重質原油加工技術現狀和進展

王鈴

關鍵詞：重油加工;加氫技術;脫碳技術;組合工藝

1 引言

世界上硫含量較高（硫含量大于1%）的重質原油資源十分的豐富，占世界常規石油資源量的84%，增儲潛力十分巨大。加工重質原油的重點在于選用合適的技術路線轉化減壓渣油，國內外公司在渣油轉化領域研究活躍，取得了新的發展和突破，為渣油的加工方案提供多種選擇。技術路線分為加氫和脫碳兩種路線，其中加氫技術主要有固定床渣油加氫、沸騰床渣油加氫裂化和漿態床渣油加氫裂化，脫碳技術包括焦化和溶劑脫瀝青等，其中，焦化技術的渣油加工能力最大，占總渣油加工能力的40.29%[1]。本文主要對國外技術進行介紹，同時介紹國內先進的技術，為國內重油加工技術開發提供參考。

2 加氫技術

2.1 固定床渣油加氫

固定床渣油加氫技術成熟，加工能力占渣油加氫技術的總加工能力的80%，總能力約為1.8億t/a。近年來，國外公司在固定床渣油加氫技術的催化劑、工程和工藝方面開展研究，開發出更高活性的催化劑，發展催化劑級配裝填技術和密相裝填技術，改進加氫反應器內構件，裝置日趨大型化。

Genoil公司的加氫轉化改質（GHU）技術可用于生產低硫燃料油。中國河北中捷石化計劃采用Genoil公司GHU技術新建重油加工煉廠，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設備生產0.5%的低硫燃料油，預計項目成本將達數十億美元[2]。石油化工科學研究院開發了高性能的RHT系統第三代固定床渣油加氫處理催化劑，具有脫雜質反應活性高、加氫反應選擇性好和使用壽命長等特點。

2.2 沸騰床渣油加氫

沸騰床渣油加氫技術特別適宜處理重質劣質重油，是加工渣油的成熟路線之一，主要有法國Axens公司的H-Oil技術和CLG公司的LC-FINING技術。美國、加拿大、日本和墨西哥等煉廠采用H-Oil技術可生產低硫焦化原料、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技術與溶劑脫瀝青技術組合，可以生產0.5wt%的低硫船用燃料油[3]。鎮海煉化采用H-Oil沸騰床渣油加氫與延遲焦化組合工藝，焦炭質量提高。

2.3 漿態床渣油加氫

漿態床加氫裂化技術原料適應性更強，對重油原料性質基本沒有限制，轉化率也更高，是重油加工技術研究的前沿技術，與延遲焦化相比，煉油利潤提高60%，適用于重油以及劣質渣油的加工處理，應用前景廣闊。漿態床渣油加氫裂化技術日趨成熟，近幾年陸續有裝置建成投產。意大利ENI公司的EST技術在2013年首先實現工業化。CLG公司的LC-SLURRY轉化率最高大于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、英國石油公司的VCC技術、雪佛龍公司的VRSH技術，正在加快建成投產。

3 脫碳

3.1 焦化

焦化技術原料適應性強，工藝技術成熟，投資和成本較低，廣泛應用于重質劣質原料處理。主要有Bechtel公司和Amec Foster Wheeler公司的延遲焦化技術，ExxonMobil公司的靈活焦化技術，靈活焦化技術相比延遲焦化焦炭產量減少，可以靈活生產燃料氣，國內首套中化弘潤的靈活焦化裝置于2020年開工，預計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，是劣質渣油的重要預處理過程之一。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開發的溶劑脫瀝青--延遲焦化組合工藝，可生產瀝青或石油焦，氣化后用于發電和產氫[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，可為下游裂化裝置提供更好的原料，以生產柴油等優質燃料[5]。石油化工科學研究院開發的渣油溶劑脫瀝青--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路線，不僅可以獲得較高的輕質油收率，而且可以較大幅度地降低重油加氫裝置投資和操作費用，增加煉油企業競爭力。

4 氣化

氣化技術主要有殼牌的SGP工藝和德士古的TGP工藝。殼牌開發以氣體和液體為原料生產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，以及沸騰床或漿態床尾油等，合成氣產率高[6]。渣油加氫、溶劑脫瀝青、延遲焦化與氣化技術組合是重要發展方向，組合工藝在提升劣質渣油加工能力的同時保障穩定、廉價的氫氣資源供應，優化產品方案，提升產品品質，降低CO2排放，提供清潔燃料，實現過程清潔綠色化生產。

5 結語

在新的形勢下，設計選擇合適的煉油總工藝流程以應對原油的高硫化和重質化，并滿足產品質量升級換代的要求，是煉廠必須面對的緊要問題。脫碳技術的工藝成熟，建造成本低，原料適應廣，是世界渣油加工應用最多的技術，發揮著非常重要的作用。隨著加氫技術的發展，其產品質量佳、環保性能優，適合重質劣質重油的加工，相比脫碳路線綜合經濟效益更高。組合工藝技術因能充分發揮其技術優勢，在重質原油加工技術中將越來越受到關注。

參考文獻：

[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.渣油加工技術現狀及發展趨勢[J].石油學報（石油加工）.2015，31（02）：436-443.

[5] Worldwide Refining Business Digest Weekly.2018.

[6]殼牌項目技術有限公司.殼牌油渣氣化技術在煉廠中的應用[Z].北京：2019.