提高石脑油综合利用效率的措施及优化方案

主要内容：作为生产芳烃和烯烃产品的重要原料，石脑油馏分的综合利用是优化炼化一体化加工方案的重中 之重。通过分析石脑油的族组成及轻、重石脑油的组成变化对芳烃和烯烃生产的影响，优化石脑油的加工方案, 为进一步提高石脑油资源综合利用水平提供思路。用关键组分来控制分离精度，代替传统的馏程控制，将石脑 油进行烷烃正构、异构分离，特别是将轻石脑油进行烷烃正构、异构分离，正构轻石脑油送至乙烯装置作原料对 乙烯及总烯烃收率的提高更为有利。调整重整装置的进料组成，提高芳烃收率，实现增产芳烃产品的目的。上 述措施对优化炼化一体化原油加工方案、提高石脑油资源综合利用更为有效。

近年来，中国炼油工业通过改扩建与新建相 结合的方式，炼油规模迅速扩大，产能增长很快, 燃料油市场日渐饱和，产能过剩的矛盾凸显，如 何依托现有加工设施实现资源利用价值的最大 化，由燃料型向化工型转变，实现炼油化工一体 化，将过剩的炼油产能转化为化工产品产能的方 案越来越受到大家的关注。作为生产芳烃和烯烃产品的重要原料一一石脑油馏分的综合利用 已成为优化炼化一体化加工方案需要考虑的关 键因素。在常规的炼化一体化原油加工方案中，石脑油的去向主要有：轻石脑油送至烯烃生产装置作 原料，重石脑油作为重整原料生产芳烃产品或高 辛烷值汽油组分。

根据芳烃和烯烃的生产特点, 富含正构烷烃的轻石脑油更有利于烯烃的生产, 富含异构烷烃的重石脑油更有利于芳烃的生产。因此，本课题通过分析石脑油的来源、族组成，调 整轻、重石脑油各组分的构成比例，为提高石脑油 资源综合利用水平提供思路。

1石脑油组成分析

1.1石脑油的来源

一般来讲，石脑油馏分是原油中从常压蒸馏 开始馏出的温度（初馏点）到180 C或200 C的 轻馏分。组成石脑油的单体烃种类繁多，所占比 例相差十分悬殊；随着馏分变重，所含单体烃的 数目也将迅速增加。炼油厂中石脑油主要分为 两类：一类为直馏石脑油，来自于常压蒸馏装置, 其性质受加工原油的限制；另一类为二次加工装 置产生的石脑油，如加氢裂化石脑油、焦化石脑 油、催化裂化石脑油、重整抽余油及蒸汽裂解抽 余油等。

加氢裂化重石脑油中环烷烃含量较高，杂质 含量低，是比较理想的重整原料；加氢裂化轻石脑 油、重整戊烷油中异构烷烃含量较高，研究法辛烷 值（RON）约为80左右，可考虑作为成品汽油调合 组分或乙烯原料。焦化石脑油中氮、硫等含量比 直馏石脑油高，烷烃含量也相对较高（质量分数大 于65%）,加氢精制后是良好的乙烯原料，也可作 为重整原料的一部分；重整抽余油烷烃含量高，环 烷烃及芳烃含量低,也可用作乙烯原料。

催化裂化石脑油的性质与数量不仅与原料性质有关，还取决于操作参数和催化剂性能，其单体 烃的构成主要以烷烃、烯烃、芳烃为主，环烷烃含 量较少，且烷烃、烯烃多为异构产物，相对于其他 石脑油馏分，催化裂化石脑油RON可达93左右, 不是理想的重整原料和乙烯原料，结合国内汽油 市场情况 ， 催 化 裂 化 石脑 油 加 氢 后 多 用 于 全 厂 成品汽油的生产。其他的石脑油馏分，如重芳烃，其产量及组成 取决于重整原料的组成及馏程。其中C9+重芳烃 中富含三甲苯，占比为50%〜70%。

目前，国内外 对C9+重芳烃的利用主要有3种途径：①出售或掺 混汽油，但随着环保要求的日益严格，汽油、柴油 质量升级加速，这一方面的利用呈下降趋势；②对 其按不同组分分离出价值较高的化工产品，然后 再进一步加工成精细化工产品，但由于市场容量 有限，这一方面的利用不可能全面推广；③重质芳 烃轻质化，将重芳烃脱烷基生成附加值较高的苯、 甲苯、二甲苯等基本石油化工产品，再将不能转化 的均四甲苯、荼、甲基荼等分离出来。

