我國(guó)重油和渣油加工技術(shù)展望

孫先凱

摘 要：為了盡快解決國(guó)內(nèi)煉油供求關(guān)系的突出矛盾，必須推動(dòng)重油加工與渣油加工活動(dòng)向縱深發(fā)展。本文主要分析了重油加工及渣油加工過(guò)程中的方式，特別是深入分析了渣油加工工藝的選擇手段，闡述了加氫技術(shù)的實(shí)用方法。雖說(shuō)現(xiàn)階段的懸浮床加氫技術(shù)并不完全成熟，技術(shù)層面和工程放大層面仍然存在許多亟待攻克的難題，但它的發(fā)展前景還是不錯(cuò)的。

關(guān)鍵詞：重油與渣油加工 延遲焦化技術(shù) 加氫處理技術(shù)

引言：目前，我們能夠明顯的看到國(guó)際油價(jià)呈現(xiàn)一個(gè)日益增長(zhǎng)的狀態(tài)，各個(gè)國(guó)家以及世界市場(chǎng)里的各類油品需求也產(chǎn)生了一定的改變，重油的需求數(shù)量與消費(fèi)數(shù)量明顯下降，而輕質(zhì)油的運(yùn)輸需求與應(yīng)用需求卻日益增長(zhǎng)。站在本國(guó)的發(fā)展立場(chǎng)上看，常規(guī)原油的供需關(guān)系十分緊張，且對(duì)外依賴程度較大。作為渣油加工核心工藝的延遲焦化，需要結(jié)合加氫技術(shù)，才能提升渣油與重油的加工效率，需要形成加氫處理模式，才能得到更高的液收處理效果。

一、重油和渣油的來(lái)源

實(shí)際上，綜合全球范圍內(nèi)各地區(qū)來(lái)看，重油資源總量還是非?？捎^的，其實(shí)際儲(chǔ)量是常規(guī)可采原油總量的兩倍之多。再加上，常規(guī)原油開(kāi)始向著重油的方向逐漸演變，油渣里面的物質(zhì)含量也越來(lái)越復(fù)雜。通常情況下，國(guó)內(nèi)原油的減壓渣油含量處于40%～50%之間。根據(jù)預(yù)估數(shù)據(jù)顯示，常規(guī)原油的生產(chǎn)數(shù)量將會(huì)在之后的15年至20年里面達(dá)到最高點(diǎn)，再然后會(huì)迅速進(jìn)入一個(gè)遞減趨勢(shì)中。不過(guò)，眾多發(fā)展中國(guó)家的經(jīng)濟(jì)增速加快，能源消耗及資源開(kāi)發(fā)量依舊呈現(xiàn)大幅度上升的態(tài)勢(shì)。在這樣的情況之下，如果想要填補(bǔ)巨大的能源漏洞，或者改變能源資源斷層現(xiàn)象，必須依賴更多的稠油、油砂以及瀝青，必須依賴有效的加工工藝。

二、加工方式

2.1渣油加工工藝

對(duì)于渣油加工來(lái)說(shuō)，選擇什么樣的加工工藝直接決定了最終會(huì)有什么樣的加工效果。簡(jiǎn)單地說(shuō)，渣油加工工藝主要由脫碳型與加氫型兩種工藝組成。就前者而言，主流工藝當(dāng)屬延遲焦化。當(dāng)面對(duì)重金屬、瀝青質(zhì)膠質(zhì)高的劣質(zhì)重油等待加工物料時(shí)，依舊具備較強(qiáng)的適應(yīng)性，且在催化劑的刺激下，可以裂化油漿。同時(shí)，應(yīng)用裝置的投資成本較低、益于增產(chǎn)柴油等優(yōu)勢(shì)也不容忽視。不過(guò)，需要注意的是延遲焦化工藝并不是完美的，這意味著它存在著尚未成功解決的漏洞，譬如部分渣油被轉(zhuǎn)化為了價(jià)值更低的石油焦、輕質(zhì)油收率低、廢物排放量大、廢物回收與污染治理成本太高、原油資源浪費(fèi)過(guò)多、生產(chǎn)與銷售行為受法律法條限制等等。在新的環(huán)保呼吁與能源利用結(jié)構(gòu)調(diào)整的背景下，環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高，環(huán)保任務(wù)也越來(lái)越多，上述問(wèn)題也越來(lái)越突出。

