石腦油如何驅動石化產業：探索其在化學工業中的重要作用

概述

石腦油是一種從原油中提取的多功能碳氫化合物混合物，是蓬勃發展的石化工業的重要原料。其獨特的性質，以具有不同沸點和分子結構的易燃液體成分為特徵，使其成為生產各種必需產品不可或缺的原材料。

石化產業嚴重依賴石腦油作為蒸汽裂解過程的原料，該過程將複雜的碳氫化合物分解成更簡單的分子，從而產生烯烴和芳烴等有價值的石化產品。這些基礎材料對於製造各種產品至關重要，包括塑膠、樹脂、合成纖維和溶劑，而這些產品對於包裝、紡織和汽車等各個行業都是不可或缺的。受快速發展經濟體對燃料和能源需求不斷增長的推動，全球石腦油市場預計將大幅成長。

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石腦油在石化工業的多功能性

在原油蒸餾裝置中，煉油廠的第一步，即塔頂液體餾出物，稱為原始石腦油或直餾石腦油。這種石腦油通常會進一步蒸餾成輕質石腦油和重質石腦油兩種類型。石腦油的成分隨原油來源和煉油廠設計而變化，但通常含有石蠟、環烷烴和芳香烴。

石腦油對石化工業的影響

• 石化原料

石腦油是生產乙烯、丙烯和丁二烯等石化產品的主要原料。這些化學品用於製造塑膠、合成纖維和其他化學品。石腦油是原油蒸餾過程中流出的碳氫化合物混合物，通常在液化石油氣和煤油餾分之間。依沸點不同，石腦油分為輕質石腦油、重質石腦油和全餾分石腦油。石腦油被用作熱解原料，生產乙烯、丙烯、丁二烯和其他石油化學基本原料。這些化學物質隨後被用於製造各種各樣的產品，包括合成樹脂、合成橡膠、合成纖維等等。

• 蒸氣裂解

Coolbrook 在其大型中試工廠中成功演示了石腦油電蒸汽裂解，這與該行業向可持續實踐的轉變相一致。透過利用 RotoDynamic 反應器 (RDR) 技術，Coolbrook 旨在透過減少二氧化碳排放和提高製程效率來徹底改變石化產業。這種創新方法不僅使生產過程脫碳，而且還提高了塑膠生產的循環性，符合該行業以經濟高效和節能的方式向淨零排放過渡的目標。以電動 RDR 裝置取代傳統的基於化石燃料的裂解爐的潛力標誌著石化生產向更清潔、更永續的未來邁出了重要一步。

• 催化重整

催化重整是石油煉製廠的關鍵過程，它將低辛烷值的石腦油餾分，特別是富含環烷烴的重質石腦油轉化為高辛烷值的重整產品。主要反應包括環烷烴脫氫形成芳烴、石蠟異構化、較大烴類的裂解。這個過程透過產生苯、甲苯和二甲苯等有價值的成分來增加燃料的辛烷值。作為副產品產生的氫氣也是一種重要的產出，因為它可以用於其他煉油過程。催化重整是生產高品質汽油調和原料的重要步驟。

• 工業溶劑

石腦油是一種廣泛使用的工業溶劑，可用於家用清潔劑、油漆、清潔劑和去污劑。近期重芳烴溶劑石腦油市場價格大幅上漲，價格上漲約4%。此次價格上漲直接歸因於原油成本的上漲，原油是石腦油生產的關鍵原料。原油價格飆升對全球工業產業產生了重大影響，其中也包括石腦油溶劑市場的參與者。儘管價格波動，但受各終端產業需求成長的推動，預計整體石腦油市場將持續成長。

輕質和重質石腦油的比較：性質和用途

例如，2023 年 3 月，印度 Haldia Petrochemicals Ltd 宣布，它正在尋求從印度國內煉油廠購買石腦油原料，以免受紅海中斷造成的運輸成本波動的影響。該公司經營一個年產 70 萬公噸的石腦油裂解裝置，通常其 50% 的原料來自中東，但現在正尋求印度石油、HPCL 和 BPCL 等當地煉油廠來獲取剩餘的原料，因為這些煉油廠加工俄羅斯原油生產的石腦油比 Haldia Petrochemicals 偏愛的輕質等級略重。

