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在碳達峰、碳中和的背景下，考慮到我國原油資源相對貧乏、可再生資源豐富的國情，煉油行業可以著力發展可再生原料與石油共加工技術。共加工是煉油行業低碳轉型的重要途徑之一，具有廣闊的發展前景。我國可再生資源豐富，生物質、廢塑料和費托合成油等均可作為共加工技術的原料。廢棄油脂的共加工已實現商業化，而生物原油的催化裂化共加工也展現出巨大的潛力。共加工技術為煉油企業低碳轉型提供了新的發展路徑。通過將可再生資源與傳統化石原料共同加工，煉化企業能夠生產出更低碳的燃料，推動行業向綠色、可持續的方向發展。隨著相關技術不斷成熟和政策持續完善，共加工技術將在煉油行業的低碳轉型中發揮越來越重要的作用。

·什么是共加工？

共加工是指將可再生原料與石油原料在現有煉油設施中共同加工，生產低碳燃料。

·共加工與生物煉制有何區別？

生物煉制是指利用生物質原料生產燃料，但面臨高昂的基礎設施成本、低產量、低質量、有限的穩定性和小規模生產等問題。共加工可以有效解決生物煉制面臨的挑戰。共加工可以有效利用現有的煉油、運輸和儲存設施，顯著降低投資成本和縮短建設周期。此外，共加工工藝可以根據不同原料的特性和市場需求靈活調整原料配比和產品結構。

·共加工有哪些優勢？

共加工具有重要的經濟和環境效益：從經濟角度來看，共加工可以降低生物燃料的生產成本，使其更具競爭力；從環境角度來看，共加工可以減少化石燃料的使用，減少碳排放，助力實現碳中和目標。

交通運輸業是全球重要的碳排放行業之一，占全球燃料燃燒碳排放量的23%。實現交通運輸業碳中和需要各領域大幅減排，尤其是海運和航空等難減排領域。

低碳燃料作為一種替代燃料，在航空等難以電氣化的領域具有廣闊的應用前景。例如，可持續航空燃料（SAF）是一種由生物質、廢棄物或其他可再生原料制成的燃料，可顯著減少飛機的碳排放。

我國政府出臺了一系列政策措施，推動低碳燃料的研發和應用：國家發展改革委等部門鼓勵有條件的企業探索將廢棄有機物與原油耦合加工；《“十四五”可再生能源發展規劃》提出，要大力發展非糧生物質液體燃料。將有機固體廢物與生物質作為煉油原料，不僅可以實現廢棄物和生物質的資源化利用，而且可以減少原油的使用量，減輕資源壓力。

共加工技術為煉油企業低碳轉型提供了新的發展路徑。通過將可再生資源與傳統化石原料共同加工，煉化企業能夠生產更低碳的燃料，推動行業向綠色、可持續的方向發展。

共加工原料

可用于共加工的原料主要有油脂、生物原油/生物油、廢塑料熱解油及費托合成油。

油脂 油脂主要由植物油、動物脂肪和廢油組成，是目前生產即用型生物燃料的主要原料。植物油原料廣泛，但其可能間接導致土地的使用問題。使用廢棄食用油（UCO）可收到非常可觀的碳減排效果，但UCO的供應量有限且價格較高。油脂中氧含量較低（氧質量分數約為11%），化學結構相對簡單（主要由簡單的酯組成），可以與石油原料完全混溶，并且易于裂解，共加工過程中的主要改質目標是通過加氫處理去除油脂中的氧并使其中的雙鍵飽和。目前加氫處理裝置已用于共加工油脂原料，根據美國材料與試驗協會（ASTM） D1655標準，共加工5%的油脂已被批準用于生產商用航空常用的Jet A/A1燃料。目前，正在進行共加工30%油脂的ASTM評估工作，如果審核通過，將進一步擴大油脂原料在航空燃料生產中的應用范圍。