為了從根本上改善渣油加氫過(guò)程當(dāng)中所使用的原料的質(zhì)量，工人群體可以推廣并運(yùn)用渣油超臨界脫瀝青工藝，通過(guò)分離技術(shù)把劣質(zhì)渣油中的大部分重金屬物質(zhì)、膠質(zhì)物剝離出來(lái)，待得到撥除雜質(zhì)的油之后再完成下一步加氫處理工序。換言之，經(jīng)過(guò)加氫處理的油渣氫含量顯著提高，殘?zhí)己偷棵黠@下降，會(huì)被作為催化裂化裝置的原材料，便于提升汽油的收率，也便于生產(chǎn)含硫較少的汽柴油產(chǎn)品。在加氫處理模式之下，基本過(guò)程相當(dāng)清潔、廢棄物排放量較少、輕質(zhì)油的收率非常高，且產(chǎn)品韌性較強(qiáng)，基本符合市場(chǎng)需求。不過(guò)，這類工藝及其裝置的投資成本較高、耗氫量較大，且固定床加氫處理需嚴(yán)格控制原料渣油含有大量的重金屬成分及膠質(zhì)物。雖然當(dāng)前，活動(dòng)床加氫裂化的原料差有要求逐漸降低，但是仍需努力維護(hù)好嚴(yán)格的工藝流程及條件，才能避免反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)焦現(xiàn)象。

對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，當(dāng)下最優(yōu)且最高效的含硫渣油處理方式就是渣油加氫-重油催化裂化組合工藝。面對(duì)國(guó)際油價(jià)居高不下的窘境，含硫原油與低硫原油的價(jià)格差異越發(fā)明顯，人們反倒不那么關(guān)注渣油加氫的高投入，而是更看重該項(xiàng)工藝的液收率、加工質(zhì)量、環(huán)保效果等多種優(yōu)勢(shì)。從總體上看，雖然加氫裂化工藝歷經(jīng)了幾十年的風(fēng)風(fēng)雨雨，但是實(shí)踐工藝已經(jīng)算得上是比較成熟的了;雖然該項(xiàng)工藝存在多種多樣的表現(xiàn)形式，但其基本原理大致相同，相關(guān)操作參數(shù)的變動(dòng)范圍也不大。然而，人們不得不對(duì)加氫裂化催化劑開(kāi)發(fā)和更新?lián)Q代的極致速度提起注意，為此，相關(guān)單位必須積極開(kāi)發(fā)新型加氫裂化催化劑。再加上，考慮到求范圍內(nèi)重油開(kāi)采量不斷增長(zhǎng)的問(wèn)題，沸騰床以及懸浮床加氫技術(shù)的推廣、應(yīng)用及技術(shù)革新速度還要加快。從懸浮床加氫催化劑的角度看，未來(lái)最可能的發(fā)展方向就是通過(guò)為反應(yīng)體系研制并加入新的、性價(jià)比高的、活性高的組分制成膠體或納米級(jí)的實(shí)用催化劑，便可大幅度地降低催化劑的總體用量。

2.2稠油加工工藝

就本國(guó)而言，我們擁有大量的稠油資源，而且國(guó)家政策支持以及人民奮斗的推力之下，陸陸續(xù)續(xù)建成了許多稠油加工基地和道路瀝青生產(chǎn)與研發(fā)基地。在早期，大多數(shù)的稠油加工中心，一貫運(yùn)用減壓蒸餾手段處理稠油，產(chǎn)出的瀝青數(shù)量非常驚人。為了能夠從稠油里面提取出更多的可利用資源，相關(guān)單位的研究員認(rèn)真分析了懸浮床加氫-延遲焦化、ROP工藝-加氫處理-渣油催化裂化及延遲焦化等不一樣的加工方案，最終總結(jié)出了比較適合的、以延遲焦化手段為主的實(shí)踐方案。研究員們認(rèn)為，針對(duì)重油的懸浮床加氫裂化技術(shù)能夠加工質(zhì)量非常差的油砂、瀝青原油及金屬含量過(guò)高的渣油，且油品轉(zhuǎn)化率能夠達(dá)到90%左右，屬于一項(xiàng)實(shí)用前景非常廣闊的新型稠油輕質(zhì)化工藝?？梢?jiàn)，新技術(shù)不僅具備良好的推廣條件，而且能夠幫助我國(guó)解決稠油加工利用難題。