石腦油加工的新興趨勢與市場動態

• 石腦油加工技術進步

煉油製程技術的進步顯著提高了石腦油的產量和質量，使其成為石化產業更具吸引力的原料。催化劑和製程優化技術的創新提高了石腦油的生產效率，使煉油廠能夠從原油中提取更多的石腦油。石腦油產量的增加，加上其性能的改善，推動了對石腦油作為石化生產原料的需求。由於石化產業利潤率更高，煉油廠現在能夠將更多的石腦油用於石化應用，而不是傳統的燃料用途。向以石腦油為基礎的石化產品的轉變是一個日益增長的趨勢，特別是在亞洲，那裡正在開發綜合煉油石化綜合體，以利用石腦油作為原料的優勢。

例如，MRPL的催化裂解和加氫裂解等尖端煉油技術顯著提高了石腦油的產量和品質。它優化了製程條件，並使用先進的催化劑，MRPL 可以從原油中提取更多的石腦油，同時增強其性能，使其成為石化行業有吸引力的原料。

• 富烯烴石腦油需求不斷成長

由於富含烯烴的石腦油中乙烯和其他有價值烯烴的含量高，對石腦油的需求正在大幅增加。這種原料對於石化生產至關重要，特別是在蒸汽裂解過程中。塑膠製造、汽車和建築等行業的成長推動了對富含烯烴的石腦油的需求。石化工業利用富含烯烴的石腦油生產合成樹脂、合成纖維、合成橡膠、染料、醫藥、個人護理產品和燃料等各種產品。受主要終端用戶產業的成長和發展的推動，亞太地區在全球富烯烴石腦油市場中佔據主導地位。由於對經濟高效燃料的需求不斷增加以及石化工業的擴張，預計對富含烯烴的石腦油的需求將繼續上升。此外，該地區在全球富含烯烴的石腦油市場中佔據主導地位，這得益於塑膠製造、汽車和建築等主要終端用戶產業的成長和發展。

石化產業石腦油生產挑戰及冷卻解決方案

根據巴林國家石油公司 (Bapco) 的案例研究，其大型煉油廠在 2016 年夏季難以維持其石腦油加氫裂解裝置 (1HCU) 的最大產量。這是由多種因素造成的，包括當 1HCU 催化劑接近運行結束時石腦油產量已接近最大值、由於冷卻系統限制導致海水冷卻能力下降、環境溫度過高且不斷升高，以及出於安全原因降低輕石腦油的最大允許運行溫度。

這些問題造成了瓶頸，並有可能迫使 1HCU 吞吐量下降，從而造成生產損失。為了解決這個問題，Bapco 與 Aggreko 合作實施了客製化的冷卻解決方案。 Aggreko 將冷水機組安裝在與輕石腦油冷卻器迴路閉合的迴路中，由柴油發電機供電。這使得煉油廠能夠在整個炎熱的夏季繼續以最大吞吐量運行 1HCU，而不會出現任何停機或生產損失。 Aggreko 流程增強服務團隊客製化的解決方案僅花了 6 週就部署完畢，為 Bapco 帶來了近 100% 的投資回報，並且沒有發生任何工時損失事故。本案例研究展示了創新的冷卻解決方案如何幫助石化煉油廠維持石腦油生產並避免在高環境溫度和其他季節性因素期間出現營運挑戰。

結論

石腦油是石化工業中不可或缺的一部分，是一種多功能原料，可透過蒸汽裂解和催化重整等製程生產烯烴和芳烴等必需的石化產品。技術進步和製程優化提高了石腦油的效率和產量，鞏固了其在製造從塑膠到合成纖維等各種產品中的作用。

石腦油的需求不斷增長，特別是在快速發展的經濟體中，凸顯了其重要性。電蒸汽裂解和先進冷卻解決方案等創新凸顯了該行業對永續性和效率的承諾。隨著市場動態的變化，石腦油將繼續成為石化產業的主要驅動力，確保各行業必需材料的生產。