工业燃料油产品概述

第一节 工业燃料油产品定义

大部分石油产品均可用作燃料，但燃料油在不同的地区却有不同的解释。欧洲对工业燃料油的概念一般是指原油经蒸馏而留下的黑色粘稠残余物，或它与较轻组分的惨合物。但在美国则指任何闪点不低于37.8C的可燃烧的液态或可液化的石油产品，它既可以是残渣燃料油（Residual Fuel 011,亦称Heavy Fuel 011）也可是馏分燃料油（Healing 011）。

根据加工工艺流程，工业燃料油可以分为常压重油、减压重油、催化重油和混合重油。常压重油指炼厂催化、裂化装置分馏出的重油（俗称油浆）；混合重油一般指减压重油和催化重油的混合。

工业燃料油是成品油的一种，广泛用于电厂发电、船舶锅炉燃料、加热炉燃料、冶金炉和其它工业炉燃料。 

工业燃料油主要由石油的裂化残渣油和直馏残渣油制成的，其特点是粘度大，含非烃化合物、胶质、沥青质多。工业燃料油的性质主要取决于原油本性以及加工方式，而决定工业燃料油品质的主要规格指标包括粘度（Viscosity），硫含量（Sulfur Content）,倾点(Pour Point)等供发电厂等使用的工业燃料油还对钒（Vanadium）、钠(Sodium)含量作有规定. 

第二节 工业燃料油发展历程

1、前期：历史虽悠久但基础薄弱

中国是世界上最早发现和利用石油的国家之一。“石油”一词最早出现在宋代著名科学家沈括的《梦溪笔谈》：“延境内有石油，旧说高奴县出脂水即此边。”沈括又推测“此物必大行于世”。从此，“石油”一词沿用至今。

从明朝开始，中国不但用石油蜡制做蜡烛，用清油然灯，用石油沥青涂敷到皮革制品上以防腐，做粘合剂补缸，而且还初步掌握了对石油进行精加工，进而提炼灯油的技术。

清朝政府在19世纪70年代向美国购买钻机，聘请美国技师在台湾栗龙溪钻成一口120米深的井，在井深115.8米处见石抽，日产1.5吨，不到一年枯竭。1907年，清廷从日本聘请技师、技工6人，购进一部日本钻机，在陕西延长钻一深达80米的油井，日产原油1-1.5吨，用其炼出灯油，延长油田遂由此闻名。

1885年日本侵占台湾后，从1895年至1945年日本统治台湾50年间先后钻井251口，获油气井150口，开发大小油气田7个，最高年产1.9万吨原油，气1.34亿方。1934年，中国著名地质学家孙健初先生在酒泉盆地发现老君庙油田，1941年开始大规模开发，并称之为玉门油田，到新中国成立前夕，全国共开发4个油田：台湾磺坑(1877年)、陕西延长(1907年)、新疆独山子(1938年)、甘肃玉门(1941年)。1948年10月至1949年9月一年间是旧中国产油最多的一年，其中汽油、煤油、柴油、润滑油四大类产品共有3.5万吨。

2、初期：从自力更生开始复兴

新中国成立后，中国石油工业在短短数年间，连上数个台阶。1952年开始的第一个5年计划中发现了克拉玛依油田、青海冷湖油田、石油沟油田、玉门油田、延长油田、独山子油田等，开采规模进一步扩大，1956年，石油产量突破100万吨大关，达到116万吨。1957年原油加工能力达173万吨，油品自给率达39%。

1959年发现大庆油田，经过三年大会战，到1963年底钻井1178口，形成年产600万吨原油的生产能力，一举改变了中国石油工业的面貌。1964年开始，大庆油田开始大规模采油，1965年全国原油产量突破1000万吨大关，同时独立自主地研究开发了催化裂化、铂重整、延迟焦化、尿素脱蜡、加氢裂化等技术，并建成了相应的生产装置，中国在短短数年中掌握了当时世界上的主要炼油技术。

石油化学工业作为一个新兴工业，是化工原料路线由煤转向石油和天然气以后在20世纪20年代首先在美国出现的。新中国的第一个石油化学工业企业——兰州化学工业公司合成橡胶厂始建于1958年，1962年正式投产。上海高桥化工厂1959年开始对上海炼油厂的炼厂气进行裂解、分离，并安装了乙烯利用生产装置，1964年开始生产乙烯、聚苯乙烯、环氧丙烷，丙二醇、苯酚、丙酮等化工产品，成为中国石化工业开始发展的前奏。

