清洁油品∶用技术突出重围——专访中国工程院院士李大东

□本刊记者 林青青

清洁油品生产实际上就是石油资源的有效利用问题，这涉及整个炼厂的总流程。总流程做好了，清洁油品的问题就迎刃而解，这需要在技术上做文章。

访谈人名片

李大东，中国工程院院士、石油炼制专家、石油化工科学研究院学术委员会主任。主要从事石油炼制催化剂及工艺的研究、开发与创新。作为第一完成人获得国家科技进步奖一等奖1项，获得国家科技进步奖二等奖及省部级科技进步一、二等奖10 余项。2010年获何梁何利科技进步奖。

生产清洁油品被列为我国“十二五”炼油工业发展的重点，面对原油劣质化、重质化日益加重的情况，如何才能生产更多的清洁油品？中国工程院院士李大东在接受本刊记者采访时指出，清洁油品生产实际上就是石油资源的有效利用问题，需要在技术上做文章。

生产清洁油品是大势所趋

记者：李院士您好，当前国内成品油需求增长迅速，石油产品需求逐渐向轻质化转变，然而原油却日益劣质化、重质化，您是如何看待这种矛盾的？

李大东：这是一个非常关键的问题，从某种程度上来说是一个战略性的问题。

要考虑的是炼什么油。全球剩余的石油资源趋于劣质化，这体现在两个方面：重质化及高硫含量。有关数据显示，全球剩余的石油可采储量中，含硫量超过1.5%的高硫原油占到70%以上。此外，高硫重质原油与低硫轻质原油在价格上有很大的差距，同样是生产清洁油品，付出的代价是不一样的。原油成本在炼厂的生产成本中已经占到了95%，企业要想取得效益，不能只在剩余的5%中考虑。很明显，不管是从资源的角度，还是从效益的角度，炼制劣质原油成为我们的必然选择。

第二，生产什么类型的产品。未来20年，全球对石油产品的需求将以年均1.5%的速度增长，汽油、柴油、石脑油和煤油占到需求增量的80%。从目前全球各方面的分析来看，2050年以前，全球生产的运输燃料仍是以石油燃料为主，其他的燃料作为补充手段，比如生物燃油。石油化工原料呈多元化的趋势，但天然气和石油仍然是生产基本有机化学品的主要来源。

第三，生产什么质量的产品。全球的总趋势是清洁化生产和生产清洁油品。首先我们要明确一个概念：清洁油品。过去对这个概念可能有些误区，实际上，我们对清洁油品的要求是越来越高的，比如国4 是清洁油品，国5 也是清洁油品，只是随着社会的发展，要求越来越高。清洁油品主要是指汽油、柴油，主要指标就是硫含量。北京将执行京5，硫含量要小于10ppm，相当于欧5 水平。上海广州执行的国4，其他地区执行国3 标准。随着社会的发展，全国都会相应提高标准，不能满足排放标准的燃料将无法进入市场。

因此，我们所面临的问题就是如何高效地加工利用劣质原油，而总的思路就是用最小的代价解决清洁油品生产的问题。

原油高效利用需技术突破

记者：您如何理解前面所提到的“高效利用”？应该在哪些方面寻求突破？

李大东：劣质原油高效利用，我想主要包括这几个方面：第一，最大限度地追求轻质油收率。第二，清洁化生产。清洁化生产包括两层含义，生产过程清洁化和生产清洁产品。第三，高效，也就是说企业要有效益。

目前，我国轻质油收率平均在75%左右，但国际上的先进水平一般在80%以上。从这个数字就可看出资源利用率的高低，这也直接牵涉到炼油企业的实际效益。随着资源的不断消耗，剩余资源越发宝贵，要实现原油高效利用，就要靠技术创新和技术进步。要追求高轻质油收率并解决好清洁化生产和生产清洁油品问题，关键是要走加氢的技术路线或加氢与脱炭有效结合的技术路线。

记者：具体来说，应该在哪些方面采取措施？

李大东：要想高效利用石油资源，最关键的就是要处理好减压蜡油，特别是减压渣油，采用合适的技术途径将其转化成轻质油品。减压蜡油的转化有两条技术途径：一是加氢裂化，以生产优质的中间馏分油，如煤油、柴油以及石油化工原料。二是预加氢后进催化裂化，以生产优质汽、柴油。选择何种途径要根据企业的具体情况。

催化裂化装置是现阶段炼厂最重要的装置之一，炼厂是要靠这个装置拿效益的。上世纪80年代甚至是90年代，由于当时环保要求并不高，炼厂只要开启催化裂化装置就能赚钱。而现在情况已经大不相同了，由于催化裂化的原料油质量差，导致轻质油收率低。催化裂化再生烟气里的硫以SOx 的形式排放，这种排放方式是不可行的，会造成环境污染，国家对此有严格的排放要求。对此，企业就只能进行脱SOx处理，但是都会造成二次污染。此外，催化原料没有进行加氢预处理，产品质量不好，焦炭多，在烧焦再生的时候二氧化碳的排放就多，这也是炼油厂当前需要解决的重大问题。这一系列的问题都是由于催化裂化进料质量差引起的。

