原油最大化生产化工原料的技术思考及相关技术开发

2019-11-05许友好汪燮卿舒兴田

石油炼制与化工 2019年11期

许友好，汪燮卿，舒兴田

(中国石化石油化工科学研究院，北京 100083)

2017年全球汽油、煤油、柴油等成品油消费量平均增速为2.1%，乙烯、丙烯、丁烯、苯及二甲苯消耗量的平均增速为5.6%。预计从2018年到2026年，全球汽油需求量复合年均增长率将低于1%，但丙烯增长约4%，对二甲苯增长约5%。此外，石化产品是更有价值的产品，对二甲苯比石脑油价格高约400美元/t，丙烯比丙烷价格高约500 美元/t[1]。全球化学品需求在未来10年仍将保持年均4%的增速，高于年均3%的全球GDP增速，相比之下，同期全球运输燃料需求年均增速仅略高于1%，主要原因是燃油效率的提高和非化石燃料汽车的快速发展。据国际能源署(IEA)预测，化工原料占世界石油需求增长的比例，到2030年会超过三分之一，到2050年会接近50%，相当于日加工原油量增加7.0 Mbbl(1 bbl≈159 L)。预计2035 年美国汽油需求量将比2018年下降15%，柴油需求量将下降6%。同时，全球对石化产品的需求增长率预计将是燃料的3～6倍[2]。我国成品燃料消费量增速也是持续放缓，预计汽油消费量2025年将达到峰值，柴油消费量己接近峰值，喷气燃料在2030年前将持续增长。

由于化工原料需求一直保持较高的增速，将成为原油需求增长的主要驱动力，因此，原油生产化工原料是石油炼制企业转型升级、提质增效的主要手段之一。燃料和石化市场发展的因素不断变化，给石油化工行业带来了挑战和机遇。石油炼制与石油化工将向更大规模和更紧密一体化方向发展，通过炼化一体化建设和密切协调上下游生产，消耗更少的能量，消除废物，同时使化学品产量不断提高，通过技术的变革，原油制化学品比例有望由现有的10%提高到50%以上，燃料产率降至30%以下。因此，有必要研究和思考原油最大化生产化工原料化技术。

1 原油生产化工原料技术现状

基于目前技术现状及未来技术发展，原油生产化工原料技术途径分为原油最大化生产成品油与化工原料、原油最大化生产化工原料和原油直接生产化工原料，其工艺路线见图1。

原油生产成品油与化工原料技术是将原油经过常减压蒸馏装置后，生成的石脑油进入催化重整装置和蒸汽裂解装置，经后续的分离、精馏、转化等工艺处理后，生产乙烯、丙烯、丁烯、苯、甲苯、二甲苯等化工原料。该工艺流程难以生产更多的化工原料，石脑油的收率约为8%，即使炼油与化工一体化企业，石脑油的收率也只有17%～20%。随着新能源汽车和乙醇汽油等交通替代燃料的快速发展，油品消耗量和价格逐步下降，采用原油生产成品油与化工原料技术，不仅在数量上将无法满足日益增长的化工原料需求量，而且在市场需求、投资回报率方面均无法与原油最大化生产化工原料技术、原油直接生产化工原料技术进行竞争[3-4]。

原油最大化生产化工原料技术主要采用沸腾床或浆态床渣油加氢裂化工艺、蜡油加氢裂化工艺和柴油加氢裂化工艺以及优化工艺流程，将原油中的重质烃类转化成分子较小的烃类并提高其碳氢比，为芳烃生产单元提供最大化的重石脑油原料，石脑油收率达到40%以上，进而实现石化产品产量最大化目标，其工艺流程如图2所示。国内几家民营企业采用此流程来生产BTX(苯、甲苯、二甲苯)化工原料[4]。