20世纪60年代以后，中国的燃料化学工业的原料路线转移到以石油为主以后，中国的催化作用和催化动力学的研究集中在石油炼制和石油化工方面。在这一时期，中国自力更生发展了国外已有的石油炼制催化剂的同时广泛地开展了加氢精制、加氢裂化、分子筛裂化催化剂的研究。1965年，大庆石油总厂建成第一套催化重整装置，同年中国第一套流化催化裂化装置在抚顺石油三厂建成投产。中国石油化工研究在这一时期已从跟踪、模仿开始进入创新领域。

1966年2月，国家科委在兰州召开了中国科学院、化工部、石油部、一机部和高教部等多家单位参加的会议，组织顺丁、异戊、丁基、乙丙等4个合成橡胶品种的攻关会战。会后中科院兰州化学物理研究所、长春应用化学研究所、太原燃料化学研究所、化学工业部第一设计院、北京化工研究院、兰州化学公司研究院、北京石油设计院、锦州石化六厂等单位将主攻方向确定为顺丁橡胶，然后多家单位联合作战，协同攻关，在以下4个方面取得重大突破：一是丁烯氧化脱氢制丁二烯工艺技术和催化剂、导向板流化床反应器以及工艺技术；二是丁烷丁烯分离和丁二烯精制中乙腈萃取蒸馏及分离工艺技术；三是顺式丁二烯聚合催化剂、溶剂以及聚合工艺技术；四是顺丁橡胶加工和应用技术。经过数年艰苦攻关开发出的顺丁橡胶产量一度占全国合成橡胶总产量的50%以上，产品行销美国、日本、英国、比利时、意大利等16个国家和地区，成为中国大量外销的高分子材料。生产顺丁橡胶新技术和新工艺是中国石化工业在石化下游产品的深度加工领域中的重大创新。该技术1985年荣获国家科技进步特等奖。

从60年代末期开始，中国催化作用和化学动力学研究在石油炼制和氮肥工业两个领域建立起一套比较完整的催化体系和催化工艺流程，在重要有机合成和高分子合成反应中开发了一系列重要催化剂。

侯祥麟院士组织领导了我国重大炼油技术的科研攻关会战，解决了中国喷气燃料的特殊技术问题，为中国两弹一星提供了各种润滑材料，使中国炼油技术接近当时世界水平，实现了石油产品立足国内的重大历史转折。

林励吾院士带领课题组成员针对大庆石油含蜡高，凝固点高的特性，从大庆油煤油馏分中制出了低冰点航空煤油，开发了性能优异的加氢裂化催化剂，多金属重整催化剂，长链烷烃脱氢催化剂，首创了配合制备铂锡催化剂的新方法。

闵恩泽院士组织领导了小球硅铝，微球硅铝裂化催化剂、稀土X型、Y型分子筛裂化催化剂、钼镍磷加氢精制催化剂、半人造分子筛裂化催化剂、层柱分子筛催化剂等新型催化剂的开发和研制工作，为中国石油化工催化剂的开发工作做出了重大贡献。

武迟院士组织指导了分子筛催化剂提升管催化裂化新工艺，推动了新型双功能重整催化剂的研制和择形分子筛催化剂在石油化工中的应用。

林正仙等人领导开发了球法尿素脱蜡技术、碳八芳烷异构化系列催化剂、金—1876催化剂、柴油非临氢降凝新工艺和催化剂、丙烯二聚和气体叠合工艺，为生产高辛烷值汽油组分和石油化工原料的增产做出了重大贡献。

陆婉珍院士为中国石油化学工业建立了从天然气到渣油的整套组成分析方法，成功地开发了渣油质谱测定方法，汽油辛烷值及柴油十六烷值的新的分析方法，开发了用色谱方法快速分析炼厂气的弹性石英毛细管以及新型填充毛细管。

