詳細で良い記事 |学者の李大東が、石油精製業界が直面する課題に対処する方法を教えます。

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この投稿の最終編集者: llgq1252 on 2017-12-7 10:09 2016年、我が国の石油精製能力は7億8,300万トン/年に達し、世界の石油精製能力の約16％を占め、世界第2位にランクされました。同時に、数十年にわたる独自の革新を経て、我が国の石油精製技術は徐々に完全な技術体系を形成してきました。独自の技術に頼れば、1,000万トンの生産能力を持つ最新の製油所を建設できます。しかし、昨年実際に処理された原油はわずか5億4,000万トンで、ガソリン、軽油、灯油の3カテゴリーで合計3億4,800万トンの精製石油製品が生産された。製油所の平均稼働率は69.1％で、設備過剰は明らかだった。 市場需要の観点から見ると、精製石油製品の消費量は依然として増加しているものの、変化が見られる：ガソリンや灯油の堅調な需要が急速に伸び、ディーゼルはピークを過ぎ、消費が減少している。ディーゼルとガソリンの比率は 2016 年に 1.39 まで低下し、2020 年までにディーゼルとガソリンの比率はさらに 1.2、さらには 1.1 まで低下すると予想されています。 精製石油製品の品質を見ると、我が国の精製石油製品の品質向上のペースは加速し続けています。国家 V 規格のガソリンとディーゼルの全国供給が 1 年前倒しされたため、我が国は今年国家 V 規格を実施しました。同時に、中国政府は今年1月、ガソリン中のベンゼン、芳香族化合物、オレフィンの含有量を大幅に削減することを義務付ける北京VI基準の施行を開始した。オイルの品質向上は継続しています。私の国は、2019年に国家VI自動車ガソリンフェーズA基準と国家VIディーゼル基準を施行し、2023年までに国家VI自動車ガソリンフェーズB基準を施行する予定です。 国家 V 標準ガソリンと比較して、国家 VI 標準ガソリンの硫黄含有量指数は変化しておらず、依然として 10 ppm であり、ユーロ VI 基準と一致しています。ガソリン規格の変更は主にベンゼン含有量と芳香族炭化水素含有量に反映されます。：ベンゼン含有量は 1% から 0.8% に低下し、ユーロ VI 基準 (1%) よりわずかに低くなりました。；芳香族炭化水素含有量は 40% から 35% に低下し、Euro VI 規格と同等になりました；オレフィン含有量は、段階 A で 24% から 18% に低下し、次に段階 B で 15% に低下し、徐々にユーロ VI 基準 (10%) に近づく必要があります。 国家 V 規格ディーゼルと比較すると、国家 VI 規格ディーゼルの硫黄含有量は依然として 10ppm であり、これはユーロ VI 規格と同じです。；多環芳香族炭化水素含有量は 11% から 7% に低下し、Euro VI 基準 (8%) よりわずかに低くなりました。ディーゼル水素化装置の国内生産実績から判断すると、製品中の多環芳香族炭化水素含有量が7%未満であれば問題ないと考えられます。 したがって、今後の我が国の精製産業の主な課題は、設備や製品構造の調整に努めながら精製能力の過剰な増大を抑制し、石油資源をより効率的に利用し、生産工程の清浄化を促進し、石油製品の品質を向上させ、ディーゼルとガソリンの比率を低下させ、石油とガスの組み合わせを強化して市場の需要を満たす製品構造を形成することである。 上記の課題を達成するには、石油精製産業の将来の発展の道筋を探る必要があります。 企業としては、将来的にどのような石油を精製するのかをまず考えなければなりません。現在、我が国で処理される原油のうち輸入原油が占める割合は65％以上であり、今後その割合は増加するであろう。したがって、世界に残されている可採埋蔵量に基づいて、精製される原油の性質を考慮する必要があります。 世界中で、残りの回収可能な石油埋蔵量は長期間利用可能ですが、品質は悪化しています。世界の原油の品質をみると、硫黄含有原油や高硫黄原油の割合が増加し、重質原油の割合も増加しています。 データによると、2010年の世界の原油生産量は39億1,400万トンで、そのうち硫黄原油および高硫黄原油が75％を占めています。硫黄分が 1.5% を超える高硫黄原油は、世界の残りの可採埋蔵量の約 70% を占めています。 資源の観点からも、効率の観点からも、今後の石油精製業界にとって低品質原油の精製は避けられない選択となります。このような市場の変化に対応するために、石油精製業界は、石油資源の効率的な利用、クリーンな燃料の生産、ガソリンの大量生産、石油と化学品の統合などの主要技術を目標を絞った方法で改善する必要があります（了）。 今日のテクノロジーの推奨事項 1. より多くのガソリンとジェット燃料を生産できるテクノロジー。私の国の精製石油市場の消費構造は変化しました。