重油輕質(zhì)化加工技術(shù)的發(fā)展趨勢

呂聯(lián)

摘 要：我國油田所產(chǎn)原油多數(shù)偏重，常規(guī)原油中渣油的產(chǎn)量約占原油產(chǎn)量的一半。此外，我國每年從委內(nèi)瑞拉、中東等國家進(jìn)口的原油中大部分也偏重，品質(zhì)較低。因此，隨著我國對輕質(zhì)油品要求的增長，開展對接替能源重油加工技術(shù)的攻關(guān)顯得尤為重要。重油輕質(zhì)化加工的主要技術(shù)有催化裂化技術(shù)、延遲焦化技術(shù)、重油加氫技術(shù)。

關(guān)鍵詞：重油輕質(zhì)化;催化裂化;延遲焦化;重油加氫

對于石油資源的有效利用，必須考慮大于350℃或大于370℃重油的深度加工，使之轉(zhuǎn)化成為經(jīng)濟價值更高的能源產(chǎn)品。

重油中，S、N、金屬、瀝青質(zhì)四個成份對重油加工的影響最大。按對這四個成份處理方法的不同，重油輕質(zhì)化的技術(shù)路線可分為兩大類。一類為直接法，即將重油直接進(jìn)行裂化得到輕質(zhì)油;另一類為間接法，即將重油中S、N、金屬、瀝青質(zhì)去除或部分去除后再進(jìn)行裂化。重油加工技術(shù)路線的選擇與原油的性質(zhì)及對產(chǎn)品的要求有很大關(guān)系，因此需要具體情況作具休分析。這兩類技術(shù)路線各自發(fā)展了一些加工技術(shù)，其中，直接法包括熱加工、催化裂化、加氫裂化，間接法包括溶劑精制和加氫精制。

1 常規(guī)重油加工路線簡介

1.1 重油熱加工

隨著原油資源的劣質(zhì)化趨向不斷加劇，同時仍使用價格較高的由烴類重整制氫法所得的氫氣，則渣油加氫的發(fā)展速度無法與重油催化裂化和延遲焦化等脫碳過程相比。屬于脫碳工藝的熱加工由于投資較低、技術(shù)成熟度較高、對原油的適應(yīng)能力強等優(yōu)點而備受青睞。焦化將成世界煉油工業(yè)中位居第一的重油轉(zhuǎn)化技術(shù)。所以，大力發(fā)展重油熱加工，開發(fā)新的工藝與設(shè)備不失為一種可取的選擇。

1.1.1 延遲焦化

延遲焦化裝置的生產(chǎn)工藝分焦化和除焦兩部分：焦化為連續(xù)式操作，除焦為間斷式操作。但整個延遲焦化裝置仍具有全連續(xù)式操作的特點，可應(yīng)用自動化控制裝置進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。延遲焦化在我國發(fā)展如此迅速，表明它作為重油加工的一種工藝具有其獨特的優(yōu)勢。主要表現(xiàn)在以下幾方面：

①原料的適應(yīng)性強。國產(chǎn)和進(jìn)口原油中有一部分是屬于金屬含量和殘?zhí)恐岛芨叩牧淤|(zhì)原料，這些重質(zhì)原料不僅不宜用催化裂化工藝加工，而且也難以進(jìn)行加氫處理。由于焦化是單純的熱轉(zhuǎn)化過程，不存在催化劑污染中毒等問題，所以是這一類原油輕質(zhì)化的最佳途徑;②技術(shù)成熟、投資較低。典型的延遲焦化裝置包括焦化、分餾、出焦和輔助系統(tǒng)等4部分。由于相關(guān)設(shè)備已基本國產(chǎn)化，裝置投資費用比較低，容易上馬建設(shè);③可為乙烯工業(yè)提供優(yōu)質(zhì)原料。延遲焦化裝置可得到13%～18%富含烷烴的焦化石腦油，由于辛烷值很低，不宜作為汽油調(diào)合組分。但是經(jīng)加氫后焦化石腦油的BMCI值在10左右，是很好的乙烯裂解原料;④增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)柴油，提高煉廠柴汽比。焦化工藝的一個顯著特點就是多產(chǎn)柴油為主的中間餾分。延遲焦化的柴油餾分產(chǎn)率約為汽油餾分產(chǎn)率的2倍，而且焦化柴油餾分中烷烴含量較高，加氫焦化柴油的十六烷值較高。

1.1.2 減粘裂化

減粘裂化實質(zhì)上是淺度熱裂化，其目的是將重質(zhì)高粘度的石油原料通過淺度熱裂化轉(zhuǎn)化為具有較低粘度和較低傾點的燃料油，以達(dá)到燃料油規(guī)格要求或者減少摻合的餾分油的量。

1.1.3 流化焦化

流化焦化工藝系統(tǒng)主要是由一個流化床反應(yīng)器和一個流化床燃燒器組成。為了快速地冷卻熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)產(chǎn)生的產(chǎn)品油氣，采用了一個產(chǎn)品洗滌塔。通過環(huán)繞于反應(yīng)器不同高度上的一系列環(huán)管，管上有多個噴嘴，將重質(zhì)原料（新鮮原料或新鮮原料/循環(huán)油混合物）噴射到流化的熱焦炭顆粒上，反應(yīng)器中操作溫度在480～550℃之間。流化焦化的液體產(chǎn)品收率高于延遲焦化，焦炭收率（實際生焦量計）卻低于延遲焦化。

