石油化工生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與高新技術(shù)發(fā)展趨勢

張小鳳 王春曉 陳平清 侯紅瑞

(茂名職業(yè)技術(shù)學院，廣東 茂名 525011)

前言

石油化工是化學工業(yè)中的基干工業(yè)，在國民經(jīng)濟中占有極重要的地位。目前，隨著油價的上漲以及石油加工技術(shù)的進步，未來原油資源中重質(zhì)油和超重質(zhì)油的供應將有所增長，這種趨勢對現(xiàn)有的加工技術(shù)形成一定的沖擊，亟待改進技術(shù)、優(yōu)化工藝。

1 石油煉制技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢

1.1 重質(zhì)石油加工生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀

以我國為例，我國原油資源，大多數(shù)是重油，經(jīng)過減壓蒸餾其重質(zhì)非飽和烴占一半以上，且多數(shù)非烴組分在膠質(zhì)和瀝青質(zhì)中。

1.1.1 加氫裂化技術(shù)

加氫裂化是當今最受青睞的煉油技術(shù)，該技術(shù)以減壓重瓦斯油、催化循環(huán)油、焦化重瓦斯油為原料，生產(chǎn)芳烴料、噴氣燃料、超低硫柴油等產(chǎn)品。其中固定床加氫—重油催化裂化路線是常規(guī)原油深加工模式，該路線產(chǎn)率高，具有一定的競爭力，但是對原油的要求高，且煉化一體化發(fā)展的空間狹窄[1]。

1.1.2 延遲焦化技術(shù)

延遲焦化—催化裂化對原油的適應能力強，石腦油收率較高，煉化一體化空間相對較大。但該路線液收相對較低，含硫焦也不易處理[2]。

1.1.3 流化焦化技術(shù)

流化焦化是一種連續(xù)生產(chǎn)過程，與延遲焦化相比，解決了出焦問題，在原料選擇上具有更大的靈活性。然而，流化焦化技術(shù)的產(chǎn)品中間餾分的殘?zhí)恐递^高，汽油含芳香烴量較多，只能做燃料用。

1.1.4 溶劑脫瀝青—瀝青氣化技術(shù)

溶劑脫瀝青—加氫處理—催化裂化、高苛刻度裂化—溶劑脫瀝青、循環(huán)油溶劑抽提脫芳—催化裂化、這些方法都有效的處理得到不含瀝青質(zhì)的重油[3-6]。

1.2 重質(zhì)石油加工發(fā)展趨勢

1.2.1 石油加工工藝發(fā)展趨勢

由重質(zhì)油加工技術(shù)來看，目前國內(nèi)多數(shù)原油的加工都是采用組合工藝來提升工藝性能、增大產(chǎn)品收益。然而，成品油質(zhì)量標準在不斷提升，煉油行業(yè)面臨燃料產(chǎn)品烯烴、芳烴含量超標、辛烷十六烷值不足等問題，重油加工組合工藝的發(fā)展趨勢則需要進一步提高重油催化裂化技術(shù)水平，提高催化劑的活性、選擇性和穩(wěn)定性[7]。進一步擴大焦化處理的能力，不但提高柴汽比，更加合理的利用重質(zhì)油。

1.2.2 石油加工技術(shù)發(fā)展趨勢

一是在分子層面認識原油，強化分子煉油，發(fā)揮每一個分子的最大作用；二是低成本生產(chǎn)氫氣的技術(shù)；三是劣質(zhì)重油加工技術(shù)；四是新一代催化裂化技術(shù)；五是新一代催化材料技術(shù)。目前劣質(zhì)渣油加工組合工藝也很多，其中推薦較多的方案是催化裂化一延遲焦化一焦炭氣化、溶劑脫瀝青一瀝青氣化一脫瀝青油加氫處理一催化裂化、渣油加氫處理一渣油催化裂化HJ。該技術(shù)的未來發(fā)展將以加氫工藝為主，以提高輕油收率，最大量滿足對運輸燃料和化工原料的需求[8，9]。新一代催化材料是石化行業(yè)不斷發(fā)展變化的重要契機。