生物原油/生物油 通過生物質生產生物原油有兩種重要的熱化學轉化方法，包括快速熱解（FP）和水熱液化（HTL）。FP法是在常壓厭氧條件下將小顆粒干燥生物質（直徑小于5毫米，水質量分數小于10%）快速加熱為約500攝氏度，通過蒸汽冷凝后得到FP生物油；HTL法是在較低溫度和較高壓力下，在水或含水溶劑中將微藻或廢水污泥等高含水量原料轉化為HTL生物油。一般來說，與FP生物油相比，HTL生物油的氧含量和芳烴含量較低，高位熱值（HHV）較高，雖然HTL生物油中含有大量含氮化合物，但混合物中的其他雜原子幾乎被完全去除。由于生物油的缺氫性質和不穩定性，直接通過催化裂化技術對生物油進行改質會形成大量焦炭。生物油與石油餾分共加工則提供了一個很好的解決方案，因為富氫石油碳氫化合物中的氫可以轉移到缺氫的生物油中。

生物油原料和石油基原料的理化性質存在顯著差異。石油基原料中氧質量分數極低（0.05%～1.5%），而生物油原料（如FP生物油）中含有各種含氧物質，氧質量分數高達50%。由于生物油原料含氧量高，生物油原料的HHV遠低于石油基原料VGO（減壓瓦斯油）的HHV。通過對生物油進行加氫脫氧處理可得到加氫脫氧（HDO）生物油。與FP生物油相比，HDO生物油氫碳比更高，氧含量更低。對HDO生物油，應合理控制加氫脫氧的深度，因為過度加氫會導致氫消耗量高，工藝經濟性變差。催化快速熱解（CFP）生物油由FP生物油通過催化處理改質得到，與FP生物油相比，CFP生物油的含氧量和pH值更低，HHV更高。CFP生物油的生產步驟簡單（僅需一步），且無須外部氫源，避免了生物油加氫脫氧所需的高壓條件。使用CFP生物油進行共加工可減少操作單元的數量，提高共加工的經濟可行性。

廢塑料熱解油 廢塑料熱解油的成分會因處理的塑料類型不同而產生差異。例如，聚苯乙烯的熱解油主要由芳香烴組成，而聚丙烯、低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的熱解油則主要由脂肪烴組成。廢塑料熱解油為共加工提供了原料來源，但同時也帶來了挑戰，主要在于廢塑料來源多樣，導致廢塑料熱解油含有大量污染物，且污染物在餾程范圍內分布不均勻。

費托合成油 費托合成是將一氧化碳和氫氣轉化為燃料的過程，其原料可以為垃圾/生物質氣化的合成氣，也可以為綠氫和捕集的二氧化碳，因此使用費托合成油進行共加工具有最高的二氧化碳減排潛力。費托合成油質量較好，一般不會對共加工工藝造成重大挑戰。

共加工技術現狀

油脂原料既可以在加氫裝置中處理，也可以在催化裂化裝置中處理，二者均已實現商業化應用。

在中長期，以木質纖維素為原料的生物原油生產將實現商業化，且未來最有可能被應用到催化裂化裝置中。在催化裂化裝置中共加工快速熱解生物原油已得到工業示范應用。然而，在加氫裝置中對生物原油進行共加工仍處于實驗室階段。

目前，大多數共加工研究都集中在催化裂化或加氫處理裝置。催化裂化工藝是風險較低的選擇，因為催化裂化催化劑比加氫處理催化劑更能耐受生物原料中較高的氧含量，可通過同時脫水、脫羧和脫羰基，以水、一氧化碳和二氧化碳的形式去除原料中的氧。此外，催化裂化催化劑可以在現場連續再生。催化裂化裝置為裂解相對分子質量較大的熱解油提供了場所，因為催化裂化催化劑選擇性更多，而且可以在較溫和的反應條件下進行。與煉油廠的其他加工裝置相比，在催化裂化裝置中進行共加工更具有經濟吸引力，因為它通常不需要額外的氫氣或能源投入，從而節省了成本并減少了額外的溫室氣體排放。相比之下，加氫處理裝置通常使用昂貴的催化劑，每隔幾年就要在場外再生一次。加氫處理主要用于脫氧，裂化程度有限，只有在特殊催化劑和高壓條件下才能實現深度裂化。當需要生產中間餾分油時，生物原油可能需要某種形式的裂化，而加氫裂化是合適的共加工裝置。加氫處理后常使用加氫裂化用雙功能催化劑斷裂碳碳鍵。然而，加氫裂化裝置共加工生物原油的影響和挑戰仍需要更全面的評估。