3、中期：在改革中取得发展成果

如果说中国炼油工业大规模发展起始于20世纪60年代，石油化学工业的大规模快速发展则起始于70年代。20世纪60年代后期开始中国依靠自己的力量相继建设了胜利油田、长庆油田、吉林油田和河南油田，到1978年，中国原油产量突破一亿吨大关，成为居前苏联、美国、沙特阿拉伯、墨西哥之后的世界第五产油大国。鉴于国外石油化工装置舶大型化趋势和国内原油产量不断增加的形势，1972年1月我国决定从国外进口以石油和天然气为原料生产化学肥料、化学纤维的工业技术成套设备，1973年8月首套年产30万吨乙稀工程在北京燕山石化总厂开始兴建，配套工程还有年产18万吨丁二稀抽提装置。接着在上海、四川、辽阳、天津等四地兴建了4个大型石油化纤生产基地，年增合成纤维能力30万吨，使我国合成纤维产量由原来不足世界总产量万分之一提高到20世纪80年代初的4%。在20世纪70年代我国又集中力量建设了十多个以油气为原料的大型合成氨厂，截止到20世纪80年代末期达到近20家。

1983年中国组建了中国石油化学公司，对全国主要炼油、石油化工、化纤企业实行集中领导，统筹规划，统一管理，发挥了油、化、纤联合优势，集中力量抓重点建设，不断深化改革、增强企业活力，迅速促进了中国石油化学工业的发展。同年，石家庄炼油厂年产120万吨高低并列馏分油催化裂化装置改造成为大庆原油常压渣油催化裂化装置。1984年九江石化总厂将年产120万吨加工馏分油的装置改造成为加工掺炼管输原油减压渣油的催化裂化装置。接着大连和高桥石化公司也建成了两套渣油催化裂化装置。继之中国又从美国引进两段再生渣油催化裂化技术，加速了中国渣油催化裂化的发展，到20世纪90年代上半叶，石化公司的50套催化裂化装置，已有33套掺炼总量达到919万吨，其中常压渣油掺炼比为15.6%，减压渣油为8.78%，渣油总掺炼比达到了24.38%，大幅提高了轻质油收率。20世纪90年代后期，中国石化总公司已经拥有了48套催化裂化装置用常压渣油和减压镏分油掺炼减压渣油为原料，1996年催化裂化装置加工的渣油超过1300万吨。标志着中国的炼油技术已经达到一个新的水平。

催化剂是石化工业的核心技术，石油化学工业的技术进步在很大程度上依靠新型催化剂的研制和开发。中国近十几年来坚持“探索一代、开发一代、转化一代、推广一代•的开发方针，加快催化剂的更新换代步伐，使催化剂的研究开发工作一直处于强劲发展势头。

近十多年来中国开发出一批适合国产原油重质劣质化特性的新型催化剂，如裂化用的USY催化剂和稀土氢REHY催化剂，连续重整用的铂锡催化剂，加氢裂化催剂、环氧乙烷银催化剂、丙烯腈催化剂和聚丙烯N催化剂。我国自主开发的多产丙烯分子筛催化剂性能优于国外同类型催化剂，长期稳定地向泰国出口，某些特种分子筛催化剂还向美国出口。截止到2000年底，中国催化裂化炼油工艺生产能力达8915万吨，国产催化剂的覆盖率为94%，加氢裂化炼油工艺生产能力达1418万吨，国产催化剂的覆盖率为57%，加氢精制工艺的炼油能力达2048万吨，国产催化剂的覆盖率为99%，催化重整炼油工艺的生产能力达1917万吨，国产催化剂的覆盖率为87%131。

在广泛使用新型催化剂的基础上中国石油化学工业形成了以催化裂化为主，辅以加氢裂化、延迟焦化和减粘裂化等一系列先进的生产工艺。在本世纪初中国的催化裂化工艺的加工能力在世界上已居第二位，仅次于美国。在20世纪90年代，石化公司3家裂化催化剂厂的生产能力已达7万吨。1985年三分之二的炼油装置还用无定型硅铝催化剂，到20世纪90年代已有三分之二装置改用Y型催化剂，目前USY和REHY新一代催化剂正在大面积推广使用。这类新一代催化剂的共同点是选择性好，动态活性高，性能达到国外同类产品水平，如USY型ZCM一7催化剂经Akzo公司评价，其反应选择性优于该公司同类产品，Octavision-Sig催化剂在工业装置上比较，动态活性高于CraceDavision公司的0一D催化剂，CHZ催化剂采用SRNY分子筛，在制造技术上突破了过去只能依靠离子交换来引入稀土的传统思路，闯出了一条在NaY沸石上沉积氧化稀土的新技术路线，预示着中国催化剂开发研制已走上了独立创新之路。

中国催化裂化技术从床层裂化到提升管裂化，发展极为迅速，以流化催化裂化为依托的成套新工艺、新技术的出现引起国际同行的瞩目和重视。催化裂解技术(DCC)采用分子筛新材料为催化剂，是中国自己研究开发，具有自主知识产权的石油加工技术，已在20世纪90年代由美国一家公司代理转让到泰国一家石化公司，是中国成套石油加工技术出口的范例。

