重油轻质化加工技术

赵梦祎

（中国石油大学〈北京〉，中国 北京102200）

随着人类社会的不断发展， 科技的进步以及生活水平的显著提高，人们对石油的需求量越来越大，对石油品质的要求也越来越苛刻，然而石油的储量在一天一天的减少，品质逐渐下降，开采难度也越来越高，所以，石油重质化是石油发展的必然趋势。为了协调解决石油供需紧张的问题，发展重油加工技术刻不容缓，它也是目前炼油工业的突出任务之一。

1 基本的重油轻质化加工工艺

系统来说，重油轻质化加工工艺分为两大类，一类是重质馏分油的加工， 一类是重质渣油的加工。 重质馏分油的加工一般在370℃～520℃进行，而重质渣油的加工温度高于520℃，两者的目的主要有两个：除杂、提高H/C 比。

1.1 重质馏分油的加工

重质馏分油的加工最早采用热裂化工艺，但是随着技术的发展进步，能耗高、轻油收率低、产品质量差的热裂化工艺已经不能满足市场需求，催化裂化技术应运而生，加氢裂化技术也开始蓬勃发展。

1.1.1 流化催化裂化（FCC）

近几年来， 我国在FCC 工艺上不断有新的技术研发成功并投入使用，如在FCC 工艺方面，我们研发除了MIP、MGG、DCC 等新技术；除此之外， 我们还研制出一系列新的沸石系催化剂， 如USY、ZRP、REY 等；在催化剂的烧焦再生技术上我们也有了一定的改进，有快速床再生、重叠式再生、单器再生等方式。 特别的，在针对性质比较特殊的重油加工时，为了提高产品质量，使之符合规定要求，炼厂通常在FCC 装置前增加一组加氢处理装置。

1.1.2 加氢裂化

加氢裂化的工艺过程分为单段工艺和两段工艺。单段工艺虽然操作更简单，投资更小，但一直没能取代两段工艺，因为两段工艺对原料的适应性更强，可以加工质量更劣质的原油，产品调节的灵活性大，而且油品的质量好，总液收高，氢耗低，还可以生产低硫低芳烃的柴油，但由于受经济效益等因素的限制，生产规模一直不大。

1.2 重质渣油的加工工艺

1.2.1 减粘裂化工艺

减粘裂化属于热裂化程度较浅的工艺流程， 主要用途是处理渣油。 炼厂生产所得的渣油在作为燃料油使用时，粘度常常不能达到规定标准，这时就会加入轻油进行调和，可是这样就降低了轻油的收率，为了解决这一问题，就引进了减粘裂化工艺，一方面减少轻油的用量，一方面使燃料油符合规定标准。 随着市场对燃料油需求的下降，该工艺装置的使用也越来越少。

1.2.2 焦化工艺

1）流化焦化工艺

流化焦化最大的优点就是不存在炉管结焦的问题，因为整个工艺过程原料不需经加热炉加热， 这样可以使操作周期持续到3 至4，焦化温度也可以提高到520 至565℃。 但是生成难利用的焦粉成为限制该工艺发展的一个关键，于是很多公司针对这个问题开发了很多新的技术工艺，如埃克森美孚公司研发了一个通过增加一个气化器，可以把焦粉气转化成燃料气的灵活焦化工艺， 但这种方法燃烧热值太低，于是又有了“双气化”工艺，多增加一个水蒸气气化器，产生H2、CO 合成气。

2）延迟焦化工艺

延迟焦化可以分为连续式操作的结焦和间断操作的除焦两部分。但整个延迟焦化生产过程仍具有全连续式操作的特点，可应用自动化控制装置进行大规模生产，从而提高液体产物收率、增加装置处理能力。 近年来，延迟焦化新工艺不断涌现，主要用于生产优质石油焦、柴油、焦化汽油等，在炼油过程中具有十分重要的作用。

1.2.3 溶剂脱沥青工艺

溶剂脱沥青工艺是通过用萃取液将渣油里面的沥青和胶质除去，得到的是脱沥青油。脱沥青油可以作为加氢裂化的原料和催化裂化使用或者用于加工生产润滑油基础油。而除去的沥青和胶质可以作为生产焦化、沥青和制合成气的原料。