生物油與石油餾分的共加工是生產可再生運輸燃料的一種經濟有效的途徑，前景廣闊。目前，業界將大量研發工作投入催化裂化裝置共加工熱解油的研究中，如何合理提高成品燃料中的可再生碳含量及開發高效長效催化劑等問題亟待解決。加氫處理是生物油和石油餾分混合物在共加氫裂化或共催化裂化之前降低氧含量和去除雜質的關鍵步驟。HTL生物油共加氫裂化在生產富含生物碳的輕質產品方面顯示出良好的效果。然而，加氫處理裝置中HTL生物油的共加工仍需進一步探索。

共加工案例

目前，全球部分煉油廠已成功實現了生物質原料共加工的商業化。這些商業化案例中，脂類原料是主要原料，但也有一些案例使用熱解和高溫液化生物油進行共加工。共加工的生物質原料摻混比例通常在5%～10%。共加工所使用的裝置包括加氫脫硫裝置、催化裂化裝置、沸騰床加氫裂化裝置（H-Oil?裝置）等。部分煉油廠已著手對廢塑料進行共加工試驗，開發的廢塑料油共加工技術，包括PureStepTM加氫技術、SaFeGuardTM催化劑技術和漿態床加氫技術等。這些技術主要以廢塑料熱解油為原料，摻混加工比例在5%～10%，規模涵蓋中試至工業示范裝置。該類技術可有效減少進入垃圾填埋場的廢塑料數量，并將其轉化為高價值產品。

我國煉油廠的共加工潛力可以通過評估特定類型煉油加工裝置的煉油能力和共加工過程中可能的混合比例來進行預估，進而確定可通過共加工生產的低碳燃料產量。

共加工技術的發展建議與展望

我國可再生資源豐富，生物質、廢塑料和費托合成油等均可作為共加工技術的原料。廢棄油脂的共加工已實現商業化，而生物原油的催化裂化共加工也展現出巨大的潛力。隨著相關技術不斷成熟和政策持續完善，共加工技術將在煉油行業的低碳轉型中發揮越來越重要的作用。未來，推動共加工技術發展應從以下方面發力：

（1）政府出臺政策助力農林廢棄物能源化。油脂將成為短期內共加工的主要低碳原料，然而廢棄油脂成本高、產量低，植物油可持續性較差，油脂共加工仍存在諸多挑戰。從長遠來看，使用農林廢棄物等更豐富的原料生產出的生物原油將在未來發揮更重要的作用。為促進農林廢棄物能源化利用，政府可制定收儲運相關規范和標準，加強市場監管，并提供財政補貼和政策支持，扶持產業發展。

（2）共加工選料應因地制宜，深入開展原料特性研究。為充分利用我國豐富的可再生原料資源，應根據各地資源稟賦選擇共加工原料。例如，人口密集地區可優先考慮餐飲廢油，而東北、華北和廣西等地區則可利用豐富的農林廢棄物。此外，由于不同生物質原料會產生性質各異的生物原油，因此深入研究不同原料來源生產的生物原油的性質及其與石油餾分的相容性，對于優化共加工工藝和提升共加工效率至關重要。

（3）制定可再生原料雜質含量標準，促進共加工發展。可再生原料來源多樣，但往往含有各種雜質，雜質會對共加工過程和最終產品質量造成負面影響。因此，深入表征和分析可再生原料中的雜質至關重要。預處理是可再生原料共加工的關鍵步驟，將直接影響共加工工藝的穩定性、產品質量和生產成本。確定可再生原料進入煉油裝置前所需的預處理程度是亟待解決的關鍵問題。制定標準后，可再生原料將成為煉油廠共加工的商品原料，有助于推動可再生原料與傳統原料共加工的商業化進程。

（4）未來催化裂化共加工生物原油技術發展潛力大。盡管油脂共加氫處理技術目前占據主流地位，但隨著生物原油應用日益廣泛，基于催化裂化的共加工技術有望獲得更多關注。然而，選擇生物質原料共加工技術需要綜合考慮對煉油廠的潛在影響和風險，以及目標產品性質等多重因素。

（中石化石油化工科學研究院有限公司）