重油輕質化加工技術的發展趨勢

呂聯

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

關鍵詞：重油輕質化;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，使之轉化成為經濟價值更高的能源產品。

重油中，S、N、金屬、瀝青質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，重油輕質化的技術路線可分為兩大類。一類為直接法，即將重油直接進行裂化得到輕質油;另一類為間接法，即將重油中S、N、金屬、瀝青質去除或部分去除后再進行裂化。重油加工技術路線的選擇與原油的性質及對產品的要求有很大關系，因此需要具體情況作具休分析。這兩類技術路線各自發展了一些加工技術，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 常規重油加工路線簡介

1.1 重油熱加工

隨著原油資源的劣質化趨向不斷加劇，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、技術成熟度較高、對原油的適應能力強等優點而備受青睞。焦化將成世界煉油工業中位居第一的重油轉化技術。所以，大力發展重油熱加工，開發新的工藝與設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工藝分焦化和除焦兩部分：焦化為連續式操作，除焦為間斷式操作。但整個延遲焦化裝置仍具有全連續式操作的特點，可應用自動化控制裝置進行大規模生產。延遲焦化在我國發展如此迅速，表明它作為重油加工的一種工藝具有其獨特的優勢。主要表現在以下幾方面：

①原料的適應性強。國產和進口原油中有一部分是屬于金屬含量和殘炭值很高的劣質原料，這些重質原料不僅不宜用催化裂化工藝加工，而且也難以進行加氫處理。由于焦化是單純的熱轉化過程，不存在催化劑污染中毒等問題，所以是這一類原油輕質化的最佳途徑;②技術成熟、投資較低。典型的延遲焦化裝置包括焦化、分餾、出焦和輔助系統等4部分。由于相關設備已基本國產化，裝置投資費用比較低，容易上馬建設;③可為乙烯工業提供優質原料。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，不宜作為汽油調合組分。但是經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增產優質柴油，提高煉廠柴汽比。焦化工藝的一個顯著特點就是多產柴油為主的中間餾分。延遲焦化的柴油餾分產率約為汽油餾分產率的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

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

1.1.3 流化焦化

流化焦化工藝系統主要是由一個流化床反應器和一個流化床燃燒器組成。為了快速地冷卻熱轉化反應產生的產品油氣，采用了一個產品洗滌塔。通過環繞于反應器不同高度上的一系列環管，管上有多個噴嘴，將重質原料（新鮮原料或新鮮原料/循環油混合物）噴射到流化的熱焦炭顆粒上，反應器中操作溫度在480～550℃之間。流化焦化的液體產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化和劣質化，重金屬、殘炭以及硫、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，造成目的產品選擇性變差，轉化率降低、焦炭和干氣的產率上升，給重油裂化帶來了一系列的困難，影響了煉油廠的經濟效益。催化劑作為催化裂化技術的核心，在重油催化裂化中起著至關重要的作用。因此，性能優良的新型重油裂化催化劑已經成為國內外各大石油煉制機構的研發熱點之一。

1.3 加氫裂化

加氫裂化是油料輕質化的有效方法之一，且原料適應性強，它可以將餾分油到渣油的各種油料轉化為更輕的產品。加氫裂化的顯著特點是產品質量好，表現在所產輕石腦油（小于80℃）的辛烷值（RON）約為75～85，可作車用汽油調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，生產芳烴（BTX）;煤油餾分的冰點低、煙點高，是噴氣燃料的優質調合組分;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。加氫裂化產物中340～370℃尾油餾分（或未轉化油）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，也可作為生產潤滑油基礎油的原料，或經過加氫異構脫蠟后生產超高粘度指數的潤滑油基礎油。加氫裂化副產的輕烴餾分（C1～C4餾分）數量較少，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品的一個重要的環節。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量的影響不僅單獨起作用，而且因素之間也有交互關系。因此，如何處理因素間的關系，確定各參數的最佳值對潤滑油溶劑精制的產品性質非常重要。

1.5 加氫精制

加氫精制是石油產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、氮等有害雜質轉變為相應的硫化氫、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定溫度，再進入裝有顆粒狀催化劑的反應器（絕大多數的加氫過程采用固定床反應器）中。反應完成后，氫氣在分離器中分出，并經壓縮機循環使用。產品則在穩定塔中分出硫化氫、氨、水以及在反應過程中少量分解而產生的氣態氫。加氫精制工藝與化學精制和物理吸附精制等過程不同。它的優點是產品收率高，液收在98%以上，對環境無污染。

2 重油加工綜述

延遲焦化是重油加工提高輕質油收率的有效而成熟的方法，同時又可生產石油焦。現在存在的問題是焦化餾出油的質量太差，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;發展焦化汽油或焦化汽、柴油裂解生產乙烯的技術;研究焦化蠟油作為催化裂化原料的預加氫催化劑。

溶劑脫瀝青是各種重油輕質化流程中技術經濟最合算的一種方法，它的副產半瀝青可以作為瀝青生產的調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、殘炭較高的原料不宜直接作為催化裂化的進料，最好經過加氫預精制，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，應通過中間裝置試驗，并進行技術經濟比較才能確定。

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，輕質油收率高，所以應繼續開展這方面的科研工作。

催化裂化方法是我國現時深度加工采用的主要方法，已經積累了十多年的經驗，這個方法今后仍然適宜作為我國生產輕質燃料的主要手段。

參考文獻：

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