图1 原油生产化工原料工艺路线

图2 原油最大化生产化工原料工艺流程

原油直接生产化工原料技术特点是省略了常减压蒸馏等炼油装置，使得工艺流程大为简化。最具代表性的技术是埃克森美孚(ExxonMobil)公司开发的原油直接转化为低碳烯烃的新型蒸汽裂解工艺技术[3，5]。该工艺绕过常规炼油过程，将原油直接供给裂解炉，并在裂解炉对流段和辐射段之间加入一个闪蒸罐。其工艺原则流程是将原油在对流段预热后进入闪蒸罐，气液组分分离，气相(76%)进入辐射段进行裂解，底部重质液相(24%)则作为其他炼油装置原料或者作为燃料油直接出售。2014年1月，全球唯一一套商业化运营的原油直接制烯烃装置在新加坡投产，从原油直接生产乙烯的能力为1.0 Mt/a。

该工艺要求原油中含有较多的轻馏分，这是因为原油中重馏分未采用较先进的处理方法。如果原料中重馏分过多，重馏分只是简单地转化为燃料油，会导致该技术市场竞争力降低。

原油直接生产化工原料另一条技术路线是原油直接进入加氢裂化装置，脱除原油中的硫并将高沸点组分转化为低沸点组分，之后经过蒸馏分离，蜡油及更轻的组分进入蒸汽裂解装置，重组分则进入多产低碳烯烃的催化裂解装置，如图3所示。沙特阿美(Saudi Aramco)公司及沙特基础工业公司(SABIC)计划以阿拉伯轻质原油为原料，采用原油直接加氢裂化和沙特阿美公司自主研发的深度催化裂化装置为核心，直接最大化生产低碳烯烃，化工原料收率约45%，该技术尚未建成商业化运营装置[3，6-8]。据沙特阿美公司相关部门测算，采用此技术路线，原油直接制石化产品的成本比石脑油蒸汽裂解低200美元/t。

如果原油中重金属含量过高，而加氢裂化工艺脱金属率为70%～80%，则会导致后续的催化裂解装置难以处理金属含量过高的加氢重油。需要在催化裂解装置前再设溶剂脱沥青(Solvent deasphalting，SDA)装置除去加氢重油中的重金属。此外，原油先经加氢裂化工艺处理，将其中的大分子裂解成小分子，不利于后续的催化裂解装置多产低碳烯烃。

图3 原油直接生产化工原料工艺流程

20世纪80年代中期以来，中国石化石油化工科学研究院(石科院)致力于重油催化裂解制取低碳烯烃技术的研究，开发出以重质油(减压馏分油、焦化蜡油及渣油等)为原料生产低碳烯烃的催化裂解(Deep Catalytic Cracking，DCC)工艺，原料油经水蒸气雾化后进入反应器与再生后的高温催化剂接触，反应在提升管加密相流化床反应器进行，采用专用催化剂[9-10]。以石蜡基馏分油为原料，丙烯收率超过24%，乙烯、丙烯和丁烯收率之和超过 40%。

在DCC技术成功工业化以后，石科院又开发出由重质油直接制取乙烯和丙烯的催化热裂解(Catalytic Pyrolysis Process，CPP)工艺，具有最大量乙烯、最大量丙烯以及乙烯和丙烯兼产等多种生产方案。相对于蒸汽裂解工艺，CPP工艺扩宽了乙烯的原料来源，降低了乙烯原料成本，同时反应温度低于蒸汽裂解工艺，因而装置能耗显著降低。2009年8月，CPP工艺已成功实现了工业化，随后许可到多家石化企业。

现在DCC技术最大单套装置处理能力为4.5 Mt/a，是在全球范围内最具有竞争力多产低碳烯烃的催化裂化技术，被誉为“在炼油和化工之间架起了桥梁”。可以预见，DCC和CPP技术在原油直接生产化工原料工艺流程中将发挥核心作用。

基于国内外原油生产化工原料技术方案和石科院多年在这方面的研究积累，概括原油最大化生产或直接生产化工原料方案如下：①最大量乙烯，兼顾丙烯和BTX；②最大量乙烯和丙烯，兼顾BTX；③最大量丙烯，兼顾乙烯和BTX；④最大量丙烯和BTX，兼顾乙烯；⑤最大量BTX，兼顾乙烯和丙烯。

前3个化工原料生产方案的基础流程是原油的轻馏分作为蒸汽裂解装置原料，而重馏分作为催化裂解装置原料。后2个化工原料生产方案基础流程是原油的轻馏分作为催化重整装置原料，而重馏分作为加氢裂化装置原料。由此可以看出：开发重馏分高效深度转化技术是原油最大化生产或直接生产化工原料的关键。