ディーゼル消費量は減少傾向にあります。ガソリンやジェット燃料をより多く生産できる技術に注目する必要がある。 何十年にもわたって、ガソリンを製造するための接触分解は精製業界に多大な利益をもたらしてきましたが、排煙脱硫や二酸化炭素の排出などの問題を無視することはできません。この問題を解決するアイデアは、接触分解用のすべての原材料を水素処理することです。水素化処理後、生成ガソリンが大幅に増加し、ディーゼルとガソリンの比率が減少し、排ガス SOx (硫黄酸化物) と二酸化炭素が大幅に減少します。 ディーゼルとガソリンの比率が低下し、BTX (ベンゼン、トルエン、キシレン) の市場需要が増加するという状況において、触媒ディーゼル (LCO) を分解してガソリンや芳香族化合物を製造することも、製品構造を調整する方法の 1 つです。接触ディーゼル中の多環芳香族炭化水素の含有量が高いことに対応して、石油化学アカデミーは、接触ディーゼル中の多環芳香族炭化水素をガソリン成分または単環芳香族炭化水素に効果的に変換できる水素化分解（RLG）技術と水素化処理接触分解技術（LTAG）を開発しました。 石油科学技術研究所は、多環芳香族炭化水素の脱窒および飽和時に単環芳香族炭化水素を最大限に保持するためのRLG技術専用精製触媒RN-411を開発し、また、多環芳香族炭化水素の脱窒および飽和を達成するための特殊分解触媒RHC-100を開発しました。**ナフタレンは効果的に開環でき、アルキルベンゼンは効果的に側鎖を切断し、BTX 成分を最大限に保持します。もう一つの非常に重要な点は、上海石化の年間65万トンのRLG装置で生産される重質ガソリンからオレフィンが検出されなかったことであり、これは製品が新しい石油基準を満たす上で非常に重要である。 航空灯油を製造するために直留灯油留分を使用する場合に解決する必要がある主な問題は甘味です。石油科学技術研究所が開発した航空灯油水素化脱硫技術 (RHSS) は、第 2 世代の触媒と対応する水素化脱硫プロセスを開発しました。**処理能力や原料適応性を向上させます。この技術は、水素触媒反応を利用して、直流ジェット燃料中のメルカプタン、ナフテン酸、カルボン酸、その他の酸性成分を除去します。また、製品の色が改善され、総硫黄含有量が減少し、航空灯油の発煙点が上昇します。 2. クリーン燃料製造技術 近年、社会の環境保護への関心はますます高まっています。**環境保護の要件も常に増加しています。シノペックの製油所は設備のアップグレードと改修を行っている。主な内容の一つは、精製油中の硫黄分を低減することです。 ガソリンに関しては、低投資で操作が簡単なため、現在世界では接触分解ガソリン選択水素化脱硫技術が主流となっています。石油科学技術研究所が開発した RSDS 技術は、十数台の産業用に応用されています。この技術は第3世代まで発展しました。 National V ガソリンを製造する際のオクタン価の損失は、第 2 世代の技術と比較して 0.5 ～ 1.2 単位減少します。上海石化の第 3 世代 RSDS 技術を使用した装置は 2014 年 6 月に稼働し、国家 V 規格ガソリンを生産し、現在も継続的に稼働しています。硫黄含有量は常に 10 ppm 未満で、オクタン価の損失は約 0.5 です。 から**この規格から、National V 規格ガソリンの硫黄含有量はすでに Euro VI 規格と同じであることがわかります。 National VI にアップグレードする場合、硫黄含有量の要件は変わりませんが、オレフィンと芳香族含有量についてはより高い要件が提示されます。高いオクタン価を維持しながら新しい規格の要件を満たすには、イソパラフィン成分を添加する必要があります。これは企業が今後直面しなければならない状況です。 現在のイソパラフィンの製造技術は主にアルキル化技術とC5/C6異性化技術である。 第 2 世代 C5/C6 異性化技術の開発に際し、石油化学アカデミーは超酸触媒を開発しました。Sinopecは第2世代C5/C6異性化技術を利用して湛江東興石化のオリジナル異性化装置を改良し、水素化前処理装置と乾燥装置を追加し、オリジナルのゼオライト触媒を超酸性異性化触媒に置き換えて、その量を18トンから13.5トンに削減した。現在までに1年以上連続運転しており、1パス当たりの製品のオクタン価は改造前の82から85まで上昇した。 独立した知的財産権を持つシノペックの ZCA-1 固体酸アルキル化技術は、原料としてイソブタンとブテンを使用し、固体酸触媒と費用効果の高い固定床プロセスを使用してクリーンなアルキル化ガソリンを製造し、液体酸アルキル化の安全性と環境問題を根本的に回避します。それはグリーンなアルキル化技術です。 このアルキル化技術を使用した中型装置の 11,000 時間の運転データから判断すると、平均研究用オクタン価 (RON) は 95.6、平均モーター オクタン価 (MON) は 92.5、オレフィン転化率は 100% であり、安定性は非常に良好です。