上海石化輕烴資源綜合利用現狀及分析

施林(中國石化上海石油化工股份有限公司，上海 200540)

0 引言

近年來，國際化工市場變化加劇，煉化一體化企業為適應變化，實現“降本、提質、增效”的目標，充分優化副產輕烴資源流向，調整煉化裝置產品結構，以提升企業的綜合競爭力。上海石化具有1600 萬噸/年原油綜合加工能力，重點關注和研究了合理配置煉油化工輕烴資源這一課題，充分發揮了煉化一體化優勢。本文將對上海石化輕烴資源的綜合利用現狀及未來煉化企業輕烴資源的技術發展趨勢進行分析，為各類煉化企業優化運用輕烴資源提供參考。

1 煉油化工輕烴資源及利用現狀

上海石化是中國最大的煉油化工一體化企業之一。各類輕烴資源來源眾多、數量豐富，主要來源是煉油裝置、芳烴裝置、乙烯裝置等。

1.1 干氣

煉廠干氣主要來自原油蒸餾及二次加工裝置，如催化裂化、延遲焦化、加氫裂化、芳烴歧化等，主要干氣資源來源及性質見表1。

表1 主要干氣來源及性質

正常年份，未經脫硫處理后的粗干氣資源總量約為70 余萬噸，經脫硫等工序處理后乙烯裝置利用10 余萬噸用作裂解原料，剩余60 余萬噸均作為燃料使用。已利用的粗干氣主要是經脫硫、提濃的催化干氣，年產約4 萬噸富乙烯氣進入乙烯裝置分離單元進行分離；芳烴飽和干氣約6 萬噸則作為裂解爐氣相進料。

其余作為燃料的約60 萬噸粗干氣中，煉油和化工板塊分別約為40 萬、20 萬噸。煉油粗干氣經過脫硫裝置后產出的干氣主要是延遲焦化、煉油二次加氫裝置所產；化工粗干氣主要包括變壓吸附尾氣、部分芳烴干氣等。

1.2 碳三碳四輕烴

煉廠液化氣主要來自常減壓輕烴回收及二次加工裝置，如催化氣分、延遲焦化、加氫裂化裝置等，主要碳三碳四輕烴資源來源及性質見表2。

表2 主要碳三碳四輕烴來源及性質

正常年份，碳三碳四輕烴資源總量約為70 余萬噸，已利用的碳三碳四輕烴資源主要包括常減壓輕烴、催化氣分及高壓加氫裂化丙烷，部分高壓加氫裂化、延遲焦化液化氣等，共約30 萬噸直接作為乙烯裂解原料。

其余的約40 萬噸碳三碳四輕烴資源，除少部分作為裝置補充燃料外，均作為民用液化氣銷往市場。另有裂解碳四、催化碳四資源等，分別作為丁二烯、MTBE、烷基化等裝置原料，生產丁二烯、MTBE 和清潔油品組分烷基化油。

1.3 碳五碳六輕烴

煉廠碳五碳六輕烴主要分為煉油二次加工裝置產的輕石腦油及重整裝置產的戊烷及乙烯裂解碳五等，主要碳五碳六輕烴資源來源及性質見表3。

正常年份，碳五碳六輕烴資源總量約為80 余萬噸，由于鏈烷烴含量較高、裂解性能優良，大部分碳五碳六輕烴資源均直接作為乙烯裂解輕石腦油原料，另有少部分加氫裂化輕石腦油及重整戊烷因異構烷烴含量較高而作為汽油池調和組分。

其中約7 萬噸裂解碳五資源雙烯烴含量較高，作為碳五分離和異戊烯裝置原料，生產異戊二烯、間戊二烯、異戊烯等化工產品，副產汽油池調和組分返回碳五。

表3 主要碳五碳六輕烴來源及性質

2 輕烴資源利用現狀問題分析

2.1 干氣

正常年份，每年約有50 萬噸未經脫硫處理的粗干氣資源未利用，根據粗干氣組份分析數據，測算最多含有乙烯0.4 萬噸、乙烷14.0 萬噸、丙烯0.3 萬噸、丙烷8.6 萬噸。由于干氣回收能力不足，全部直接作為裝置燃料、不能回收作為乙烯原料，造成潛在效益損失。

另外，上海石化煉廠擴能改造后，加工原油平均硫含量由1.5%提高至2.3%，隨著汽柴油質量升級的推進，脫硫裝置的能力不足已經逐步成為制約干氣資源利用的瓶頸，粗干氣脫硫主要利用延遲焦化、汽柴油加氫裝置的脫硫系統余量。

2.2 碳三碳四輕烴

上海石化碳三碳四輕烴資源豐富，但其中碳五組份含量較高，含量可達到5%～7%，主要是由于常減壓液化氣中夾帶C5 較多；且異丁烷含量不穩定，部分時期含量較高，達到30%以上；受脫硫裝置瓶頸影響輕烴硫含量不穩定，部分未經脫硫的常減壓三頂氣硫含量最高可達400ppm，如直接進入裂解爐將造成液化氣原料硫含量波動大。

2.3 碳五碳六輕烴

從各種碳五碳六輕烴PONA 分析數據可以看出，各來源輕石腦油總鏈烷烴含量均近90%，其中正構烷烴和異構烷烴含量分別約40%和50%。主要有兩種餾份的異構烷烴含量較高，一是加氫裂化輕石腦油，異構烷烴含量高達近70%，正構烷烴含量不足30%；二是重整戊烷油，異構烷烴含量接近55%。這兩部分輕石腦油均有部分作為乙烯原料，占乙烯用輕石腦油總量的約20%，作為乙烯裝置裂解原料經濟性較差。

3 國內輕烴資源利用現狀及趨勢

目前世界經濟發展正處于深度調整期，能源結構在朝著經濟低碳的方向轉型，全球煉油行業也呈現出轉型加快、技術發展增強等新動向。但鑒于輕烴資源自身特點以及與煉油、乙烯產業等的強關聯性，輕烴利用的格局將保持一定的穩定性，仍將以油品、化工基礎原料為基礎方向，而化工副產產品進一步的精細化工業利用則將成為未來煉化企業發展的優化方向。

豐富的煉廠干氣資源因富含碳二輕烴，將進一步被回收利用或作為乙烯原料。除目前常見的提濃回收富碳二氣工藝外，稀乙烯法制乙苯-苯乙烯技術也將被一些煉油廠考慮運用。上述催化干氣回收利用率目前可達到75%以上，隨著干氣回收利用工藝技術的發展，未來干氣資源的利用率還將會逐步提高。

近年來油品質量持續升級，碳四輕烴資源通過烷基化、烯烴疊合、芳構化等技術轉化為清潔汽油組分是當前及未來主要的利用方向之一。但目前部分工藝技術還不夠成熟，未來還需加強相關技術的研究與開發應用。

對于碳五輕烴的利用，裂解碳五將使用分離技術生產精細化工產品；輕石腦油則按“宜烯則烯，宜油則油”的原則進行正異構分離，優化乙烯原料和汽油池組分。

4 結語

隨著煉化企業大型一體化的發展趨勢和化工工藝技術的發展，輕烴資源的合理利用已是各煉油廠進一步提高競爭力、降低綜合能耗共同面臨的課題。在油品升級和轉型發展的背景下，煉化輕烴資源利用率將保持快速上升勢頭，同質化下游產品重復建設帶來的產能過剩壓力將促使煉化企業推動技術創新，朝著生產高端化、差異化、精細化的化工產品的方向不斷發展。