向 明 燕

(中国石化工程建设有限公司，北京 100101)

为了应对日益严峻的大气污染，我国不断提高对车用汽油清洁化的要求，积极推进车用汽油质量标准升级，使车用汽油质量朝着更加清洁化的方向加速发展。回顾我国车用汽油质量标准升级历程，其总体趋势是降低硫含量、烯烃含量和芳烃含量[1]。

我国汽油池中催化裂化汽油比例高、烷基化油和异构化油比例低[2-4]，使得汽油的烯烃、芳烃含量高，辛烷值偏低。随着车用汽油质量标准的升级，许多企业考虑把辛烷值低的直馏轻石脑油转变成富含异构烃的高辛烷值轻石脑油，来提高全厂汽油池中异构轻石脑油的调合比例，进而提高全厂汽油池辛烷值及改善汽油池的辛烷值分布。

目前炼化企业中，直馏轻石脑油通常直接用作蒸汽裂解原料。但从分子结构来看，轻石脑油中的正构烷烃适合做蒸汽裂解原料，而异构烷烃更适合作汽油调合组分。如果轻石脑油全部作裂解原料，其中的异构烷烃因无法裂解成目标产品而成为装置的无效负荷，浪费原料，增加装置能耗。为了提高轻石脑油的利用价值，实现“宜油则油，宜烯则烯”的原料优化目的，本课题探讨利用吸附分离方法把轻石脑油中的正、异构组分分离并分别利用，考察其对全厂汽油池以及蒸汽裂解产品收率的影响，研究其对提高全厂经济效益的可行性。

1 轻石脑油来源及特点

一般炼油厂的轻石脑油主要包括常减压蒸馏装置轻烃回收单元直馏轻石脑油、加氢裂化轻石脑油和重整戊烷油，不同来源轻石脑油的组成和研究法辛烷值(RON)如表1所示。

表1 不同来源轻石脑油的组成和RON

由表1可以看出：轻石脑油中主要是碳五和碳六组分，不同来源的轻石脑油组成各不相同；直馏轻石脑油中正构烷烃质量分数最高，为46.64%，其次是异构烷烃，质量分数为43.54%，环烷烃和芳烃质量分数较低，分别为8.45%和1.37%，RON较低，仅为67.1；加氢裂化轻石脑油中异构烷烃质量分数最高，为75.80%，其次是正构烷烃，质量分数为15.41%，环烷烃和芳烃质量分数较低，分别为7.76%和1.03%，RON较高，为81.2；重整戊烷油中，也是异构烷烃质量分数最高，为63.68%，其次是正构烷烃，质量分数为29.12%，不含环烷烃，但含有烯烃和芳烃，质量分数分别为7.08%和0.12%，RON较高，为82.9。

由于加氢裂化轻石脑油和重整戊烷油中的异构烷烃含量较高，RON也比直馏轻石脑油的RON高十多个单位。因此，在许多炼油厂中，加氢裂化轻石脑油和重整戊烷油被直接用作汽油调合组分。

2 不同组分的辛烷值和裂解性能分析

轻石脑油的辛烷值与其族组成密切相关。轻石脑油中不同组分的RON[5]如表2所示。由表2可以看出：正构烷烃的RON远远低于同碳数异构烷烃的RON；在碳五组分中，环戊烷的RON最高，为102，其次是异戊烷，RON为92，而正戊烷的RON最低，为62；在碳六组分中，多支链异构烷烃的RON比单支链异构烷烃的RON高，其中2，3-二甲基丁烷的RON最高，为104，其次是碳六芳烃和环烷烃，RON也很高，在90～100之间，而正己烷的RON仅为25。

表2 轻石脑各组分的RON

根据中国石化北京化工研究院的研究结果，轻石脑油中主要的碳五、碳六组分进行蒸汽裂解的烯烃收率[6]如表3所示。由表3可知：正己烷裂解的乙烯收率可以达到39.3%，而2-甲基戊烷裂解的乙烯收率为24.2%，二者相差15.1百分点；2，3-二甲基丁烷裂解的乙烯收率更低，仅为16.0%，与正己烷相差23.3百分点。由此可见，正构烷烃裂解的乙烯收率比相同碳数异构烷烃裂解的乙烯收率高，同时，随着甲基侧链数的增加，异构烷烃裂解的乙烯收率明显降低[7-8]。蒸汽裂解原料的裂解性能与原料的族组成密切相关，因此如果轻石脑油全部用作蒸汽裂解原料，则其中的异构烷烃将因无法裂解成目标产品而成为装置的无效负荷，不但浪费原料，而且增加装置的能耗。