1.2.4 渣油加氢处理工艺

1）固定床渣油加氢处理

固定床加氢处理技术是目前使用最广泛的一种加氢处理技术，它存在的优点：工艺比较成熟，操作简单方便，且产品质量好，未转化油还可作为RFCC 的原料，反应温度低反应器负荷小，投资比较小；存在一定的缺点：对原料的适应有限制，一般要求只能用于金属含量小于200μg/g 的渣油，并且操作的周期较小。

2）沸腾床渣油加氢处理

沸腾床加氢处理的优点：受原料质量的限制较低，即使是品质较差的渣油也可以加工；可以在线加入或取出催化剂；运转周期在24 到36 个月，周期较长，并且可以保持恒定的系统内的催化剂性能。 缺点：应用面较窄，全球建成的工业装置也只有14 套；未转化油只能作焦化原料或燃料油为宜；产品的质量相比固定床较差，反应物存在返混。

3）悬浮床渣油加氢处理

悬浮床加氢处理工艺最早运用于煤的直接液化，是一种固、液、气三相反应过程。 这种工艺主要优点是：馏分油产率的产率可以达到百分之五十以上，渣油的转化率可以达到百分之九十以上，转化率比较高；对催化剂的要求较低，用量少，廉价容易得到；适用于加工劣质渣油。主要缺点是：催化剂为细粉状，不容易和液体分离；操作温度较高，热反应较多，因此产品的质量也较差。

2 重质油现代加工技术

2.1 重油轻质化加工方案

2.1.1 渣油减粘方案

此种方案是直接将减压渣油进行减粘裂化，得到燃料油，另外一部分减粘轻质油品去精制。此方案只适用于需要大量生产燃料油的工厂，由于当前社会对燃料油的需求逐渐下降，使用该方案的机率也在减少。

2.1.2 催化裂化掺炼减压渣油方案

此种方案是将减压渣油与减压蜡油掺和在一起进行催化裂化，得到汽油、柴油和油浆，其优点在于充分发挥利用RFCC 的作用优势，减少其他加工装置的负荷。

2.1.3 减压深拔——延迟焦化—催化裂化组合方案

此方案是将常压渣油进行减压深拔得到减压渣油和减压蜡油，减压蜡油在进行蜡油催化裂化前进行蜡油加氢； 减压渣油进行延迟焦化，得到石油焦和焦化蜡油，焦化蜡油与减压蜡油混合加工，石油焦制合成气和焦炭产品。此方案适应性强，对原料的要求低，可以对质量较差的劣质渣油进行加工，而且生产投资小，但轻油产率较低。

2.2 重油轻质化加工方案的选择

选择最佳的加工方案，考虑的因素如下：

2.2.1 重油性质——这是最重要的因素。地理位置不同，时间不同，外界环境因素不同，所开采的重油性质也有所不同。 不同重油中所含杂质量、残炭值不同，加工时所需工艺的类型、顺序就不同，这就决定了方案选择的不同。

2.2.2 对目的产品的要求——重油可加工生产燃料油、焦炭、沥青等石油产品，不同石油产品所需的加工工艺类型不同，深度也不同，方案选择就不同。

2.2.3 对环保的影响——重油加工过程产生的废物组成复杂，处理难度较大，对环境影响也较大，所以选择加工方案时，尽量考虑环境友好的工艺。

3 结语

随着原油质量的变重，重油加工的重要性也日益突显，但由于重油本身的复杂性，加大了我们开采、加工重油的难度，目前我们所掌握的加工技术仍然有很多的不足，各方面都还有待提高。 我们还需要进一步对重油的性质进行了解，并对独立的加工工艺进行深入全面的研究，最后结合实际情况开发更节能环保、经济效益好、产品质量高、适应性强的组合新工艺，这也将是石油炼化行业未来一段时间的重要发展方向。

［1］赵玉军,朱金红.我国重质原油加工工艺的现状及其发展趋势[J].山东化工,2009,38:42-44.

［2］张传芳.两段提升管催化裂化技术[D].石油大学,2003:28-27.