1.2 催化裂化

隨著原料油的日益重質(zhì)化和劣質(zhì)化，重金屬、殘?zhí)恳约傲?、氮等雜原子化合物的總量有明顯增加的趨勢，催化裂化工業(yè)裝置的重油裂解能力明顯變差，平衡劑上重金屬含量明顯上升，尤其是鎳和釩含量的增加，造成目的產(chǎn)品選擇性變差，轉(zhuǎn)化率降低、焦炭和干氣的產(chǎn)率上升，給重油裂化帶來了一系列的困難，影響了煉油廠的經(jīng)濟效益。催化劑作為催化裂化技術(shù)的核心，在重油催化裂化中起著至關(guān)重要的作用。因此，性能優(yōu)良的新型重油裂化催化劑已經(jīng)成為國內(nèi)外各大石油煉制機構(gòu)的研發(fā)熱點之一。

1.3 加氫裂化

加氫裂化是油料輕質(zhì)化的有效方法之一，且原料適應(yīng)性強，它可以將餾分油到渣油的各種油料轉(zhuǎn)化為更輕的產(chǎn)品。加氫裂化的顯著特點是產(chǎn)品質(zhì)量好，表現(xiàn)在所產(chǎn)輕石腦油（小于80℃）的辛烷值（RON）約為75～85，可作車用汽油調(diào)合組分或蒸汽裂解制乙烯原料;重石腦油的芳烴潛含量高，可作為催化重整原料，生產(chǎn)芳烴（BTX）;煤油餾分的冰點低、煙點高，是噴氣燃料的優(yōu)質(zhì)調(diào)合組分;柴油餾分的十六烷值高、傾點低，是清潔車用柴油的理想組分。加氫裂化產(chǎn)物中340～370℃尾油餾分（或未轉(zhuǎn)化油）的硫、氮含量低，烷烴含量高，BMCI值低，可作為乙烯裝置的原料或FCC裝置的原料，也可作為生產(chǎn)潤滑油基礎(chǔ)油的原料，或經(jīng)過加氫異構(gòu)脫蠟后生產(chǎn)超高粘度指數(shù)的潤滑油基礎(chǔ)油。加氫裂化副產(chǎn)的輕烴餾分（C1～C4餾分）數(shù)量較少，一般小于6%，主要為C3～C4餾分，其組成均為烷烴類，且支鏈烷烴含量較高。C4餾分中的異丁烷可作為烷基化的原料。

1.4 溶劑精制

溶劑精制是獲得潤滑油產(chǎn)品的一個重要的環(huán)節(jié)。潤滑油溶劑精制中，影響精制效果的主要因素有溶劑水含量、精制溫度及溶劑比等。這三個因素對精制的收率和質(zhì)量的影響不僅單獨起作用，而且因素之間也有交互關(guān)系。因此，如何處理因素間的關(guān)系，確定各參數(shù)的最佳值對潤滑油溶劑精制的產(chǎn)品性質(zhì)非常重要。

1.5 加氫精制

加氫精制是石油產(chǎn)品最重要的精制方法之一。在氫壓和催化劑存在下，使油品中的硫、氧、氮等有害雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的硫化氫、水、氨而除去，并使烯烴和二烯烴加氫飽和、芳烴部分加氫飽和，以改善油品的質(zhì)量。

各種油品加氫精制工藝流程基本相同，原料油與氫氣混合后，送入加熱爐加熱到規(guī)定溫度，再進(jìn)入裝有顆粒狀催化劑的反應(yīng)器（絕大多數(shù)的加氫過程采用固定床反應(yīng)器）中。反應(yīng)完成后，氫氣在分離器中分出，并經(jīng)壓縮機循環(huán)使用。產(chǎn)品則在穩(wěn)定塔中分出硫化氫、氨、水以及在反應(yīng)過程中少量分解而產(chǎn)生的氣態(tài)氫。加氫精制工藝與化學(xué)精制和物理吸附精制等過程不同。它的優(yōu)點是產(chǎn)品收率高，液收在98%以上，對環(huán)境無污染。

2 重油加工綜述

延遲焦化是重油加工提高輕質(zhì)油收率的有效而成熟的方法，同時又可生產(chǎn)石油焦?，F(xiàn)在存在的問題是焦化餾出油的質(zhì)量太差，它的汽、柴油安定性不好，焦化蠟油中含硫、氮太高等。因此建議開展以下科研工作：試制脫氮性能良好的焦化柴油加氫精制催化劑;配合柴油加氫，研究高效、廉價的安定性添加劑;發(fā)展焦化汽油或焦化汽、柴油裂解生產(chǎn)乙烯的技術(shù);研究焦化蠟油作為催化裂化原料的預(yù)加氫催化劑。

溶劑脫瀝青是各種重油輕質(zhì)化流程中技術(shù)經(jīng)濟最合算的一種方法，它的副產(chǎn)半瀝青可以作為瀝青生產(chǎn)的調(diào)合組份或摻合后作為煉廠自用燃料。溶劑可以選用丁烷、戊烷或混合輕烴，它的操作壓力比丙烷脫瀝青低，因此設(shè)備也比較容易解決。

常壓渣油直接催化裂化要求對原料有所選擇，金屬、瀝青質(zhì)、殘?zhí)枯^高的原料不宜直接作為催化裂化的進(jìn)料，最好經(jīng)過加氫預(yù)精制，但這樣就增加了裝置投資費用及加工費用。至于哪些原油的常壓渣油可以直接作為裂化原料，而哪些則需要精制后作為裂化原料，應(yīng)通過中間裝置試驗，并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟比較才能確定。

加氫裂化裝置雖然投資及鋼材用量較高，但這個方法的操作靈活性大，可多出柴油、噴氣燃料，輕質(zhì)油收率高，所以應(yīng)繼續(xù)開展這方面的科研工作。

催化裂化方法是我國現(xiàn)時深度加工采用的主要方法，已經(jīng)積累了十多年的經(jīng)驗，這個方法今后仍然適宜作為我國生產(chǎn)輕質(zhì)燃料的主要手段。

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