表3 轻石脑油各主要组分进行蒸汽裂解时的烯烃收率 w，%

通过以上对轻石脑油各组分RON和裂解性能的分析可知，轻石脑油中的低碳直链烷烃最适合用作蒸汽裂解原料，而异构烷烃更适合用作汽油调合组分。由于直馏轻石脑油的RON较低，如果对其进行正异构烷烃吸附分离，则辛烷值提升的空间较大。以下方案研究以直馏轻石脑油为原料实施正、异构烷烃吸附分离，探讨该方案对全厂汽油池构成以及对蒸汽裂解烯烃收率带来的影响，并考察其对提高全厂经济效益的可行性。

3 方案研究

3.1 汽油池现状

表4 方案实施前各汽油调合组分的产量比例及主要性质

在执行国Ⅵ汽油质量标准之前，该炼油厂95号高标号汽油的出厂比例约为47%。执行国Ⅵ汽油质量标准时要求进一步降低汽油的芳烃和烯烃含量，并且按国Ⅵ乙醇汽油调合组分油标准生产，不能加入MTBE等含氧化合物，因而导致汽油池辛烷值不足。在此情况下，该炼油厂无法生产95号国Ⅵ乙醇汽油调合组分油，而仅能生产92号国Ⅵ乙醇汽油调合组分油，且最多可将380.2 kta轻石脑油调入汽油池中，剩余的564.8 kta轻石脑油则用作蒸汽裂解原料，此时的轻石脑油平衡情况如图1所示。

图1 方案实施前全厂轻石脑油平衡情况

当汽油质量向国Ⅵ标准升级时，如果要维持95号高标号汽油出厂比例47%不变，则需要外购甲苯和烷基化油来补充。该炼油厂通过外购甲苯和烷基化油来维持95号高标号汽油出厂比例时的汽油调合情况如表5所示。由表5可以看出，需要外购194.5 kta甲苯和200 kta烷基化油才能维持高标号汽油的出厂比例。但是，大量外购原料会导致市场价格抬升而影响企业效益。

表5 方案实施前生产国Ⅵ乙醇汽油调合组分油的情况

3.2 方案实施后轻石脑油组成变化

为了提高全厂汽油池辛烷值，该炼油厂拟建设一套轻石脑油正异构烷烃吸附分离装置。为方便对比，假定进入汽油池的轻石脑油量不发生变化，进入蒸汽裂解装置的轻石脑油量也不发生变化，仅考察轻石脑油组成变化对全厂汽油池和蒸汽裂解烯烃收率的影响。

人力资源管理信息系统是伴随着人力资源管理发展到一定阶段所产生的，它的出现代表着人力资源管理工作达到了一个更高的层次，这对人力资源管理从业者提出了更高的要求。因此，公司不仅要加强现代人力资源管理理论培训，还要加强信息技术培训，提升人力资源管理从业者信息技术应用水平，打造复合型人力资源管理团队，从而推动人力资源管理信息化建设，并以此为契机，推动企业整体信息化水平的提升。

方案实施后直馏轻石脑油的平衡情况如图2所示。由图2可以看出，进入轻石脑油吸附分离装置的轻石脑油量为883.6 kta，分离后进入汽油池的轻石脑油量为380.2 kta，进入蒸汽裂解装置的轻石脑油量为564.8 kta。

图2 方案实施后全厂轻石脑油平衡情况

轻石脑油正异构烷烃吸附分离后得到的富含异构烷烃的轻石脑油(包含异构烷烃、环烷烃和芳烃，简称异构轻石脑油)和富含正构烷烃的轻石脑油(简称正构轻石脑油)的主要性质及与原轻石脑油主要性质的对比分别如表6和表7所示。由表6可以看出，与原轻石脑油相比,异构轻石脑油中异构烷烃质量分数由53.4%提高到92.0%，RON由67.1提高到82.0，增加14.9个单位，蒸气压由80.4 kPa增加至83.5 kPa，增加不多。由表7可以看出，正构轻石脑油中的正构烷烃质量分数可达到98.0%，分离过程正构烷烃收率为90.0%。

表6 异构轻石脑油的主要性质

表7 正构轻石脑油的主要性质及收率

3.3 方案的实施对汽油池和蒸汽裂解产品收率的影响

正异构烷烃吸附分离方案实施后用异构轻石脑油等量替换实施前的轻石脑油，考察其对全厂汽油池调合的影响，结果如表8所示。由表8可以看出：方案实施后，不需外购甲苯和烷基化油，该炼油厂即可生产1 911.2 kta的95号国Ⅵ乙醇汽油调合组分油，占汽油出厂比例的48.7%，与该炼油厂汽油质量升级前的高标号汽油出厂比例相当；方案实施后，所产92号乙醇汽油调合组分油的RON为90.4，95号乙醇汽油调合组分油的RON为93.7，根据质量加权计算得到全厂汽油池RON加权值为92.0，与方案实施前生产的92号乙醇汽油调合组分油相比，增加1.8个单位。

