我国重质原油典型加工工艺及其发展趋势

赵玉军

（菏泽学院化学化工系，山东 菏泽 274000）

我国重质原油典型加工工艺及其发展趋势

赵玉军

（菏泽学院化学化工系，山东 菏泽 274000）

本文综述了国内重质油典型加工工艺和发展趋势，着重介绍了几种重质油加工组合工艺的特点和应用，与其单一工艺相比，组合工艺的生产灵活性高，产品品种多，品质好，市场适应能力强

催化裂化；重质油；加工；延迟焦化；加氢处理

1 前言

近年来，由于国内对石油产品需求的迅速增长、轻质油与重质油价格差异的加大以及政府税收和政策性的调节，促使石化企业、科研开发和工程设计单位联合，以探索有效利用重油的技术对策和致力于完善各种重油转化工艺[1]。我国在重油转化领域已取得了许多重大的技术进展，如脱碳和加氢工艺[2]有了新的发展与突破、溶剂萃取沥青和胶质的改性工艺[3]日趋完善、许多不同工艺联合的组合工艺等，为重油转化提供了多种可供选择的手段。

2 我国重质原油典型加工工艺及其发展趋势

当前我国炼油工业采用的主要重油加工方法不外乎两大类，即脱炭和加氢。重油加工的目的是为了将重质油产品转化为高附加值的轻质石油产品。因此在加工过程中必须加入氢元素或过程中促使碳氢原子重新组合，脱掉一部分碳而获得高氢含量的产品。脱碳工艺包括催化裂化、延迟焦化和溶剂脱沥青等。加氢工艺则包括加氢裂化、加氢精制、渣油加氢脱硫及渣油加氢转化等。而目前适合我国炼油企业的重质油加工方案主要有以下几种[4]。

2.1 延迟焦化-催化裂化组合工艺

当加工低硫、低氮的石蜡基原油时，优先选择的重质油加工方案是常渣催化裂化，炼厂的装置构成和加工流程较为简单，经济效益也好。但此方案的不足是产品品种单一、质量不高，生产灵活性受到一定限制。延迟焦化-催化裂化组合工艺则可大大改善炼厂的生产灵活性，通过调整焦化和催化的加工量以及焦化石脑油（加氢后是优质重整或乙烯原料）的用途，可大幅度地改变柴汽比，较好地适应市场对汽油、柴油需求的变化。石科院开发的延迟焦化-催化裂化组合工艺技术，在中试实验的基础上，与中国石化安庆石化总厂合作，在40万t/a延迟焦化装置上进行了澄清油焦化实验，由所生产的针状焦制成的电极经炼钢厂使用证明，该电极具有优良的机械性能、抗氧化性能和耐热冲击性能[5]。中石油锦州石化分公司建成10万t/a包括煅烧装置在内的针状焦装置[5]。延迟焦化-催化裂化组合工艺是重质油轻质化、改善炼厂柴汽比的重要手段之一，开发出的具有高附加值的优质石油焦产品，进一步提高了组合工艺的经济效益[5]。

2.2 渣油加氢工艺

渣油加氢主要有固定床、沸腾床和浆液床三种技术，在已商业运行的装置中，固定床加氢占总能力的85%以上。固定床加氢的热点是为重油催化裂化生产原料。该工艺可将重金属含量小于150 μg/g、残炭含量小于15%的劣质原料转化为重油催化裂化的进料。改进催化剂仍是该工艺发展的重点，以加工更为劣质的渣油。增加大孔、提高孔隙率，可以提高重金属和焦炭容量，延长开工周期，但同时也导致催化剂活性和机械强度下降，这是必须处理好但又不易处理的一对矛盾，也说明该工艺的改进存在极限。固定床加氢的转化率通常不高于40%～ 50%，过高的转化率将过多地破坏多环芳烃和胶质，这将使重油溶解沥青质的能力下降，导致因沥青质的析出、沉淀而结焦。在原料中掺炼高芳香性组分，可提高重油溶解沥青质的能力，延长开工周期[6]。

2.3 延迟焦化-加氢精制-催化裂化组合工艺

我国不少渣油氮含量很高，经延迟焦化后的焦化蜡油硫、氮含量（尤其是碱氮含量）很高，这种焦化蜡油如果直接进入催化裂化装置会严重影响催化裂化产品的分布和质量，并使催化剂降低活性。因此尽量增加重质油的延迟焦化处理量可多产汽柴油，且柴汽比高，增加产品的灵活性和市场适应性。尤其是焦化干气产量大，干气CH4、C2H6含量高，可提供丰富的廉价的制氢原料，以获得便宜充足的氢源，发展加氢精制以提高焦化汽柴油的品质来满足市场竞争的要求。焦化蜡油不安排（或尽可能少地作为掺炼油催化裂化处理，视加氢裂化处理量而定），是由于其碱氮含量高，极易造成催化裂化催化剂失活，造成结焦严重，干气产量上升，汽柴油收率降低。而安排焦化蜡油与焦化汽柴油或催化柴油混掺加氢裂化，不但可得到优质汽柴油，而且尾油又是优良的裂化原料制乙烯和催化裂化原料，并且此过程氢耗量小于单独的重质油加氢裂化。加氢精制的石脑油又是优良的催化重整的进料[5]，增加高辛烷值低烯烃汽油产量，并且苯、甲苯、二甲苯又是化工原料，自产氢气又可平衡炼厂系统的氢气。石油焦既可外卖，又可经煅烧生产优质的煅烧焦，增加产品的附加值。炼油企业减压瓦斯油和焦化瓦斯油应重点考虑作加氢裂化原料，这一方面可以缓解喷气燃料和优质低凝点柴油市场供应不足的矛盾，另一方面可以提供相当数量的芳烃原料（高芳烃潜含量石脑油）和优质乙烯装置原料（加氢未转化油）。