2 新催化材料在石油化工中的應用

2.1 納米分子篩在石油化工中的應用

作為催化劑活性組分，分子篩在催化裂化、加氫裂化、汽油改質(zhì)等石油化工過程中的應用已經(jīng)非常廣泛。納米分子篩與普通分子篩相比，具有更多優(yōu)勢。其單個晶粒尺寸小，孔道短，有利于反應物和產(chǎn)物的分子擴散，從而提高了某些反應的選擇性，延緩了結(jié)焦失活。納米分子篩在石油化工中的應用是一個重要的發(fā)展趨勢[10]。

苗海霞等[11]采用沸石晶種有機硅烷化法合成了納米團簇ZSM-5分子篩，與常規(guī)ZSM-5相比，沸石的納米化可使其表面酸中心，尤其是強酸中心的數(shù)目增多，大大提高了大分子的酸性位可接近性。在芳烴芐基化反應中，納米ZSM-5沸石克服了反應分子空間位阻對催化活性的影響，對于較大分子1，3，5-三甲苯的芐基化反應表現(xiàn)出良好的催化活性。

通過合成納米ZSM-5并用作直餾汽油非臨氫改質(zhì)催化劑，在保持較高液體產(chǎn)物收率的情況下，反應溫度明顯降低，操作周期從60多天延長到90天。通過合成納米β分子篩并用作苯與乙烯液相烷基化催化劑，乙烯轉(zhuǎn)化率、乙基化選擇性和乙苯選擇性與常規(guī)β分子篩催化劑的相當，但活性穩(wěn)定性增加，工業(yè)催化劑操作周期由3年延長到5年[12]。

2.2 生物表面活性劑在石油化工中的應用

生物表面活性劑(簡稱BS)是細菌、真菌和酵母在特定條件下，在其生長過程中分泌出的表面活性的代謝產(chǎn)物。與傳統(tǒng)的以石油為原料合成的化學表面活性劑相比，生物表面活性劑具有表面活性高，乳化能力強；具有良好的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性；不會對環(huán)境造成污染和破壞，專一性強，生產(chǎn)工藝簡便；原料價廉易得。因此，隨著社會的進步與發(fā)展和人們環(huán)保意識的增強，生物表面活性劑取代化學合成表面活性劑將成為必然趨勢[13]。

Saeki等[14]直接對培養(yǎng)有生產(chǎn)表面活性劑產(chǎn)生菌Gordoniasp.JE一1058的培養(yǎng)液在無菌環(huán)境下進行噴霧干燥，制成能夠在缺少溶劑情況下有效分散泄漏原油的修復劑JE1058BS；這種修復劑不僅可以通過強化土著海洋微生物的活性來增強泄漏原油的降解，而且它的添加還可以加快原油從被污染的海邊沙灘的驅(qū)除。

楊葆華等[15]發(fā)現(xiàn)生物物表面活性劑具有較強的破乳性，不僅能乳化碳氫化合物，而且無毒，能被生物完全降解，對環(huán)境不造成污染，還能穩(wěn)定其乳化體系、分離、回收石油餾分，提高對資源的再利用。勝利油田應用HRB-4型生物破乳劑取得了顯著的效果：原油含水低于15%，較原來降低10%，凈化油含水≤0.5%。

3 結(jié)論

目前石油化工產(chǎn)業(yè)中，油品煉制多采用組合多種傳統(tǒng)加工技術(shù)工藝來增大產(chǎn)品收益。隨著石油原料的變化及產(chǎn)品質(zhì)量標準的變化，未來的石化行業(yè)需要更多的引入新的技術(shù)，如分子煉油技術(shù)、劣質(zhì)重油加工技術(shù)；以及新納米分子篩催化劑、生物表面活性劑催化劑等來實現(xiàn)石油的更大收益，使得石油化工行業(yè)的減少浪費、減少污染。

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