石油化工行业：不同成品油收率下渣油加工方案与碳排放研究

不同成品油收率下渣油加工方案与碳排放研究参考资料：崔华松，等．不同成品油收率下多种渣油加工路线总流程方案及碳排放研究[J]石油学报（石油加工），2026，42（4）：.1001-1013整理推荐：中国化工学会烃资源评价加工与利用专委会田松柏目录CONTENTS研究背景研究方法总流程方经济效益碳排放核结论与展与问题提与方案设案结果分与财务评算与分析望出计析价01研究背景与问题提出“双碳”自标与炼化转型背景01020304政策驱动市场需求转变技术路径探索产能过剩预警国务院《2030年前成品油消费达峰背景炼厂需通过绿氢炼化2030年后炼油能力碳达峰行动方案》明下，化工产品需求持、CCUS、流程再造过剩问题凸显，企业确将石化化工行业列续增长，炼化企业需等技术实现低碳转型需提前布局低碳技术为重点降碳行业，要求通过“碳达峰十大加速“减油增化”，同时面临工艺排放，应对碳排放双控政行动"推动炼化产业2030年前将成品油升高（如催化裂化烧策下的硬约束。结构优化，包括控制收率压降至50%以下焦）与生命周期碳排汽油消费、开发生物，2050年进一步降放降低的矛盾。燃料、加快非常规气利用等。至30%。渣油加工路线选择的重要性碳排放差异显著燃料型炼厂碳排放强度（0.15~0.3吨/吨原油）低于炼化一体化炼厂（0.2~0.45吨/吨），但后者通过化工产品固碳可降低全生命周期排放。资源高效利用渣油作为重质组分，其加工路线（如焦化、加氢裂化）直接影响氢气消耗、能源效率及碳排放强度，需平衡短流程与长流程技术选择。产品结构适配渣油加工需与“油转化”“油转特"战略协同，生产高附加值化工原料（如乙烯、PX）或特种材料，减少低效燃料产出。研究自标与核心问题技术经济性评估全生命周期视角量化不同渣油加工路线（延迟比较燃料型与炼化一体化路线焦化、沸腾床加氢、溶剂脱沥的净碳排放差异，验证“减油增青）的碳排放强度与投资回报化”对碳中和目标的贡献潜力。周期，明确低碳转型成本。政策适配性分析多目标优化模型探究碳排放双控下，渣油加工构建兼顾碳排放、能效、产品如何满足原料用能豁免、绿电价值的渣油加工方案决策框架替代等政策要求，规避产能限支撑炼厂中长期战略规划。制风险。02研究方法与方案设计研究框架与情景设定多维度分析框架构建涵盖原料特性、工艺参数、产品分布及碳排放强度的综合评价体系，通过设定不同原油性质（硫含量、金属含量残炭值）和加工深度（转化率70%-95%）的情景组合，系统评估技术路线的适用性。2基准情景与优化情景基准情景采用传统延迟焦化工艺（转化率50%-60%），优化清景引入JESO浆态床加氢技木（转化率90%-95%）和溶剂脱沥青-沥青气化组合工艺，对比碳排放与轻质油收率差异。3全生命周期评估结合炼厂实际运行数据，模拟从原油进料到成品油出厂的全流程碳足迹，包括直接排放（工艺燃烧）和间接排放（电力消耗、氢气生产等）。原油选择与馏分切割重质含硫原油特性窄留分切割技术选取API度低于25、硫含量>2.5%采用减压深拔工艺将565+渣油的劣质原油（如中东重质油），其进一步分割为轻脱油（565-650℃减压渣油收率可达40%-50%，直0102）和重脱油（650C+），前者适富含金属（Ni+V>200μg/g）和高合催化裂化，后者优先进入加氢沥青质（>10wt%），需针对性设或焦化装置。计切割方案。组分定向分离留分性质关联分析通过溶剂脱沥青（正戊烷/正庚烷）建立渣油四组分（饱和分、芳香0304分离脱沥青油（DAO）和沥青质，分、胶质、沥青质）与加工性能DAO的金属含量可降低80%以上的关联模型，预测不同切割方案适合后续加氢处理；沥青质则进入下的催化剂中毒风险与结焦倾向气化装置生产氢气或合成气。