重質(zhì)原油加工技術(shù)現(xiàn)狀和進(jìn)展

王鈴

關(guān)鍵詞：重油加工;加氫技術(shù);脫碳技術(shù);組合工藝

1 引言

世界上硫含量較高（硫含量大于1%）的重質(zhì)原油資源十分的豐富，占世界常規(guī)石油資源量的84%，增儲(chǔ)潛力十分巨大。加工重質(zhì)原油的重點(diǎn)在于選用合適的技術(shù)路線轉(zhuǎn)化減壓渣油，國(guó)內(nèi)外公司在渣油轉(zhuǎn)化領(lǐng)域研究活躍，取得了新的發(fā)展和突破，為渣油的加工方案提供多種選擇。技術(shù)路線分為加氫和脫碳兩種路線，其中加氫技術(shù)主要有固定床渣油加氫、沸騰床渣油加氫裂化和漿態(tài)床渣油加氫裂化，脫碳技術(shù)包括焦化和溶劑脫瀝青等，其中，焦化技術(shù)的渣油加工能力最大，占總渣油加工能力的40.29%[1]。本文主要對(duì)國(guó)外技術(shù)進(jìn)行介紹，同時(shí)介紹國(guó)內(nèi)先進(jìn)的技術(shù)，為國(guó)內(nèi)重油加工技術(shù)開發(fā)提供參考。

2 加氫技術(shù)

2.1 固定床渣油加氫

固定床渣油加氫技術(shù)成熟，加工能力占渣油加氫技術(shù)的總加工能力的80%，總能力約為1.8億t/a。近年來，國(guó)外公司在固定床渣油加氫技術(shù)的催化劑、工程和工藝方面開展研究，開發(fā)出更高活性的催化劑，發(fā)展催化劑級(jí)配裝填技術(shù)和密相裝填技術(shù)，改進(jìn)加氫反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件，裝置日趨大型化。

Genoil公司的加氫轉(zhuǎn)化改質(zhì)（GHU）技術(shù)可用于生產(chǎn)低硫燃料油。中國(guó)河北中捷石化計(jì)劃采用Genoil公司GHU技術(shù)新建重油加工煉廠，總投資1.7億美元，目前已投資400萬美元。Genoil正在與幾家船運(yùn)公司談判，將為超過1600萬t/a（32萬桶/天）的高硫燃料油建造升級(jí)設(shè)備生產(chǎn)0.5%的低硫燃料油，預(yù)計(jì)項(xiàng)目成本將達(dá)數(shù)十億美元[2]。石油化工科學(xué)研究院開發(fā)了高性能的RHT系統(tǒng)第三代固定床渣油加氫處理催化劑，具有脫雜質(zhì)反應(yīng)活性高、加氫反應(yīng)選擇性好和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

2.2 沸騰床渣油加氫

沸騰床渣油加氫技術(shù)特別適宜處理重質(zhì)劣質(zhì)重油，是加工渣油的成熟路線之一，主要有法國(guó)Axens公司的H-Oil技術(shù)和CLG公司的LC-FINING技術(shù)。美國(guó)、加拿大、日本和墨西哥等煉廠采用H-Oil技術(shù)可生產(chǎn)低硫焦化原料、低硫燃料油/餾分油、低硫燃料油/FCC（流化催化裂化）原料。恒力石化新建兩套300萬t/a的沸騰床渣油加氫裝置，采用H-Oil技術(shù)與溶劑脫瀝青技術(shù)組合，可以生產(chǎn)0.5wt%的低硫船用燃料油[3]。鎮(zhèn)海煉化采用H-Oil沸騰床渣油加氫與延遲焦化組合工藝，焦炭質(zhì)量提高。

2.3 漿態(tài)床渣油加氫

漿態(tài)床加氫裂化技術(shù)原料適應(yīng)性更強(qiáng)，對(duì)重油原料性質(zhì)基本沒有限制，轉(zhuǎn)化率也更高，是重油加工技術(shù)研究的前沿技術(shù)，與延遲焦化相比，煉油利潤(rùn)提高60%，適用于重油以及劣質(zhì)渣油的加工處理，應(yīng)用前景廣闊。漿態(tài)床渣油加氫裂化技術(shù)日趨成熟，近幾年陸續(xù)有裝置建成投產(chǎn)。意大利ENI公司的EST技術(shù)在2013年首先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。CLG公司的LC-SLURRY轉(zhuǎn)化率最高大于95%，已許可1套裝置。目前，還有多套在建裝置采用意大利埃尼公司的EST技術(shù)、英國(guó)石油公司的VCC技術(shù)、雪佛龍公司的VRSH技術(shù)，正在加快建成投產(chǎn)。

