我國重質(zhì)原油典型加工工藝及其發(fā)展趨勢

趙玉軍

（菏澤學(xué)院化學(xué)化工系，山東 菏澤 274000）

我國重質(zhì)原油典型加工工藝及其發(fā)展趨勢

趙玉軍

（菏澤學(xué)院化學(xué)化工系，山東 菏澤 274000）

本文綜述了國內(nèi)重質(zhì)油典型加工工藝和發(fā)展趨勢，著重介紹了幾種重質(zhì)油加工組合工藝的特點和應(yīng)用，與其單一工藝相比，組合工藝的生產(chǎn)靈活性高，產(chǎn)品品種多，品質(zhì)好，市場適應(yīng)能力強

催化裂化；重質(zhì)油；加工；延遲焦化；加氫處理

1 前言

近年來，由于國內(nèi)對石油產(chǎn)品需求的迅速增長、輕質(zhì)油與重質(zhì)油價格差異的加大以及政府稅收和政策性的調(diào)節(jié)，促使石化企業(yè)、科研開發(fā)和工程設(shè)計單位聯(lián)合，以探索有效利用重油的技術(shù)對策和致力于完善各種重油轉(zhuǎn)化工藝[1]。我國在重油轉(zhuǎn)化領(lǐng)域已取得了許多重大的技術(shù)進展，如脫碳和加氫工藝[2]有了新的發(fā)展與突破、溶劑萃取瀝青和膠質(zhì)的改性工藝[3]日趨完善、許多不同工藝聯(lián)合的組合工藝等，為重油轉(zhuǎn)化提供了多種可供選擇的手段。

2 我國重質(zhì)原油典型加工工藝及其發(fā)展趨勢

當(dāng)前我國煉油工業(yè)采用的主要重油加工方法不外乎兩大類，即脫炭和加氫。重油加工的目的是為了將重質(zhì)油產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為高附加值的輕質(zhì)石油產(chǎn)品。因此在加工過程中必須加入氫元素或過程中促使碳氫原子重新組合，脫掉一部分碳而獲得高氫含量的產(chǎn)品。脫碳工藝包括催化裂化、延遲焦化和溶劑脫瀝青等。加氫工藝則包括加氫裂化、加氫精制、渣油加氫脫硫及渣油加氫轉(zhuǎn)化等。而目前適合我國煉油企業(yè)的重質(zhì)油加工方案主要有以下幾種[4]。

2.1 延遲焦化-催化裂化組合工藝

當(dāng)加工低硫、低氮的石蠟基原油時，優(yōu)先選擇的重質(zhì)油加工方案是常渣催化裂化，煉廠的裝置構(gòu)成和加工流程較為簡單，經(jīng)濟效益也好。但此方案的不足是產(chǎn)品品種單一、質(zhì)量不高，生產(chǎn)靈活性受到一定限制。延遲焦化-催化裂化組合工藝則可大大改善煉廠的生產(chǎn)靈活性，通過調(diào)整焦化和催化的加工量以及焦化石腦油（加氫后是優(yōu)質(zhì)重整或乙烯原料）的用途，可大幅度地改變柴汽比，較好地適應(yīng)市場對汽油、柴油需求的變化。石科院開發(fā)的延遲焦化-催化裂化組合工藝技術(shù)，在中試實驗的基礎(chǔ)上，與中國石化安慶石化總廠合作，在40萬t/a延遲焦化裝置上進行了澄清油焦化實驗，由所生產(chǎn)的針狀焦制成的電極經(jīng)煉鋼廠使用證明，該電極具有優(yōu)良的機械性能、抗氧化性能和耐熱沖擊性能[5]。中石油錦州石化分公司建成10萬t/a包括煅燒裝置在內(nèi)的針狀焦裝置[5]。延遲焦化-催化裂化組合工藝是重質(zhì)油輕質(zhì)化、改善煉廠柴汽比的重要手段之一，開發(fā)出的具有高附加值的優(yōu)質(zhì)石油焦產(chǎn)品，進一步提高了組合工藝的經(jīng)濟效益[5]。