从化工原料需求来看，重馏分转化有两个方向，一是低碳烯烃，二是苯、甲苯和二甲苯。当原油最大化生产或直接生产苯、甲苯和二甲苯时，重馏分高效深度转化的核心技术是加氢裂化工艺。加氢裂化工艺可以将原油中的重质烃类转化成分子较小的烃类，有利于最大化生产芳烃所需的重石脑油原料。但原油中的重馏分经加氢裂化工艺处理后，其烃类分子结构发生变化，部分链烷烃或烷基侧链发生裂解反应，从而不利于多产低碳烯烃化工原料。

而高烯烃选择性的原油直接生产化工原料技术仍未得到足够的重视。一旦原油高效转化低碳烯烃技术开发成功，原油最大化生产或直接生产化工原料技术将大幅提升低碳烯烃、BTX等石油化工原料的供应量，特别是原油直接生产化工原料技术，随着原油中重馏分高效转化工艺持续不断的进步，化工原料收率可达到70%以上，将形成规模效应、成本优势，从而带来巨大的经济效益和强有力的竞争力，推动石化行业发生革命性的改变。

2 原油高选择性生产低碳烯烃技术开发关键

2.1 原油组成及化工原料种类

开发原油高选择性生产化工原料技术首先要评估原油组成，尽可能地实现原油结构组成与化工原料类型在分子结构上高度匹配，这是高效利用石油资源的前提条件。原油是一种极为复杂的混合物，品种繁多，大部分属于中间基，少部分属于石蜡基。即使同属中间基原油，原油性质与组成也存在差异，如高硫中间基、含硫中间基和低硫中间基。从石油资源高效利用角度来看，原油生产化工原料技术必须要实现原油结构组成与化工原料类型在分子结构上的匹配。

原油分类法通常是以原油中特定的轻、重两个馏分的API重度为指标。由于每种原油的轻、重馏分不一定同属一类，因此，原油按轻、重馏分分类，共计9类原油。而石蜡基-环烷基、环烷基-石蜡基原油极为罕见，大部分原油属于其他7类[11]。

特性因数(K)是原油分类常用的方法之一，K≥12.1的原油称为石蜡基原油；在12.1～11.5之间的原油称为中间基原油；在11.5～10.5之间的原油称为环烷基原油。实际上K值分类法就是依据油品族组成来分类的，烷烃K值为12.7；环烷烃K值为11.0～12.0；芳烃K值为10.0～11.0。

对于催化裂解工艺，低碳烯烃收率和BTX收率与原料油性质之间的关系列于表1。从表1可以看出，石蜡基原料有利于多产低碳烯烃，中间基原料有利于多产BTX。原料油特性因数可作为衡量原料的低碳烯烃和BTX潜在产率的重要指标。

表1 催化裂解工艺的低碳烯烃收率和BTX收率与原料油性质之间的关系

K值是平均沸点和相对密度的函数。由于同时考虑原料的馏程和密度，K值大小较好地反映原料催化裂解能力，尤其能够反映原料催化裂解生产低碳烯烃的潜在趋势。当密度相近时，平均沸点越高，其K值越大；当平均沸点相近时，密度越小，其K值越大。由于减压渣油含有较多的沥青质和胶质，沸点特别高，造成难以测量减压渣油的平均沸点，因而无法准确地计算出减压渣油的K值。实际上沥青质和胶质分子大，氢含量低，富集大部分杂质和金属，最好通过物理分离方法将其分离出去，留下的饱和烃和芳烃再进行原料组成评估，此时可以采用K值大小来评估其加工途径。