3 脫碳

3.1 焦化

焦化技術(shù)原料適應(yīng)性強(qiáng)，工藝技術(shù)成熟，投資和成本較低，廣泛應(yīng)用于重質(zhì)劣質(zhì)原料處理。主要有Bechtel公司和Amec Foster Wheeler公司的延遲焦化技術(shù)，ExxonMobil公司的靈活焦化技術(shù)，靈活焦化技術(shù)相比延遲焦化焦炭產(chǎn)量減少，可以靈活生產(chǎn)燃料氣，國(guó)內(nèi)首套中化弘潤(rùn)的靈活焦化裝置于2020年開工，預(yù)計(jì)2022年建成。

3.2 溶劑脫瀝青

溶劑脫瀝青過程是液--液萃取的物理分離過程，是劣質(zhì)渣油的重要預(yù)處理過程之一。溶劑脫瀝青的組合工藝可以充分利用脫除渣油中劣質(zhì)組分，主要包括溶劑脫瀝青--脫瀝青油加氫處理--脫油瀝青氣化制氫、溶劑脫瀝青-加氫裂化、溶劑脫瀝青--催化裂化、溶劑脫瀝青--焦化工藝、溶劑脫瀝青--減黏裂化等工藝組合。KBR開發(fā)的溶劑脫瀝青--延遲焦化組合工藝，可生產(chǎn)瀝青或石油焦，氣化后用于發(fā)電和產(chǎn)氫[4]。KBR和Shell公司提供的減粘裂化和溶劑脫瀝青組合工藝技術(shù)，可為下游裂化裝置提供更好的原料，以生產(chǎn)柴油等優(yōu)質(zhì)燃料[5]。石油化工科學(xué)研究院開發(fā)的渣油溶劑脫瀝青--加氫處理--催化裂化（SHF）工藝是加工高硫高金屬渣油的可行技術(shù)路線，不僅可以獲得較高的輕質(zhì)油收率，而且可以較大幅度地降低重油加氫裝置投資和操作費(fèi)用，增加煉油企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

4 氣化

氣化技術(shù)主要有殼牌的SGP工藝和德士古的TGP工藝。殼牌開發(fā)以氣體和液體為原料生產(chǎn)合成氣以及蒸汽的油渣氣化工藝（SGP），氣化原料包括高硫、重質(zhì)渣油，來自熱裂解渣油和溶劑脫瀝青的脫油瀝青，以及沸騰床或漿態(tài)床尾油等，合成氣產(chǎn)率高[6]。渣油加氫、溶劑脫瀝青、延遲焦化與氣化技術(shù)組合是重要發(fā)展方向，組合工藝在提升劣質(zhì)渣油加工能力的同時(shí)保障穩(wěn)定、廉價(jià)的氫氣資源供應(yīng)，優(yōu)化產(chǎn)品方案，提升產(chǎn)品品質(zhì)，降低CO2排放，提供清潔燃料，實(shí)現(xiàn)過程清潔綠色化生產(chǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

在新的形勢(shì)下，設(shè)計(jì)選擇合適的煉油總工藝流程以應(yīng)對(duì)原油的高硫化和重質(zhì)化，并滿足產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)換代的要求，是煉廠必須面對(duì)的緊要問題。脫碳技術(shù)的工藝成熟，建造成本低，原料適應(yīng)廣，是世界渣油加工應(yīng)用最多的技術(shù)，發(fā)揮著非常重要的作用。隨著加氫技術(shù)的發(fā)展，其產(chǎn)品質(zhì)量佳、環(huán)保性能優(yōu)，適合重質(zhì)劣質(zhì)重油的加工，相比脫碳路線綜合經(jīng)濟(jì)效益更高。組合工藝技術(shù)因能充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在重質(zhì)原油加工技術(shù)中將越來越受到關(guān)注。

參考文獻(xiàn)：

[1] Casta?eda L C， Mu?oz J A D， Ancheyta J. Current situation of emerging technologies for upgrading of heavy oils[J]. Catalysis Today.2014，220-222：248-273.

[2] http：//genoil.ca/ghu-advantage/. The Genoil Heavy Oil Upgrader–Modern Day Advantage.

[3] Flexible upgrading of heavy feedstocks[J].ptq.2019（Q1）.

[4]鐘英竹，靳愛民.渣油加工技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].石油學(xué)報(bào)（石油加工）.2015，31（02）：436-443.

[5] Worldwide Refining Business Digest Weekly.2018.

[6]殼牌項(xiàng)目技術(shù)有限公司.殼牌油渣氣化技術(shù)在煉廠中的應(yīng)用[Z].北京：2019.