石腦油分離技術(shù)進展與應(yīng)用研究

王小青　張連文

摘 要：近年來隨著煤化工產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，新能源領(lǐng)域的不斷壯大，越來越多的煤化工企業(yè)致力于開展石腦油分離技術(shù)。本文結(jié)合當前我國石腦油分離技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展狀況進行系統(tǒng)的了解和研究，探尋我國石腦油分離技術(shù)在煤化工企業(yè)的應(yīng)用前景，并針對分離技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用作更深層次的研究。

關(guān)鍵詞：石腦油；分離技術(shù)；發(fā)展應(yīng)用

在化工企業(yè)生產(chǎn)過程中，將原料油進行蒸餾或者進行二次加工得到的一種輕質(zhì)油品稱之為石腦油。二次加工的技術(shù)可分為加氫裂化、催化重整等均可將原料油制成石腦油。煤化工石腦油近年來才開始被人們所熟知，它是煤制天然氣、煤制甲醇、煤制油等新興化工企業(yè)研發(fā)的產(chǎn)出物，主要由烷烴、芳烴等組分組成，與石油二次加工和原料油蒸餾而出的石腦油有較大不同。在傳統(tǒng)方向上，我國煉油化工企業(yè)主要利用石腦油采取輕重切割的技術(shù)手段，把重石腦油作為重整原料，而把輕石腦油則作為汽油調(diào)和組分或乙烯原料，這種傳統(tǒng)的利用方式并不能夠?qū)⑹X油在烴族組成上的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。因此，對有限的石腦油資源如何進行高效的利用，使其在企業(yè)生產(chǎn)過程中創(chuàng)造最大的經(jīng)濟效益，已成為煉油化工一體化企業(yè)所面臨的重要問題。

1 石腦油烴族滿足不同用途的需求

1.1 蒸汽裂解原料需求

蒸汽裂解原料需要含量較高的正構(gòu)烷烴，蒸汽裂解工藝若以石腦油為原料則其主要的生產(chǎn)產(chǎn)品即為乙烯，這也是生產(chǎn)乙烯的一種主要技術(shù)手段。蒸汽裂解工藝若以自由基為基礎(chǔ)的條件下，則裂解的結(jié)果受原料自身性質(zhì)的直接影響，其整個工藝的產(chǎn)品收率及裂解性能主要是由原料中碳分子量、異構(gòu)烷烴、正構(gòu)烷烴、芳香烴以及環(huán)烷烴所決定。參照整個工藝試驗所得出的典型烴類裂解產(chǎn)物分布圖可以得出：正構(gòu)烷烴的乙烯、丙烯、丁二烯收率普遍較高，異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴則次之。

1.2 重整原料需求

高含量的芳香烴以及環(huán)烷烴是重整原料的根本需求。若生產(chǎn)芳香烴采用催化重整工藝，則芳香烴產(chǎn)率和重整裝置的液收很大程度上受原料的餾程和烴族組成的影響。通常采用芳香烴指數(shù)或芳香烴潛含量作為標識重整原料優(yōu)劣的核心指標，其對應(yīng)的關(guān)系就是：重整生成油的芳香烴產(chǎn)量以及辛烷值隨著原料中的芳香烴和中烷烴的含量越高而變得越大。

1.3 汽油調(diào)和組分需求

高含量的異構(gòu)烷烴是汽油調(diào)和組分的根本需求。石腦油中的部分異構(gòu)烷烴的辛烷值較高，而且，具有不含烯烴、芳香烴的優(yōu)點，是比較理想的清潔汽油調(diào)和組分。部分正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴的辛烷值都滿足清潔型汽油調(diào)和組分的需求。

2 石腦油分離技術(shù)進展狀況

石腦油的分離技術(shù)無論在國內(nèi)方向還是國外方向都是以從石腦油中分離出芳香烴和正構(gòu)烷烴為核心目的，對于如何有效分離環(huán)烷烴和異構(gòu)烷烴的技術(shù)還未見出現(xiàn)。具有代表性的正構(gòu)烷烴分離技術(shù)有美國UOP公司的Isosiv工藝和MaxEne 工藝，華東理工大學(xué)的固定床雙塔并聯(lián)石腦油吸附分離工藝等。芳香烴抽提主要用于從重整生成油和裂解汽油中分離芳香烴，目前，未用于直餾石腦油的分離。

2.1 MaxEne 工藝

石腦油的全餾分分離工藝就叫MaxEne 工藝。該項工藝的技術(shù)特點就是將全餾分石腦油中的正構(gòu)烷烴通過吸附分離裝置進行分離，這種辦法能夠有效提升正構(gòu)烷烴在裂解裝置中的濃度，進而實現(xiàn)乙烯收率的提升，這種技術(shù)在保障丙烯收率不變的條件下，能夠?qū)⑹X油裂解裝置中的乙烯收率提升30個百分點。該項工藝中選擇的吸附劑為定型選擇類型，吸附分離過程在移動床中進行，正構(gòu)烷烴先從石腦油中選擇性吸附，然后用烷烴類解吸劑解吸，解吸劑用分餾法回收并循環(huán)使用。

2.2 Isosiv 工藝

通常把美國UOP公司研發(fā)的原料采用輕石腦油餾分進行正構(gòu)烷烴吸附分離的工藝稱作Isosiv 工藝，該項工藝的吸附劑采用分子篩進行輕石腦油中的正構(gòu)烷烴分離。該項工藝研發(fā)的最初目的是為了獲取化工原料，將分離得到的95%-98%質(zhì)量分組的正構(gòu)烷烴經(jīng)精餾獲取單體正構(gòu)烷烴，其他組分直接調(diào)和汽油。現(xiàn)階段該項工藝主要用來生產(chǎn)高辛烷值汽油調(diào)和組分，而正構(gòu)烷烴作為副產(chǎn)品給化工廠或異構(gòu)化裝置作為原料。

2.3 雙塔并聯(lián)石腦油吸附分離工藝

這項工藝是華東理工大學(xué)依照5A分子篩擇形吸附的特點而研發(fā)出的一種利用固定床雙塔并聯(lián)吸附過程，實現(xiàn)石腦油正異構(gòu)組分分離的工藝，該項工藝還耦合催化重整工藝和乙烯裂解工藝，實現(xiàn)優(yōu)化芳香烴和乙烯收率的根本目標。

3 石腦油分離技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用前景

當前我國石腦油原油采用傳統(tǒng)的輕重切割的加工方式，通過對某個特定直餾石腦油的性質(zhì)分析不難看出，當前的石腦油利用方式并不能夠?qū)⑹X油的組分充分利用，其主要原因是：首先，部分芳香烴和環(huán)烷烴成分存在于輕石腦油的乙烯原料當中，易生焦，且影響三稀質(zhì)量收率；其次，重石腦油重整原料中含量有部分正構(gòu)烷烴，影響重整裝置操作及液體質(zhì)量收率。

綜上所述，當前我國國內(nèi)原油加工較重，石腦油收率能力偏低，催化重整和乙烯裂解的原料之爭一直困擾著我國煤化工生產(chǎn)企業(yè)，石腦油中的正構(gòu)烷烴與非正構(gòu)烷烴通過石腦油分離技術(shù)進行分離，能夠有效提升我國石腦油的利用率，進而實現(xiàn)優(yōu)化乙烯原料和重整原料的根本目標。因此，石腦油分離技術(shù)必將成為未來石腦油資源優(yōu)化利用的主要發(fā)展方向。

參考文獻：

[1]徐承恩.催化重整工藝與工程[M].北京：中國石化出版社，2009：100-101.