裝置,作為催化裂化裝置的重要原料組成部分的焦化蠟油經過加氫處理后,生焦量會明顯降低;同時還可以考慮建設催化汽油加氫處理裝置,也可降低催化汽油的硫含量,使油品質量得到進一步提高。
渣油加氫-催化裂化組合工藝,是提高渣油加工深度、處理含硫渣油的重要環節。其工藝結構合理,可達到液收高、產值高的理想效果,有利于產品質量的提高和經濟效益的增加。目前,渣油加氫技術主要采用固定床加氫技術、沸騰床加氫裂化、懸浮床加氫裂化、移動床加氫裂化等,其中最為成熟的是固定床加氫技術,該工藝因投資少,產品質量好而成為工業應用最多的工藝之一。同時,由于渣油加氫-催化裂化組合工藝污染小,在環境保護方面也具備一定的優勢,因此具有廣闊的發展前景。但該工藝投資大、加工費用高,因此,要取得更大的經濟效益,還必須做好長期投資的準備。
在油品質量升級的推動下,油品加工過程的各種工藝技術也在不斷提高。FDFCC工藝技術、TSRFCC 技術、MIP 技術、FDFCC 技術等,都以各自的優勢被推廣,這些工藝適合于不同類型的煉油企業。在提高油品質量的前提下,最好的并不一定是最適合的。FDFCC 工藝技術可促進重油提升管反應器的優化操作,降低焦炭產率及裝置能耗,但并不適合大型的綜合性煉油企業;而FSRFCC 技術和MIP 技術屬于不同形式反應器系統的重油催化裂化工藝技術,對企業規模、投資與技術能力等也都有不同程度的要求;FD-FCC 在降烯烴的同時會增加催化汽油的苯含量,因此采用該技術要考慮到綜合因素。
在推動油品質量升級的過程中,煉油企業的工藝技術也要不斷改進,才能滿足日益增長的市場需求。同時,為了節省費用,降低成本,提高企業經濟效益,減少空氣污染,企業切忌盲目投資,要慎重選擇適合本企業的工藝技術,以促進企業的可持續發展,使油品質量的升級,能夠創造出更大的社會價值,更好地提高人民生活品質,真正打造出讓人民幸福的碧水藍天。