这是一条更有竞争力的利用途径，目前，随着国内对二甲苯 （PX）自给率的逐年提高，普遍考虑将C9+重芳烃 直接用于PX的生产。对比燃料型炼油厂，化工型炼化一体化企业 石脑油资源更为丰富，但性质差异较大。表1列出 了某原油加工量15 Mt/a的炼化一体化企业的石 脑油来源、产量、组成及用途。

从表1可以看出，该原油加工能力15 Mt/a的 炼化一体化企业，石脑油资源总计可达到7 349.5 kt/a,占原油总量的49%。如何利用好这些石脑油 资源,使其在烯烃和芳烃生产中发挥最大作用成 为影响全厂产品方案的核心问题。

1.2石脑油的组成

表2列出了沙特轻质、中质和重质原油的直 馏石脑油馏分（初馏点〜180 C馏分）的族组成。表3列出了沙特轻质原油的直馏石脑油的碳数 分布。

从表2和表3可以看出，沙特轻质、中质、重质 原油中的直馏石脑油馏分中，烷烃占比为73%〜 75%，环烷烃占比为14%〜15%，芳烃占比为9%〜12%，其中正构烷烃占比为31%〜42%，异 构烷烃占比为31%〜44%。不同组成的石脑油馏 分应该送至不同的生产装置进行深加工；用关键 组分来控制组成分布，调配生产烯烃和芳烃的原 料组成更为精准。

2烯烃原料优化

千万吨级炼化一体化企业可用于烯烃生产的原 料主要来自常减压蒸馏（轻烃回收）、催化重整、延迟 焦化、催化裂化、加氢裂化以及芳烃联合等生产装置。在烯烃的生产过程中，不同的原料组成对应不同的烯 烃收率。表4列出了不同组分作原料时烯烃的 收率1。

3连续重整装置原料优化

在以芳烃和烯烃为主要产品的炼化一体化 企业，均配套建设连续重整装置用于生产芳烃和 高辛烷值汽油调合组分。对这类连续重整装置, 其主要原料通常来自轻、重石脑油分馏塔，该塔 塔顶产品为轻石脑油，可送至烯烃装置作原料; 塔底产品为重石脑油，可送至连续重整装置作 原料。

4轻、重石脑油的分馏

石脑油根据馏程分为轻石脑油和重石脑 油。重石脑油作为连续重整装置的进料，一般 控制初馏点在60 C以上。考虑到甲基环戊烷和 环己烷在重整反应过程中生成苯，而正戊烷、异 戊烷和环戊烷在重整过程中不能转化为芳烃，因 此，典型的重整原料中一般包括C6烷烃和环烷 烃，不包括C5烷烃和环烷烃。表7列出了重整原 料中C5〜C6烃的沸点及其调合RON。正己烷和 2-甲基戊烷的沸点分别是6& 7 C和60.3 C，正 戊烷、异戊烷和环戊烷的沸点分别是36. 1,27.8, 49.3 C，因此，重整原料的最低初馏点通常为 60 C⑶。

5轻石脑油组分的综合利用

在传统的炼化一体化加工方案中，经过加氢 精制后的轻石脑油在汽油池辛烷值富余的情况下 可以直接作汽油调合组分，也可以直接送至烯烃 生产装置作原料。随着轻石脑油异构化技术及轻 石脑油正构、异构烷烃分离技术的日趋成熟，加氢 精制后的轻石脑油以C5〜C6烷烃为主，可以送至 轻石脑油异构化装置作原料， 生产辛烷值较高的 汽油调合组分;也可以送至正构、异构烷烃分离装 置，正构烷烃产品送至烯烃生产装置作原料，异构 烷烃产品作汽油调合组分。不同来源的轻石脑油 典型组成见表8。

6结论

(1)通过分析石脑油的族组成变化对催化重 整、烯烃生产的影响，用控制关键组分来分割原料, 代替传统的馏程分割法将是优化炼化一体化原油加 工方案中石脑油资源综合利用的重要环节。将石脑 油进行正构、异构分离，特别是将轻石脑油进行正 构、异构分离,富含正构烷烃的轻石脑油送至乙烯装 置作原料，辛烷值相对较高的富含异构烷烃的轻石 脑油用作汽油调合组分,可显著改善乙烯原料性质, 提高乙烯收率。根据市场需求，适时调整重整原料, 改变重整产物分布,优化苯、甲苯、二甲苯等芳烃的 生产,对提高装置的经济性作用显著。

(2)在炼化一体化的原油加工方案中，通过优 化连续重整装置的原料，可充分发挥连续重整装 置的技术优势，实现最大化生产芳烃产品的目的；调整烯烃原料的组成，充分利用烯烃生产技术特 点，可提高原料利用率，最大化生产低碳烯烃。这 些方法对提高石脑油资源的综合利用效率，增强 企业的竞争性，提高企业应对市场变化的能力具 有重要意义。