2.2 渣油加氫工藝

渣油加氫主要有固定床、沸騰床和漿液床三種技術(shù)，在已商業(yè)運行的裝置中，固定床加氫占總能力的85%以上。固定床加氫的熱點是為重油催化裂化生產(chǎn)原料。該工藝可將重金屬含量小于150 μg/g、殘?zhí)亢啃∮?5%的劣質(zhì)原料轉(zhuǎn)化為重油催化裂化的進料。改進催化劑仍是該工藝發(fā)展的重點，以加工更為劣質(zhì)的渣油。增加大孔、提高孔隙率，可以提高重金屬和焦炭容量，延長開工周期，但同時也導(dǎo)致催化劑活性和機械強度下降，這是必須處理好但又不易處理的一對矛盾，也說明該工藝的改進存在極限。固定床加氫的轉(zhuǎn)化率通常不高于40%～ 50%，過高的轉(zhuǎn)化率將過多地破壞多環(huán)芳烴和膠質(zhì)，這將使重油溶解瀝青質(zhì)的能力下降，導(dǎo)致因瀝青質(zhì)的析出、沉淀而結(jié)焦。在原料中摻煉高芳香性組分，可提高重油溶解瀝青質(zhì)的能力，延長開工周期[6]。

2.3 延遲焦化-加氫精制-催化裂化組合工藝

我國不少渣油氮含量很高，經(jīng)延遲焦化后的焦化蠟油硫、氮含量（尤其是堿氮含量）很高，這種焦化蠟油如果直接進入催化裂化裝置會嚴(yán)重影響催化裂化產(chǎn)品的分布和質(zhì)量，并使催化劑降低活性。因此盡量增加重質(zhì)油的延遲焦化處理量可多產(chǎn)汽柴油，且柴汽比高，增加產(chǎn)品的靈活性和市場適應(yīng)性。尤其是焦化干氣產(chǎn)量大，干氣CH4、C2H6含量高，可提供豐富的廉價的制氫原料，以獲得便宜充足的氫源，發(fā)展加氫精制以提高焦化汽柴油的品質(zhì)來滿足市場競爭的要求。焦化蠟油不安排（或盡可能少地作為摻煉油催化裂化處理，視加氫裂化處理量而定），是由于其堿氮含量高，極易造成催化裂化催化劑失活，造成結(jié)焦嚴(yán)重，干氣產(chǎn)量上升，汽柴油收率降低。而安排焦化蠟油與焦化汽柴油或催化柴油混摻加氫裂化，不但可得到優(yōu)質(zhì)汽柴油，而且尾油又是優(yōu)良的裂化原料制乙烯和催化裂化原料，并且此過程氫耗量小于單獨的重質(zhì)油加氫裂化。加氫精制的石腦油又是優(yōu)良的催化重整的進料[5]，增加高辛烷值低烯烴汽油產(chǎn)量，并且苯、甲苯、二甲苯又是化工原料，自產(chǎn)氫氣又可平衡煉廠系統(tǒng)的氫氣。石油焦既可外賣，又可經(jīng)煅燒生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的煅燒焦，增加產(chǎn)品的附加值。煉油企業(yè)減壓瓦斯油和焦化瓦斯油應(yīng)重點考慮作加氫裂化原料，這一方面可以緩解噴氣燃料和優(yōu)質(zhì)低凝點柴油市場供應(yīng)不足的矛盾，另一方面可以提供相當(dāng)數(shù)量的芳烴原料（高芳烴潛含量石腦油）和優(yōu)質(zhì)乙烯裝置原料（加氫未轉(zhuǎn)化油）。

2.4 溶劑油脫瀝青-延遲焦化-催化裂化組合

在煉油廠獲得的總經(jīng)濟效益中，60%的效益來自催化裂化裝置，利用這一工藝將催化裂化澄清油與堿渣混合，回收澄清油中可裂化的組分進入脫瀝青油，然后再返回到重油催化裝置中，為催化裂化裝置提供大量的原料。澄清油中的稠環(huán)芳烴進入到瀝青中可改善瀝青的質(zhì)量。脫瀝青油即可作為催化裂化進料，又可作為加氫裂化的原料。脫油瀝青可作為延遲焦化進料或做鍋爐燃料。為了給催化裂化裝置提供更多的原料，增加延遲焦化裝置的原料品種，石科院與中石化廣州石化總廠合作[7]，以脫油瀝青摻入堿渣（摻入質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%～30%）進行焦化，可轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)產(chǎn)品的收率約為60．5%?？梢妼⑸倭康拿撚蜑r青與堿渣混合作為焦化的原料，不但擴大焦化的原料的品種，也解決了一部分硬瀝青的出路，還有經(jīng)濟效益。用脫油瀝青作為焦化原料的缺點是隨著瀝青的摻入量增加焦炭產(chǎn)量也增加，焦炭的質(zhì)量也越來越差，另外是使加熱爐管結(jié)焦傾向增大，因此應(yīng)設(shè)法改善渣油與瀝青的互溶性，以增強瀝青質(zhì)在渣油體系中的穩(wěn)定性。