2.3油砂瀝青

最近幾年，從油砂瀝青里面提取原油的工藝獲得了突破性進(jìn)展，目前合成原油的成本明顯下降，加拿大油砂開(kāi)采加工單位逐漸發(fā)現(xiàn)新的利益增長(zhǎng)點(diǎn)。然我國(guó)在短時(shí)間之內(nèi)取得了較好的經(jīng)濟(jì)發(fā)展成果，維持著相對(duì)穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)增速，但是原油需求量及對(duì)外依賴程度仍然非常高。然而，國(guó)內(nèi)的煉油廠并沒(méi)有LC-Fining裝置與流化焦化設(shè)備，就連相應(yīng)的催化劑還很依賴進(jìn)口，而且部分煉油廠的油渣溶劑脫瀝青裝置也急需改造。所以，相關(guān)單位若想加大油砂瀝青資源的開(kāi)發(fā)利用程度，必須先儲(chǔ)備高質(zhì)量的應(yīng)用設(shè)備，并輔以對(duì)應(yīng)的操作技術(shù)推進(jìn)開(kāi)發(fā)，同時(shí)借鑒一下他國(guó)的經(jīng)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)自主技術(shù)的開(kāi)發(fā)目標(biāo)。根據(jù)相關(guān)研究單位的數(shù)據(jù)顯示，渣油重溶劑脫瀝青-加氫處理-催化裂化組合工藝技術(shù)，可以通過(guò)使用重溶劑剔除減壓渣油里面所含的全部瀝青質(zhì)與絕大部分金屬物質(zhì)，且得到的DAO收率非常高，意味著優(yōu)質(zhì)的催化裂化原料供應(yīng)充足。在該項(xiàng)技術(shù)的支撐之下，通過(guò)合理加工含硫量高、含金屬量高的油渣，不僅能夠取得非常高的輕質(zhì)油收率，而且能夠大大降低重油加氫裝置的投資費(fèi)和利用費(fèi)，還有益于延長(zhǎng)催化劑的使用期限。除此之外，一些化工研究學(xué)者通過(guò)利用超臨界流體萃取技術(shù)處理油渣，慢慢制備出了一套出乎意料的、附加值超高的石化產(chǎn)品，為渣油、重油加工事業(yè)做出了新一輪的貢獻(xiàn)。在此期間，通過(guò)使用這一技術(shù)產(chǎn)出了精制石蠟與中間相瀝青，通過(guò)使用減壓渣油和催化裂化油漿兩種原料，產(chǎn)出了不同類型的瀝青油。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，循環(huán)流化床鍋爐的金屬脫除率能夠達(dá)到90%左右，脫油瀝青的收率也能夠達(dá)到50%以上，不僅能夠有效降低化肥產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，而且能夠提供更多的廉價(jià)氫氣。

結(jié)束語(yǔ)：

總的來(lái)說(shuō)，全球的石油能源供應(yīng)正從常規(guī)原油向重油方向過(guò)渡，石油焦與煤炭的加工技術(shù)正從CFB鍋爐向IGCC系統(tǒng)過(guò)渡，渣油與重油加工技術(shù)正從脫碳型向加氫型過(guò)渡，單一的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工藝模式正向組合型工藝模式過(guò)渡。可見(jiàn)，尋找并創(chuàng)新清潔生產(chǎn)工藝技能，營(yíng)造科學(xué)高效的重油與渣油處理體系前景光明。在未來(lái)，石油行業(yè)、煤炭行業(yè)以及電力行業(yè)應(yīng)該通力合作，共同研發(fā)并建立IGCC系統(tǒng)，共享科研發(fā)展成果，共擔(dān)經(jīng)營(yíng)開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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