続いて、燕山石化で産業用サイドライン試験が実施された。 3,600 時間の安定稼働データでは、平均 RON が 96.5 であり、良好な稼働結果が得られました。 ディーゼルの場合は、ディーゼル超深度脱硫技術 (RTS) を使用できます。この技術は、高い脱硫性能と水素添加性能を備えた非貴金属水素化触媒を使用しており、高い空間速度と優れた製品品質の特性を備えています。パイロットテストの結果は、硫黄分が最大 9,600 ppm の原油を硫黄分 6 ppm のディーゼル製品に精製できることを示しています。RTS技術は2012年の工業化以来、9セットの産業装置に適用されている。その中で、高橋石化のRTS装置は3年以上稼働しており、製品の品質は安定している。 3. 石油資源の有効利用技術 石油資源の有効利用の鍵は、残油をいかに軽油製品に変換するかにあります。ここでは主にいくつかの技術が関与しており、1つ目は固定床残油水素化技術（RHT）、2つ目は残油水素化処理（RHT）と重油接触分解（RICP）の二方向複合技術、3つ目はFGO選択水素化と軽油を大量に生産する選択接触分解（FCC）（IHCC）の統合技術、4つ目は浅溶媒脱れき・脱れき油の複合技術である。水素化処理接触分解（SHF）。 一般的に、残留油中のニッケル (Ni)、バナジウム (V) およびその他の金属の含有量が 200ppm 未満の場合、RICP または IHCC テクノロジーの使用をお勧めします。；200ppm を超える場合は、SHF テクノロジーの使用をお勧めします。 石油化学工学研究所が開発した RHT 技術の重要な点と困難の 1 つは、コークス堆積物の形成を避けるためにアスファルテンを小分子に変換することです。アスファルテンの化学構造特性をより深く理解することは、効率的な変換を達成するのに役立ちます。これに基づいて、石材科学技術研究所は、アスファルテンを拡散しやすくするために大きな細孔のチャネルを構築するというアイデアを形成しました。これまで、石油化学研究所は 3 世代の RHT 触媒を開発し、Sinopec システム内外の 50 以上の産業ユニットで使用されてきました。 RHT技術と重油接触分解技術を組み合わせるのは従来の技術です。伝統的に、これは一方向の組み合わせであり、つまり、接触重質サイクル油が接触分解内で循環します。ただし、一方向の組み合わせにはいくつかの問題があります。重質サイクル油の大部分は多環芳香族炭化水素であるため、直接接触分解を受け、主にコークスと乾燥ガスが生成されます。；残油の水素化の場合、残油の分子量が大きく粘度が高いため、反応速度が非常に遅くなります。同時に、残留油の水素化プロセス中に、アスファルテンが継続的に沈殿してコークス堆積物を形成します。これに基づいて、石油化学研究所は、重質サイクル油 (HCO) を残留水素化供給原料に混合して、水素化油中のアスファルテンの溶解度を高め、触媒コーキングを効果的に低減し、反応活性と安定性を向上させる、二方向組み合わせ RICP 技術を開発しました。 2013 年に安慶石化に RICP 技術が適用されてから、脱硫率、窒素除去率、残留炭素除去率が大幅に向上しました。製品分布では、液化ガスとガソリンがそれぞれ 2.5 パーセント ポイントと 0.9 パーセント ポイント増加し、オイル スラリーと炭素堆積物がそれぞれ 3.5 パーセント ポイントと 0.6 パーセント ポイント減少し、総液体回収量は 3.3 パーセント ポイント増加しました。触媒を排出すると、平均炭素含有量が大幅に減少しました。 FGOの選択的水素化と選択的接触分解（FCC）の統合技術（IHCC）は、大量の軽油を生産しますが、従来の接触分解の転化率が70％を超えた後の乾性ガスとコークスの急増に対応して改良が加えられました。2015年、シノペックは工業試験のために上海石化残留水素化脱硫（VRDS）からのテールオイルを清江石化に送ることに多大な努力を払った。結果は、従来の接触分解スキームと比較して、オイルスラリーを使用しない IHCC スキームを使用した軽油収率が 10 パーセントポイント増加し、乾燥ガスとコークスがそれぞれ 1.62 パーセントポイントと 2.05 パーセントポイント減少したことを示しています。 重金属含有量の高い原油を精製するSHF技術は、ブタンやペンタンなどの重溶媒を使用してアスファルテンや重金属を除去し、得られる脱れき油（DAO）の収率は高い（80％以上）。脱れき油には重金属やアスファルテンがほとんど含まれていないため、中圧下で水素添加して高品質の接触分解原料を得ることができ、それにより低硫黄分と低オレフィンのクリーンなガソリンが製造されます。また、脱れき油水素化処理装置への投資額は残油水素化装置への投資額の30～40%、触媒量は1/4で済み、経済的メリットが大きい。