2.4 溶剂油脱沥青-延迟焦化-催化裂化组合

在炼油厂获得的总经济效益中，60%的效益来自催化裂化装置，利用这一工艺将催化裂化澄清油与碱渣混合，回收澄清油中可裂化的组分进入脱沥青油，然后再返回到重油催化装置中，为催化裂化装置提供大量的原料。澄清油中的稠环芳烃进入到沥青中可改善沥青的质量。脱沥青油即可作为催化裂化进料，又可作为加氢裂化的原料。脱油沥青可作为延迟焦化进料或做锅炉燃料。为了给催化裂化装置提供更多的原料，增加延迟焦化装置的原料品种，石科院与中石化广州石化总厂合作[7]，以脱油沥青掺入碱渣（掺入质量分数20%～30%）进行焦化，可转化为轻质产品的收率约为60．5%。可见将少量的脱油沥青与碱渣混合作为焦化的原料，不但扩大焦化的原料的品种，也解决了一部分硬沥青的出路，还有经济效益。用脱油沥青作为焦化原料的缺点是随着沥青的掺入量增加焦炭产量也增加，焦炭的质量也越来越差，另外是使加热炉管结焦倾向增大，因此应设法改善渣油与沥青的互溶性，以增强沥青质在渣油体系中的稳定性。

2.5 减粘裂化-延迟焦化

茂名石油化工公司、安庆石油化工总厂等企业采用了减粘-延迟焦化组合工艺，减压渣油经减粘裂化后用作延迟焦化原料，改善了装置运行工况和产品分布，轻油收率明显提高，焦炭产率降低。茂名石油化工公司延迟焦化装置的标定表明，采用减粘-焦化组合工艺比普通延迟焦化工艺轻油收率提高2.30%焦炭产率下降3.36%。同时各项操作参数平稳，装置处理量可适当提高，运转周期有所延长[8]。

2.6 减粘-溶剂脱沥青-延迟焦化组合工艺

广州石油化工总厂，根据本企业重油加工装置的配置，采用了减粘-溶剂脱沥青-延迟焦化组合工艺沥青与减压渣油混合作为延迟焦化的进料，做到了“吃干榨尽”[8]。

除上述6种组合工艺外，还有溶剂脱沥青-加氢处理-催化裂化[8]、高苛刻度热裂化-溶剂脱沥青、循环油溶剂抽提脱芳-催化裂化[9]等组合工艺。它们主要在低硫重油的加工中应用，在一定的加工流程中也可发挥重要的作用。

3 我国重质原油加工技术进一步发展的趋势

3.1 在今后开采的原油中，稠油等重质原油将越来越多，因此，考虑将稠油等重质原油在油田或井口附近采用加氢工艺加工成合成原油[11]。

3.2 浆液床加氢工艺采用不易结焦的空筒反应器，可以处理各种高粘度、高金属、高残炭的劣质原料油，而且转化率高，加氢空速大，脱金属、脱残炭率高[12]。

3.3 重溶剂脱沥青液体产品收率高，装置建设投资少，操作费用低，操作连续，无环境污染问题，其副产品沥青有多种用途。将重溶剂沥青与固定床渣油加氢相结合，可使固定床渣油加氢脱硫能适应更多的劣质原料，并能降低操作费用和基本建设投资。所以应花力气解决高软化点沥青的固化成型问题[13]。

3.4 就目前的工艺发展水平来看，对于国内大多数渣油的深度加工，在不作很大投资的情况下，发展以重油催化裂化-延迟焦化为核心的重质油加工组合工艺，同时进一步提高重油催化裂化技术水平，提高催化剂的活性、选择性、稳定性。扩大焦化处理能力，不但提高柴汽比，而且焦化干气制氢气是炼厂获取大规模较便宜氢气的主要手段。加速焦化发展，势必推动加氢工艺的发展，为重质油更加合理的利用找到切实可行的新出路。

4 结语

发展重质原油深度加工，使每t原油产生最大的经济效益，应是我国的一项长期的技术政策。目前炼油工作者们正在加紧努力不断改进重质油加工工艺，以使重质原油更多的转化成符合环保要求的清洁石油产品。

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Progresses of heavy oil processing in China

ZHAO Yu-jun
(College of Chemistry and Chemical Engineering,Heze University,Heze 274000,China)

Introduce the domestic technology and development of heavy oil processing technology in China.Key studies features and applies of some heavy oil processing integrated technology.Compared with the single processing technology,integrated technology have high flexibility,high quality and high adptability for market.

fluid catalysis cracking;heavy oil;processing;delayed cocking;hydrogenation processing

book=2010,ebook=66

10.3969/j.issn.1008-1267.2010.02.003

TE622.5

A

1008-1267（2010）02-0007-03

2009-11-03

赵玉军（1978-）男，河北张家口，硕士，菏泽学院化学化工系讲师，研究方向：石油加工。