石脑油分离技术进展与应用研究

王小青　张连文

摘 要：近年来随着煤化工产业的不断发展，新能源领域的不断壮大，越来越多的煤化工企业致力于开展石脑油分离技术。本文结合当前我国石脑油分离技术的应用现状及发展状况进行系统的了解和研究，探寻我国石脑油分离技术在煤化工企业的应用前景，并针对分离技术的发展应用作更深层次的研究。

关键词：石脑油；分离技术；发展应用

在化工企业生产过程中，将原料油进行蒸馏或者进行二次加工得到的一种轻质油品称之为石脑油。二次加工的技术可分为加氢裂化、催化重整等均可将原料油制成石脑油。煤化工石脑油近年来才开始被人们所熟知，它是煤制天然气、煤制甲醇、煤制油等新兴化工企业研发的产出物，主要由烷烃、芳烃等组分组成，与石油二次加工和原料油蒸馏而出的石脑油有较大不同。在传统方向上，我国炼油化工企业主要利用石脑油采取轻重切割的技术手段，把重石脑油作为重整原料，而把轻石脑油则作为汽油调和组分或乙烯原料，这种传统的利用方式并不能够将石脑油在烃族组成上的优势充分发挥出来。因此，对有限的石脑油资源如何进行高效的利用，使其在企业生产过程中创造最大的经济效益，已成为炼油化工一体化企业所面临的重要问题。

1 石脑油烃族满足不同用途的需求

1.1 蒸汽裂解原料需求

蒸汽裂解原料需要含量较高的正构烷烃，蒸汽裂解工艺若以石脑油为原料则其主要的生产产品即为乙烯，这也是生产乙烯的一种主要技术手段。蒸汽裂解工艺若以自由基为基础的条件下，则裂解的结果受原料自身性质的直接影响，其整个工艺的产品收率及裂解性能主要是由原料中碳分子量、异构烷烃、正构烷烃、芳香烃以及环烷烃所决定。参照整个工艺试验所得出的典型烃类裂解产物分布图可以得出：正构烷烃的乙烯、丙烯、丁二烯收率普遍较高，异构烷烃和环烷烃则次之。

1.2 重整原料需求

高含量的芳香烃以及环烷烃是重整原料的根本需求。若生产芳香烃采用催化重整工艺，则芳香烃产率和重整装置的液收很大程度上受原料的馏程和烃族组成的影响。通常采用芳香烃指数或芳香烃潜含量作为标识重整原料优劣的核心指标，其对应的关系就是：重整生成油的芳香烃产量以及辛烷值随着原料中的芳香烃和中烷烃的含量越高而变得越大。

1.3 汽油调和组分需求

高含量的异构烷烃是汽油调和组分的根本需求。石脑油中的部分异构烷烃的辛烷值较高，而且，具有不含烯烃、芳香烃的优点，是比较理想的清洁汽油调和组分。部分正构烷烃、异构烷烃和环烷烃的辛烷值都满足清洁型汽油调和组分的需求。

2 石脑油分离技术进展状况

石脑油的分离技术无论在国内方向还是国外方向都是以从石脑油中分离出芳香烃和正构烷烃为核心目的，对于如何有效分离环烷烃和异构烷烃的技术还未见出现。具有代表性的正构烷烃分离技术有美国UOP公司的Isosiv工艺和MaxEne 工艺，华东理工大学的固定床双塔并联石脑油吸附分离工艺等。芳香烃抽提主要用于从重整生成油和裂解汽油中分离芳香烃，目前，未用于直馏石脑油的分离。

2.1 MaxEne 工艺

石脑油的全馏分分离工艺就叫MaxEne 工艺。该项工艺的技术特点就是将全馏分石脑油中的正构烷烃通过吸附分离装置进行分离，这种办法能够有效提升正构烷烃在裂解装置中的浓度，进而实现乙烯收率的提升，这种技术在保障丙烯收率不变的条件下，能够将石脑油裂解装置中的乙烯收率提升30个百分点。该项工艺中选择的吸附剂为定型选择类型，吸附分离过程在移动床中进行，正构烷烃先从石脑油中选择性吸附，然后用烷烃类解吸剂解吸，解吸剂用分馏法回收并循环使用。

2.2 Isosiv 工艺

通常把美国UOP公司研发的原料采用轻石脑油馏分进行正构烷烃吸附分离的工艺称作Isosiv 工艺，该项工艺的吸附剂采用分子筛进行轻石脑油中的正构烷烃分离。该项工艺研发的最初目的是为了获取化工原料，将分离得到的95%-98%质量分组的正构烷烃经精馏获取单体正构烷烃，其他组分直接调和汽油。现阶段该项工艺主要用来生产高辛烷值汽油调和组分，而正构烷烃作为副产品给化工厂或异构化装置作为原料。

2.3 双塔并联石脑油吸附分离工艺

这项工艺是华东理工大学依照5A分子筛择形吸附的特点而研发出的一种利用固定床双塔并联吸附过程，实现石脑油正异构组分分离的工艺，该项工艺还耦合催化重整工艺和乙烯裂解工藝，实现优化芳香烃和乙烯收率的根本目标。

3 石脑油分离技术在国内的应用前景

当前我国石脑油原油采用传统的轻重切割的加工方式，通过对某个特定直馏石脑油的性质分析不难看出，当前的石脑油利用方式并不能够将石脑油的组分充分利用，其主要原因是：首先，部分芳香烃和环烷烃成分存在于轻石脑油的乙烯原料当中，易生焦，且影响三稀质量收率；其次，重石脑油重整原料中含量有部分正构烷烃，影响重整装置操作及液体质量收率。

综上所述，当前我国国内原油加工较重，石脑油收率能力偏低，催化重整和乙烯裂解的原料之争一直困扰着我国煤化工生产企业，石脑油中的正构烷烃与非正构烷烃通过石脑油分离技术进行分离，能够有效提升我国石脑油的利用率，进而实现优化乙烯原料和重整原料的根本目标。因此，石脑油分离技术必将成为未来石脑油资源优化利用的主要发展方向。

参考文献：

[1]徐承恩.催化重整工艺与工程[M].北京：中国石化出版社，2009：100-101.