当主要生产BTX时，原油最好选择中间基、中间基-环烷基或环烷基-中间基；当主要生产低碳烯烃时，原油最好选择石蜡基、中间基-石蜡基、石蜡基-中间基。

2.2 原油重馏分高选择性催化裂解生产低碳烯烃工艺

原油直接生产低碳烯烃的核心技术是原油中重馏分高烯烃选择性催化裂解工艺。DCC和CPP工艺可以将原油中重馏分直接转化为低碳烯烃。但DCC和CPP工艺仍有巨大的改善和优化空间。CPP工艺存在着乙烯与甲烷产率同时增加问题，需要开发提高乙烯收率、而降低甲烷产率的技术。或者退而求之，开发甲烷再利用技术。DCC工艺存在着丙烯选择性与重油转化能力难以协调的问题，同时干气产率较高，对石油资源高效利用产生不利的影响。从石油资源高效利用角度来看，将低碳烯烃选择性和重油转化能力分开处理，基于此，石科院开发了重馏分高烯烃选择性催化裂解工艺技术(High Olefin Selectivity Deep Catalytic Cracking Process，简称HOS-DCC或HOS)[12]。HOS工艺特点是产品中的烯烃含量较高，这些烯烃可作为生产丙烯前身物，从而可以生产更多的丙烯。由于HOS工艺产品中的烯烃含量较高，同时干气产率较低，因此，HOS工艺不仅从产物分布上节约氢资源，而且从产品中的氢分布来提高氢的有效利用率。

2.3 HOS工艺中型试验探索研究

HOS工艺中型试验是在连续流化催化裂化装置上进行的，以变径流化床为反应器，采用专用催化剂。试验所用的原料油为大庆蜡油加30%减压渣油(简称大庆VGO + 30%VR)。其性质为密度(20 ℃)0.890 5 g/cm3，残炭2.94%，氢质量分数13.18 %，饱和烃、芳烃、胶质、沥青质质量分数分别为64.5%，24.2%，11.1%，0.2%。操作条件和产物分布列于表2。表2同时列出大庆VGO催化裂解中型试验结果以作对比。

从表2可以看出，HOS工艺具有液化气收率高而干气产率低的特点，液化气与干气产率之比在10左右，而DCC工艺的液化气与干气产率之比一般在4.0以下；HOS工艺液化气中的丙烯质量分数为47.75%，而DCC工艺液化气中的丙烯质量分数为49.81%；HOS工艺液化气中的丙烯与丙烷质量比高达11.08，丁烯与丁烷质量比在5.77以上；而DCC工艺液化气中的丙烯与丙烷质量比只有6.34，而DCC工艺液化气中的丁烯与丁烷质量比为3.98。因此，HOS工艺的液化气中烯烃含量较高，这意味着液化气消耗更少的原料中氢，此外，低碳烯烃比低碳烷烃具有更高的应用价值。

此外，HOS工艺产物中有催化裂化馏分油(简称FGO)，其性质不同于一般减压蜡油性质，含有较多的多环芳烃，且芳烃侧链多为短侧链。当采用加氢处理技术加工这种类型的馏分油时，多环芳烃易于加氢饱和，而短侧链难以断裂，从而更有利于提高加氢过程中氢的有效利用率。

表2 HOS和DCC工艺中型试验操作条件和产物分布

3 重馏分最大量生产丙烯和BTX深度集成工艺

3.1 集成工艺开发思路与工艺特点

原油中重馏分催化裂解工艺作为原油高选择性地生产低碳烯烃核心技术，在现有的DCC和CPP工艺基础上，需开发更高烯烃选择性的重馏分催化裂解工艺包括：①多产乙烯；②多产乙烯和丙烯；③多产丙烯。

乙烯产品作为最重要的石化原料之一，需求量占石化产品的75%以上。传统的乙烯生产路线是由原油加工分离出的轻质组分(如石脑油)在裂解装置中生产乙烯和丙烯等产品。多产乙烯、多产乙烯和丙烯的重馏分催化裂解工艺目前在乙烯收率上仍然难以与蒸汽裂解工艺竞争，主要原因是其乙烯选择性受甲烷生成速率过快的影响而难以明显改善。需要开发新的催化材料和催化反应工程，方可解决重馏分催化裂解工艺乙烯选择性过低问题。

多产丙烯的重馏分催化裂解工艺开发可以HOS工艺为核心，采用专用催化剂，尽可能提高产品中的烯烃选择性，重油转化的问题留给后续的加氢处理技术，加氢处理技术用来提高难以裂解的重油的可裂化性能，从而将烯烃选择性与重油转化能力之间矛盾分开，分别加以解决；同时开发多产丙烯前身物技术以实现丙烯收率最大化，不追求单程丙烯收率最大化；为了降低干气产率，减少甲烷生成，不追求乙烯作为目标产品。基于此，石科院提出烯烃定向催化裂解工艺(Olefin Orientation Catalytic Cracking，OOCC)，以实现重馏分最大量生产丙烯和BTX。OOCC工艺由5个子工艺构成，其子工艺相互关系与原则流程见图4，5个子工艺分别如下：