新型催化剂的研制开发和推广使用极大地促进了石油化学工业的技术进步。中国石油化学工业从20世纪60年代起步开始就把技术进步放在首位，在引进外国—技术的同时不断独立自主地研究和开发新技术、提高了炼油技术的竞争能力。在20世纪八、九十年代技术进步尤为明显：

1983年石家庄炼油厂将一套馏分油催化裂化装置改造成了年加工120万吨的重油催化裂化装置。此后，中国重油催化裂化领域不断有新技术问世，如催化剂两段再生技术，内外取热技术，同时，研究开发了一系列选择性好的重油裂化分子筛催化剂。

在重油催化裂化技术不断进步的基础上，中国开发了许多新的催化裂化技术。1990年济南炼油厂将一套催化裂化装置改造成了以最大量生产丙烯为目的的年产6万吨的DCC示范装置。1995年安庆石化总厂又建成了一套年产40万吨的DCC装置。1992年，兰州炼化总厂建成了一套最大量生产高辛烷值汽油和液化石油气的MGG装置，汽油和石油气的总收率高达80%。1995年兰州炼化总厂将一套催化裂化装置改造成了最大量生产异丁烯和异戊稀MIO装置，异丁烯和异戊烯的总收率超过10%，汽油收率达45%，汽油辛烷值达93。

4、后期：在某些关键技术领域取得创新性突破

这一时期加氢裂化技术同催化裂化技术一样也有长足的进步。新型加氢裂化催化剂——3825催化剂1991年成功地用于上海石化公司的高压加氢裂化装置上，重石油收率达52%，喷气燃料收率达13.7%。20世纪90年代两套年加工能力分别为80万吨和100万吨的加氢裂化装置在镇海炼化公司和辽阳化纤公司相继建成投产。

中压加氢处理技术是一种缓和加氢裂化技术。该工艺用减压馏分油作原料，为蒸汽裂解制乙烯提供优质原料。90年代一套示范装置在齐鲁石化公司建成并投产。常压重馏分油、催化裂化轻循环油、焦化重馏分油在中等氢分压的加氢技术也得到快速开发和应用。

中国催化重整技术研究起步较早，在20世纪末期发展进一步加快。铂锡重整催化剂——3816催化剂在1990年成功地应用于抚顺石油三厂的年产40万吨的IF?连续催化重整装置上。CGB一10重整催化剂于1994年成功地应用于广州石化总厂的年产40万吨UOP连续催化重整装置上。具有更高活性和更高稳定性的3961催化剂，1996年被应用于上海石化公司的年产40万吨的UOP连续重整装置上。

催化裂化干气烃化制乙苯新工艺，1993年在抚顺石油三厂成功地实现了工业化。工艺中使用的3884沸石催化剂，具有良好的抗硫性能、抗杂质性能，且水热稳定性好、选择性好。

中国石化工业快速发展不仅体现在新型催化剂和新工艺、新技术的大量使用上，更重要的是体现在中国乙烯工业的快速发展上。乙烯是石化工业的龙头产品，乙烯产量是衡量一个国家石油化学工业发展规模和水平的重要指标。

1976年5月，我国第一套大型乙烯项目——北京燕山石化30万吨工程建成投产，从此我国乙烯开始步入大型化、规模化之路。

在20世纪80年代，大庆、齐鲁、扬子、上海、茂名等地相继建成30万吨乙烯工程。1994年中国石化公司率先将燕山乙烯从30万吨改造到45万吨，随后又对大庆、扬子、上海、齐鲁、茂名等地的30万吨乙烯装置进行扩建，使其生产能力从30万吨扩大到40-45万吨。

1998年又对燕山、上海、扬子、齐鲁、茂名等大型乙烯装置进行了第二轮改造，使每套乙烯装置年生产能力提升至70-72万吨。本世纪初我国乙烯生产能力已达500万吨，位居世界第七。从本世纪初开始，中国与国际知名石化企业合作合资取得重大进展。

2001年9月，中国石化与巴斯夫合资建设南京60万吨乙烯工程；

2002年3月，中国石化与BP公司合资建设的上海赛科90万吨乙烯工程开工建设。所以我国乙烯生产能力预计在2005年将达850万吨，居世界第二位。

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