表8 方案实施后生产国Ⅵ乙醇汽油调合组分油的情况

正异构烷烃吸附分离方案的实施对蒸汽裂解产物收率的影响如表9所示。由表9可以看出，吸附分离所得的正构轻石脑油作蒸汽裂解原料时，乙烯收率比方案实施前增加9.00百分点，丙烯收率减少3.62百分点，二者收率共增加5.38百分点，丁二烯收率减少2.82百分点。

表9 方案实施对蒸汽裂解产物收率的影响 w，%

3.4 收益分析

根据上述结果，对实施轻石脑油正异构烷烃吸附分离的炼油厂进行收益测算，测算范围为：轻石脑油正异构烷烃吸附分离装置+汽油池+蒸汽裂解装置。根据方案实施后的产品变化，以2019年布伦特原油40，60，80美元bbl(1 bbl≈159 L)价格体系进行测算，产品全部采用不含税价格(即不含增值税和消费税)，公用工程价格参考实施方案炼油厂当地价格(不含税)。

根据方案实施后的汽油池产品产量的变化测算销售收入变化，结果如表10所示。由表10可以看出，由于方案实施后可以生产1 911.1 kta的95号国Ⅵ乙醇汽油调合组分油，在各价格体系下，汽油池收入增加均很明显，以60美元bbl价格体系为例，该炼油厂汽油池收入可增加64 977万元a。

表10 方案实施后汽油销售收入的变化 万元a

表10 方案实施后汽油销售收入的变化 万元a

项 目布伦特原油价格∕(美元·bbl-1)40608092号乙醇汽油-518 099-731 378-960 71095号乙醇汽油+571 037+796 355+1 038 683合计+52 938+64 977+77 973

注：“+”表示汽油销售收入增加，“-”表示汽油销售收入减少。表11～表13同。

表11 方案实施后蒸汽裂解烯烃产品销售收入的变化 万元a

表11 方案实施后蒸汽裂解烯烃产品销售收入的变化 万元a

项 目布伦特原油价格∕(美元·bbl-1)406080乙烯 +24 915+31 846+34 204丙烯 -7 317-10 107-11 901丁二烯-6 846-8 316-10 319其他 -2 927-4 436-5 674合计 +7 825+8 987+6 310

方案实施前后公用工程和辅助材料消耗量的变化如表12所示。表12中所列消耗为拟建的轻石脑正异构烷烃吸附分离装置消耗，为简化计算，没有考虑蒸汽裂解装置由于进料组成变化对装置公用工程消耗的影响。根据此消耗量变化计算燃料动力费用和辅助材料费用的变化，结果如表13所示。由表13可以看出，方案实施后燃料动力费用和辅助材料费用共增加7 674万元a。

表12 方案实施后主要公用工程和辅助材料消耗量的变化

表13 方案实施后燃料动力费用和辅助材料费用的变化 万元a

表13 方案实施后燃料动力费用和辅助材料费用的变化 万元a

项 目数 据循环水+25电 +1 259蒸汽 +6 160除氧水+30解吸剂+200合计 +7 674

4 结 论

(1)不同来源的轻石脑油组成不同，RON有差异。直馏轻石脑油的RON比加氢裂化轻石脑和重整戊烷油的RON通常低十多个单位，有进一步优化空间，适宜用作轻石脑油正异构烷烃吸附分离原料来提高轻石脑油辛烷值。

(2)轻石脑中正构烷烃的RON低，但作蒸汽裂解原料时乙烯收率高，异构烷烃作蒸汽裂解原料时乙烯收率低，但RON高。把轻石脑油中的正、异构烃分离开来，使异构轻石脑油作汽油调合组分，正构轻石脑油作蒸汽裂解原料，可以实现物尽其用，符合分子管理优化原料思路。

(3)直馏轻石脑油经过正异构烷烃吸附分离后，所得异构轻石脑油的RON可以由67.1提高至82.0，增加14.9个单位，可大大提高炼油厂汽油池的辛烷值，增加高标号汽油出厂比例。在2019年布伦特原油40，60，80美元bbl各价格体系下汽油产品收入均明显增加。

(4)直馏轻石脑油经正异构烷烃吸附分离后，所得正构轻石脑油作为蒸汽裂解原料，可使乙烯收率增加9.00百分点，双烯收率增加5.38百分点，按照2019年布伦特原油40，60，80美元bbl各价格体系计算，烯烃产品收入均有所增加。

(5)直馏轻石脑油正异构烷烃吸附分离装置的实施对优化轻石脑油资源、提升企业经济效益有重要作用，企业可结合自身的轻石脑油资源、汽油池调合要求和蒸汽裂解原料平衡情况综合考虑，优化资源，提高全厂的经济效益。