1)子工艺一：重馏分高烯烃选择性催化裂解工艺，该工艺采用由变径流化床反应器与高烯烃选择性催化剂构成的反应系统，采用较合理的高反应温度和较大的注水量以尽可能提高产品中的烯烃选择性。

2)子工艺二：FGO高压加氢处理技术以提高重油(多环芳烃)可裂化性能，该工艺采用较高反应压力和适度开环的专用加氢催化剂。

3)子工艺三：高烯烃汽油精细切割与分离技术。

4)子工艺四：丙烯前身物制备技术。

5)子工艺五：反应物有序分级裂化反应技术，以最大量生成丙烯和BTX，实现石油资源高效利用。

根据企业和市场情况，丁烯可直接作为化工原料，不作为制备丙烯的原料。通常1-丁烯是较为重要的化工原料，2-丁烯是烷基化原料。

图4 OOCC工艺中的5个子工艺流程及相互关系

3.2 重馏分最大量生产丙烯和BTX的OOCC工艺部分试验结果及预测

以表2所列HOS产物分布为基础方案1。对产率为22.09%的FGO进行加氢处理，再进行HOS试验，以试验产物分布为依据，对加氢FGO进行分割计算，计算出的产率加到方案1所列的产物中，得到方案2(方案1+加氢FGO回炼)产物分布。将方案2所列的汽油中C5～C8烯烃转化为C3和C4烯烃，得到方案3(方案2+汽油烯烃处理与回炼)产物分布。将方案3所列的液化气中C4烯烃转化为C3烯烃，得到方案4(方案3+丁烯叠合与叠合物回炼)产物分布。这4个方案的产物分布见表3。由表3可见，方案4的丙烯收率高达52.90%，BTX收率约为15%，此外乙烯收率约3%。

表3 OOCC工艺部分试验结果及计算结果

1)加氢后FGO氢质量分数提高0.6百分点，原料氢质量分数合计为13.78%。

2)产品氢质量分数为13.78%。

3.3 OOCC工艺反应系统工艺流程

OOCC工艺反应与再生系统工艺流程见图5。预提升介质经管线由提升管反应器底部进入，在预提升介质的提升作用下，再生催化剂沿提升管向上加速运动，BTX前身物经喷嘴注入提升管反应区Ⅰ的底部，与提升管反应器已有的物流混合，难裂解原料在热的催化剂上发生裂化反应，并向上加速运动。丙烯前身物经喷嘴注入提升管反应区Ⅱ的底部，与提升管反应器已有的物流混合，烯烃及叠合原料在较热的含有少量炭的催化剂上发生裂化反应，并向上加速运动；新鲜原料经喷嘴提升管反应区Ⅲ的底部，与提升管反应器已有的物流混合，在含有一定炭的较低温度的催化剂上发生裂化反应，并向上加速运动。生成的油气和失活的待生催化剂经管线进入沉降器中的旋风分离器，实现待生催化剂与油气的分离，油气进入集气室，催化剂细粉由料腿返回沉降器。沉降器中待生催化剂流向汽提段，与来自管线的蒸汽接触。从待生催化剂中汽提出的油气经旋风分离器后进入集气室。汽提后的待生催化剂经斜管进入再生器，主风经管线进入再生器，烧去待生催化剂上的焦炭，使失活的待生催化剂再生，烟气经管线进入烟机，再生后的催化剂经斜管进入提升管。集气室中的油气经过大油气管线，进入后续的分离系统，分离得到的乙烯、丙烯、C4～C8烯烃、BTX前身物、FGO以及其他物流。大于260 ℃的FGO馏分经管线送到加氢处理单元，加氢FGO与新鲜原料混合注入提升管反应区Ⅲ的底部。C4～C8烯烃经管线送到丙烯前身物处理单元，生成的丙烯前身物注入提升管反应区Ⅱ的底部，分离出的BTX前身物注入提升管反应区Ⅰ的底部[13-15]。