三种渣油加工技术路线010203延迟焦化路线渣油加氢裂化溶剂脱沥青.气化组合以高温裂解为核心，生成通过高压加氢转化生产清先提取脱沥青油（DAO焦炭、轻油及气体，适用洁轻质油品，需配套高活）后气化残渣，实现近零于高残炭渣油，但碳排放性催化剂，碳排放较低（渣油排放，碳排放强度最强度较高(约1.8t CO2/1.2tCO2/吨原料），但低(0.9tCO2/吨原料)吨原料）。投资成本较高。，但系统复杂度高。九种总流程方案构建方案1-3（焦化主导）分别耦合催化裂化、加氢处理及芳烃联合装置，焦化渣油收率40%-50%，碳排放范围1.6-2.0tCO2/吨原油。方案4-6（加氢裂化主导）整合渣油加氢、催化重整及异构化单元，轻油收率提升至60%-70%，碳排放降至1.1-1.4tCO2/吨原油。方案7-9（气化集成）结合IGCC（整体煤气化联合循环）与化学品合成，渣油转化率超90%，碳排放强度0.8-1.0tCO2/吨原油，但需考虑经济性平衡。03总流程方案结果分析装置加工负荷对比01延迟焦化负荷差异加氢处理负荷波动02延迟焦化装置在低成品油收率方案渣油加氢装置在高收率方案中负荷中负荷率显著降低（约60%-70%)率可达95%以上，但需配套高压设，而高收率方案通过优化进料配比备应对腐蚀风险；低收率方案因原可提升至85%-90%，但需注意焦炭料劣质化可能被迫降至75%-80%。产率上升带来的处理压力。催化裂化负荷弹性04溶剂脱沥青负荷稳定性03催化裂化装置负荷与原料性质强相该装置负荷率受收率影响较小（通关，轻质原料下负荷率可维持90%常维持85%-90%，但沥青气化单以上，重质渣油掺炼时需降至80%元需匹配负荷变化，否则易造成沥左右以避免催化剂失活。青积压。产品分布与收率分析汽油收率敏感性高收率方案通过两段提升管催化裂化可使汽油收率达45%-50%，而传统焦化路线仅能实现25%-30%，但需部分柴油收率低碳烯烃产出差异浆态床加氢技术在高收率方案中烯烃收率可达12%-15%，较延迟焦化路线（5%-8%）提升显著，但氢气消耗量增加30%-40%。残渣处理路径影响采用IGCC气化方案时，沥青转化率超95%且可联产电力；若选择焦化路线则产生15%-20%石油焦，需配套脱硫设施。全厂综合能耗变化0102加氢路线能耗特征热集成优化空间渣油加氢处理吨油综合能耗达65通过装置间低温热联合（如催化裂75kg标油，主要来自高压反应器电耗化余热用于常减压蒸馏留）可降低全与氢气制备；溶剂脱沥青路线能耗较低（40-50kg标油），但需额外计算厂能耗8%-12%，尤其在高收率方气化单元能耗。案中效果更显著。0304公用系统耗能占比碳排放强度关联性蒸汽动力系统占全厂能耗35%-45%能耗每降低1kg标油/吨原料，对应，采用热泵精馏技术可减少低压蒸CO2排放减少2.5-3kg，加氢路线因汽用量20%以上。氢耗高其碳排强度比焦化路线高15%-20%。投入产出平衡分析原料适应性成本碳交易敏感性处理重金属含量>200μg/g的渣油当碳价>200元/吨时，加氢路线需时，加氢催化剂更换频率增加导配套CCUS才具经济性，而焦化路致操作成本上升30%-50%，需与线因碳排放基数大面临更高履约产品增值部分平衡。成本。2投资回报周期差异副产品收益影响延迟焦化方案初始投资低（约焦石油焦销售可抵消焦化路线15%化装置3-4亿元/百万吨），但高收20%操作成本；IGCC方案电力外率加氢方案虽投资高（8-10亿元/售收益能覆盖气化单元