2.5 減粘裂化-延遲焦化

茂名石油化工公司、安慶石油化工總廠等企業(yè)采用了減粘-延遲焦化組合工藝，減壓渣油經(jīng)減粘裂化后用作延遲焦化原料，改善了裝置運行工況和產(chǎn)品分布，輕油收率明顯提高，焦炭產(chǎn)率降低。茂名石油化工公司延遲焦化裝置的標(biāo)定表明，采用減粘-焦化組合工藝比普通延遲焦化工藝輕油收率提高2.30%焦炭產(chǎn)率下降3.36%。同時各項操作參數(shù)平穩(wěn)，裝置處理量可適當(dāng)提高，運轉(zhuǎn)周期有所延長[8]。

2.6 減粘-溶劑脫瀝青-延遲焦化組合工藝

廣州石油化工總廠，根據(jù)本企業(yè)重油加工裝置的配置，采用了減粘-溶劑脫瀝青-延遲焦化組合工藝瀝青與減壓渣油混合作為延遲焦化的進料，做到了“吃干榨盡”[8]。

除上述6種組合工藝外，還有溶劑脫瀝青-加氫處理-催化裂化[8]、高苛刻度熱裂化-溶劑脫瀝青、循環(huán)油溶劑抽提脫芳-催化裂化[9]等組合工藝。它們主要在低硫重油的加工中應(yīng)用，在一定的加工流程中也可發(fā)揮重要的作用。

3 我國重質(zhì)原油加工技術(shù)進一步發(fā)展的趨勢

3.1 在今后開采的原油中，稠油等重質(zhì)原油將越來越多，因此，考慮將稠油等重質(zhì)原油在油田或井口附近采用加氫工藝加工成合成原油[11]。

3.2 漿液床加氫工藝采用不易結(jié)焦的空筒反應(yīng)器，可以處理各種高粘度、高金屬、高殘?zhí)康牧淤|(zhì)原料油，而且轉(zhuǎn)化率高，加氫空速大，脫金屬、脫殘?zhí)柯矢遊12]。

3.3 重溶劑脫瀝青液體產(chǎn)品收率高，裝置建設(shè)投資少，操作費用低，操作連續(xù)，無環(huán)境污染問題，其副產(chǎn)品瀝青有多種用途。將重溶劑瀝青與固定床渣油加氫相結(jié)合，可使固定床渣油加氫脫硫能適應(yīng)更多的劣質(zhì)原料，并能降低操作費用和基本建設(shè)投資。所以應(yīng)花力氣解決高軟化點瀝青的固化成型問題[13]。

3.4 就目前的工藝發(fā)展水平來看，對于國內(nèi)大多數(shù)渣油的深度加工，在不作很大投資的情況下，發(fā)展以重油催化裂化-延遲焦化為核心的重質(zhì)油加工組合工藝，同時進一步提高重油催化裂化技術(shù)水平，提高催化劑的活性、選擇性、穩(wěn)定性。擴大焦化處理能力，不但提高柴汽比，而且焦化干氣制氫氣是煉廠獲取大規(guī)模較便宜氫氣的主要手段。加速焦化發(fā)展，勢必推動加氫工藝的發(fā)展，為重質(zhì)油更加合理的利用找到切實可行的新出路。

4 結(jié)語

發(fā)展重質(zhì)原油深度加工，使每t原油產(chǎn)生最大的經(jīng)濟效益，應(yīng)是我國的一項長期的技術(shù)政策。目前煉油工作者們正在加緊努力不斷改進重質(zhì)油加工工藝，以使重質(zhì)原油更多的轉(zhuǎn)化成符合環(huán)保要求的清潔石油產(chǎn)品。

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Progresses of heavy oil processing in China

ZHAO Yu-jun
(College of Chemistry and Chemical Engineering,Heze University,Heze 274000,China)

Introduce the domestic technology and development of heavy oil processing technology in China.Key studies features and applies of some heavy oil processing integrated technology.Compared with the single processing technology,integrated technology have high flexibility,high quality and high adptability for market.

fluid catalysis cracking;heavy oil;processing;delayed cocking;hydrogenation processing

book=2010,ebook=66

10.3969/j.issn.1008-1267.2010.02.003

TE622.5

A

1008-1267（2010）02-0007-03

2009-11-03

趙玉軍（1978-）男，河北張家口，碩士，菏澤學(xué)院化學(xué)化工系講師，研究方向：石油加工。