图5 OOCC工艺反应和再生系统工艺流程

4 原油高选择性生产化工原料工艺流程重要节点

原油高选择性生产低碳烯烃工艺仍然需要轻重馏分的分离。原油通过初蒸馏切割，轻馏分进入蒸汽裂解或催化重整，拔头原油直接进入重馏分最大量生产丙烯和BTX的OOCC深度集成工艺单元，其流程见图6。如果拔头原油含有较多的金属，可在OOCC装置前设置溶剂脱沥青装置，脱油沥青送到接触裂化-焦炭气化一体化(Resid Contact Cracking and Coke Gasification Integrated Technology，RGCT)装置或部分氧化造气(Partial Oxidation，POX)装置。

图6 原油最大量生产丙烯和BTX工艺原则流程

4.1 蒸汽裂解和催化重整

蒸汽裂解和催化重整工艺是十分成熟生产化工原料的技术。在原油最大化生产或直接生产化工原料工艺流程中，蒸汽裂解和催化重整技术是加工原油轻馏分的核心技术。当以生产低碳烯烃化工原料为主时，蒸汽裂解工艺将起到更大的作用；当以生产BTX化工原料为主时，催化重整工艺将起到更大的作用。

4.2 渣油加氢裂化和渣油催化裂解

4.2.1 渣油加氢裂化沸腾床加氢裂化工艺可以加工高硫、高残炭、高金属含量的劣质渣油。沸腾床反应器内存在强烈返混，利于传质和传热，床内温度比较均匀，轴向几乎没有温度梯度。在运转过程中可以在线补充新鲜催化剂和卸出失活的催化剂，使装置开工周期延长，一般可连续运转3～4年。催化剂的补充速率可以根据原料性质变化和目标产物质量需求随时调整，转化率可在50%～90%之间调控。沸腾床加氢裂化工艺处理混合阿拉伯原油的减压渣油在中等转化率和深度转化率两种情况下的产品性质见表4。从表4可以看出：与原料VR相比，加氢后的渣油(HVR)在高转化率时更为劣质；加氢VGO(HVGO)性质较好，可满足催化裂化工艺对原料油性质的要求[16]。

浆态床(悬浮床)加氢裂化技术与固定床、沸腾床技术均有不同。浆态床重油加氢裂化是指渣油馏分在临氢与充分分散的催化剂(和/或添加剂)共存条件下于高温、高压下发生热裂解与加氢反应的过程，原料可以是极其劣质的渣油甚至是煤和渣油的混合物，而处理所得产品是硫含量很低的石脑油、柴油、蜡油等，主要为柴油，渣油转化率超过90%，脱硫率为60%～70%，脱氮率为30%～40%，降残炭率为80%～95%，脱金属率为70%～90%。

表4 沸腾床加氢裂化工艺的原料及产品性质

沸腾床加氢裂化工艺较为成熟，脱金属率为60%～80%，未转化油收率为10%～50%，而浆态床加氢裂化工艺较为复杂，处于开发中，未转化油收率小于10%。当渣油加氢裂化装置为后续馏分油加氢裂化装置或催化裂解装置提供原料时，必须设置溶剂脱沥青装置，脱除未转化油及重金属。溶剂脱沥青工艺可能成为未来原油制化工原料工艺流程中的必备工艺。

4.2.2 渣油催化裂解早在20世纪50年代，在石油化工开始发展的初期，德国鲁奇公司开发出砂子炉裂解技术，以重质油作原料，生产乙烯、丙烯等轻质烯烃。随着石油化工迅速发展，以石脑油为原料的蒸汽裂解技术成为生产轻烯烃的主宰技术。但对重质油制低碳烯烃的研究还在继续，最有代表性的是原民主德国科学院有机化工研究所的热催化蒸汽裂解工艺，其构想的新颖性在于将多相催化剂用于蒸汽裂解过程，以促进原料的裂化深度。但低碳烯烃收率低，分离难度大，未能实现工业化。20世纪80年代，石科院开发出催化裂解工艺(DCC)并实现了工业化，为重质油裂解生产低碳烯烃，特别是丙烯，开启了新篇章。随后国内外开发出多项重质油生产低碳烯烃技术，这方面的研究方兴未艾[9]。

