張小鳳 王春曉 陳平清 侯紅瑞

(茂名職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 茂名 525011)

前言

石油化工是化學(xué)工業(yè)中的基干工業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極重要的地位。目前，隨著油價(jià)的上漲以及石油加工技術(shù)的進(jìn)步，未來(lái)原油資源中重質(zhì)油和超重質(zhì)油的供應(yīng)將有所增長(zhǎng)，這種趨勢(shì)對(duì)現(xiàn)有的加工技術(shù)形成一定的沖擊，亟待改進(jìn)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(shì)

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

以我國(guó)為例，我國(guó)原油資源，大多數(shù)是重油，經(jīng)過(guò)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(dāng)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(jìng)爭(zhēng)力，但是對(duì)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(duì)原油的適應(yīng)能力強(qiáng)，石腦油收率較高，煉化一體化空間相對(duì)較大。但該路線液收相對(duì)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(guò)程，與延遲焦化相比，解決了出焦問(wèn)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(shì)

1.2.1 石油加工工藝發(fā)展趨勢(shì)

由重質(zhì)油加工技術(shù)來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)多數(shù)原油的加工都是采用組合工藝來(lái)提升工藝性能、增大產(chǎn)品收益。然而，成品油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)、辛烷十六烷值不足等問(wèn)題，重油加工組合工藝的發(fā)展趨勢(shì)則需要進(jìn)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(jìn)一步擴(kuò)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(shì)

一是在分子層面認(rèn)識(shí)原油，強(qiáng)化分子煉油，發(fā)揮每一個(gè)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(lái)發(fā)展將以加氫工藝為主，以提高輕油收率，最大量滿足對(duì)運(yùn)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(jī)。

2 新催化材料在石油化工中的應(yīng)用

2.1 納米分子篩在石油化工中的應(yīng)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(guò)程中的應(yīng)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(shì)。其單個(gè)晶粒尺寸小，孔道短，有利于反應(yīng)物和產(chǎn)物的分子擴(kuò)散，從而提高了某些反應(yīng)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(yīng)用是一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)[10]。

苗海霞等[11]采用沸石晶種有機(jī)硅烷化法合成了納米團(tuán)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(qiáng)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(yīng)中，納米ZSM-5沸石克服了反應(yīng)分子空間位阻對(duì)催化活性的影響，對(duì)于較大分子1，3，5-三甲苯的芐基化反應(yīng)表現(xiàn)出良好的催化活性。

通過(guò)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(yīng)溫度明顯降低，操作周期從60多天延長(zhǎng)到90天。通過(guò)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(dāng)，但活性穩(wěn)定性增加，工業(yè)催化劑操作周期由3年延長(zhǎng)到5年[12]。

2.2 生物表面活性劑在石油化工中的應(yīng)用

生物表面活性劑(簡(jiǎn)稱(chēng)BS)是細(xì)菌、真菌和酵母在特定條件下，在其生長(zhǎng)過(guò)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(xué)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(qiáng)；具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性；不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染和破壞，專(zhuān)一性強(qiáng)，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便；原料價(jià)廉易得。因此，隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，生物表面活性劑取代化學(xué)合成表面活性劑將成為必然趨勢(shì)[13]。

Saeki等[14]直接對(duì)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(wú)菌環(huán)境下進(jìn)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(fù)劑JE1058BS；這種修復(fù)劑不僅可以通過(guò)強(qiáng)化土著海洋微生物的活性來(lái)增強(qiáng)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(qiáng)的破乳性，不僅能乳化碳?xì)浠衔?，而且無(wú)毒，能被生物完全降解，對(duì)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(duì)資源的再利用。勝利油田應(yīng)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(lái)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(lái)增大產(chǎn)品收益。隨著石油原料的變化及產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的變化，未來(lái)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(lái)實(shí)現(xiàn)石油的更大收益，使得石油化工行業(yè)的減少浪費(fèi)、減少污染。

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