现在必须要求提高催化裂化进料质量，而最有效的办法就是要加氢处理。进行加氢预处理，一方面可以改善催化裂化产品的分布，大幅度提高轻质油收率；另一方面还可以解决SOx 的问题，含硫化合物在原料预处理的时候就变为硫化氢，进行硫黄回收，成为硫黄这一有价值的副产品，这样就把有害的东西变为了有价值的产品。从炼厂的总流程、从源头来考虑问题，才能解决这些潜在的污染问题，切忌头疼医头脚疼医脚，刚才提到的SOx 问题就是一个典型。

关于减压渣油的转化，根据渣油的金属含量不同，要采取不同的工艺路线。当渣油的金属含量小于200ppm 的时候，建议采用RICP 或IHCC 技术；金属含量大于200ppm时，建议采用SHF 技术。针对原油的特点和炼厂的构成，可进行多种选择。

找准问题是关键

记者：当前，我国清洁油品生产技术所面临的最大困难是什么？

李大东：清洁油品主要是清洁汽油和清洁柴油的问题，特别是清洁汽油。商品汽油不是单一的组分，是经过调和而成的。汽油池是由多种组分构成的，对比来看，国外催化裂化的汽油占到汽油池的30%左右，我国则占到70%以上。因此我国清洁汽油的主要问题就是催化裂化汽油的清洁化问题，也就是硫和烯烃的问题，要求在降低硫含量和烯烃值的同时不能影响辛烷值，这个问题的处理难度要比西方大。降烯烃在10年以前就解决了，现阶段的关键是硫的问题。

国3 到国5 每走一步都很困难，哪种方法最好，这就要从炼油厂的总流程上来看。当我们炼高硫油，并进行催化裂化原料预处理后，一步就可以到达国3 标准。而国4、国5 就要上选择性加氢脱硫，才能达到要求。这种总流程，尽管起初投资高，但总体效益是好的。总而言之，还是要把总流程理顺，头疼医头脚疼医脚的代价就太高了。

柴油的问题要比汽油小一点，我国已经开发出可以生产国4、国5柴油的技术，但是仍需要进一步完善和发展。超低硫化是清洁柴油的发展方向。我们当前有RTS 技术及石科院的RS-2000 催化剂和抚研院的FHUDS 催化剂。催化剂的研发还在不断前进，但我们要求生产国5的工艺和催化剂必须在10ppm 的条件下长周期稳定运转，进行考核。当前，我国现有的技术和催化剂都处在国际先进水平，但仍需要开发更高性能的新型催化剂或新的工艺技术。

综合看来，这些技术全是加氢技术，提高轻质油收率和生产清洁产品，都需要加氢技术。

记者：您多次提到技术的创新与突破，您觉得石油炼制技术如何才能做到创新与突破？

李大东：技术创新源于需求，我们不是为创新而创新。从企业来说，要根据近中远期的市场需求。另外，由于石油行业的特殊性，我们还要从国家层面考虑，要为国家的能源战略做好技术准备。因此，国家的战略需求和企业的市场需求，是提出问题的起点。找准问题是关键，这是创新的起点。

比如清洁汽油的生产，既要降硫，又要保持辛烷值，这就是问题的难点。找准了问题，就等于解决了问题的一半。在这个基础上，提出不同的解决问题的途径和方法，然后开展探索性的试验。最难的还在于找准问题，之后才能再去寻求他人没有做过的思路和途径。

RICP 技术的开发就是一个创新的例子。对渣油的加氢处理，常规办法是渣油加氢后，馏分大于350℃的部分全部进入催化裂化。在试验中我们发现，催化裂化重循环油HCO 中含有70%～80%的多环芳烃，如果直接进催化裂化，将有2/3变成焦炭和干气，并导致能耗增加，只有1/3 变为轻质油。另一方面发现渣油加氢床层积碳规律与馏分油加氢相反，对渣油加氢处理是顶部积炭少、底部积炭多，造成反应器后部催化剂结焦严重，经过研究发现这主要是由于沥青质的析出导致的。针对这些问题，我们将原来的HCO 在催化裂化装置中自身循环改为HCO 先与渣油加氢处理原料混合，作为渣油加氢处理进料，然后再进催化裂化装置。这种方案可以说是“一箭双雕”，对渣油加氢处理装置而言，由于降低了黏度并抑制了沥青质的析出，从而提高了反应速率，减少了积炭并使积炭趋于均匀；对催化裂化装置而言，显著提高了轻质油收率，并降低了焦炭产率。这项技术已在齐鲁石化使用，也是世界上首次工业应用的创新技术，具有自主知识产权。

就炼油工业总体而言，我国与国外基本处于同一水平线上，但还是有一定的差距，而差距主要体现在环保技术和节能技术上。另外，在如何开发出原始性创新技术上，我们还需要多下工夫。