重馏分催化裂解工艺开发可以在多产乙烯、多产乙烯和丙烯或多产丙烯3个方向上进行深入研究。对于多产乙烯、多产乙烯和丙烯技术，现有技术仅单靠提高反应温度增加乙烯收率，伴随着甲烷产率明显地增加，甚至与乙烯收率增加幅度相当，详细结果列于表5，从而造成石油资源的浪费。必须从催化剂及催化材料、催化反应工程入手，开发出乙烯选择性更好的催化反应技术。因此，多产乙烯、多产乙烯和丙烯技术仍有较大的研究开发空间。

表 5 干气、甲烷和乙烯产率随反应温度的变化

多产丙烯技术有望借助OOCC工艺开发，基于烯烃生成与重组以及其他烃类的重组技术理念，在较低的反应温度下，大幅度提高烯烃以及丙烯生成的选择性同时，降低烷烃尤其甲烷、乙烷和氢气生成，从而使丙烯收率大幅度增加。

4.3 溶剂脱沥青

溶剂脱沥青工艺是脱去减压渣油中的沥青质及部分胶质的过程。由于渣油中所含的重金属绝大部分存在于胶质、沥青质中，因此，脱除沥青质及部分胶质就意味着溶剂脱金属，这为催化裂化或加氢裂化工艺提供残炭和重金属含量均较低的原料。脱油沥青的组成以沥青质、胶质为主，并含有多环芳烃，可作为道路沥青或其调合组分。对于城市炼油厂，脱油沥青可作为RGCT装置或POX装置原料。

渣油溶剂脱沥青采用不同溶剂时，其脱沥青油的产量和性质存在明显的差异，具体试验结果列于表6[17]。这为渣油溶剂脱沥青工艺、催化裂解工艺、RGCT或POX工艺之间流程优化留下巨大空间。

表6 渣油溶剂脱沥青试验结果

4.4 RCGT工艺/POX工艺

针对劣质重油加工中存在的问题和困难，本着提高重油轻质化程度和经济环保的宗旨，石科院依据劣质重油的特点正在开发RCGT工艺[18]。该工艺采用类似催化裂化的工艺过程，采用含有较多的金属、胶质和沥青质的劣质重油为原料，如常压渣油、减压渣油、稠油等。对劣质重油进行脱炭、脱金属，并最大量生产液体产品，脱除的炭原位气化制得富含氢和一氧化碳的气化气，实现清洁生产，提高了原油的利用率，降低能耗。该工艺可以解决延迟焦化存在的问题，是延迟焦化的升级技术。

RCGT工艺是类似于流化焦化和灵活焦化的技术，与之不同点是流化介质不是微颗粒焦炭，而是开发一种具有催化功能的微颗粒接触剂，使原料在接触剂上形成薄层裂化，用流态化的方式高温短接触(接触时间短，秒级)来加工劣质重油，对所产生的焦炭进行原位气化。其优势在于减小液相停留时间，减少二次反应，可以降低干气和焦炭产率，增加液体收率。对于塔河常压渣油，RGCT工艺的液体收率比延迟焦化高5.45百分点，焦炭产率与残炭的比值为1.08，明显小于延迟焦化工艺，试验结果列于表7。

表7 RGCT与延迟焦化产物分布对比

POX工艺是煤制气或石油焦造气过程，由于造气过程中需要提供氧源和一定的反应温度，将以碳为主的煤或石油焦与不足量的氧进行反应，即部分氧化造气。

RGCT和POX工艺不仅处理原油中的沥青质和部分重胶质，同时脱除原油中的重金属。相对于POX工艺，RGCT工艺的优势在于将脱油沥青中的油转化为有效液体组分，这些组分可以回收再处理，同时降低溶剂脱沥青装置操作苛刻度。当以丙烷或丁烷作为溶剂时，脱油沥青最好采用RGCT工艺处理；当以戊烷作为溶剂时，脱油沥青可采用POX工艺或RGCT工艺处理。

当原油最大化生产BTX原料时，渣油加氢、溶剂脱沥青、馏分油加氢和RGCT/POX装置布置见图7。