试析高油价下渣油加工路线的选择

张明超

摘 要：通过分析渣油采用延迟焦化加工的局限性与延迟焦化加工工艺面临的困境，提出放弃渣油延迟焦化加工路线，向高油价时代迈进。渣油重金属含量较低时，加氢处理工艺比较具有经济性；渣油重金属含量较高时，溶剂脱沥青气化-F-T合成工艺不仅轻质油收率高，而且加工流程非常简单，是最具有经济性的渣油加工路线。

关 键 词：高油价；渣油加工；路线选择

中图分类号：TE 624 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2016）08-1900-04

Abstract： The limitations of the delayed coking process for residue oil were analyzed as well as the difficulties faced by the delayed coking process. Its pointed out that， under high oil price， the residue processing route with the delayed coking process should be given up. When heavy metal content in residue is relatively low，the hydrotreating process is suitable for residue processing； when heavy metal content in residue is high， solvent deasphalting gasification-F-T synthesis process is suitable for residue processing ，it has high light oil yield， and processing process is very simple.

Key words： high oil price； residue processing； route selection

全球經济发展需要非常多的石油，只有加工生产更多的石油运输燃料，才能满足各国经济持续增长的基本需求[1]。虽然世界石油产量已达巅峰，但是石油质量偏向重质化与劣质化。针对重质化，延迟焦化加工极具应用性，针对劣质化，溶剂脱沥青气化-F-T合成工艺极具应用性。本文对当前炼油加工技术现状进行分析，探讨延迟焦化加工的局限性与目前面临的困境，研究溶剂脱沥青气化-F-T合成工艺的应用效果，以期能够提高轻质油的收率。

1 当前炼油加工技术现状

1.1 世界炼油加工技术发展趋势

自20世纪末至今，世界石油朝着重质化的趋势不断发展。按照意大利的Eni公司《世界石油普查》的统计，近几年，全球重质石油产量从41 500万t上升至47 200万t，年均增长4.58%，2015年中质石油、重质石油的产量占2015年石油总产量的54%和34%，比2013年中质石油、重质石油产量上升了5.73个百分点和2.15个百分点，石油的含硫量逐渐提升。世界炼油行业针对石油重质化问题对炼油技术进行改进，因此渣油加工具有常压蒸馏、减压蒸馏、延迟焦化、催化裂化、渣油加氢裂化和渣油加氢处理等多条炼油路线。

1.2 我国炼油加工能力发展趋势

由于石油重质化的影响，我国炼油行业的炼油技术发生了许多的变化，因此我国的渣油加工也具有多条炼油路线。表1是2013年至2015年我国炼油加工能力的变化趋势。统计发现，延迟焦化和加氢处理属于我国主要的增加的渣油加工工艺。

2 高油价时代传统延迟焦化加工工艺的局限性

在高油价时代，由于石油量越来越稀缺，柴油、汽油和喷气燃料供不应求，因此运用延迟焦化等炼油技术提高石油加工质量和轻质石油生产量具有重要意义。中国石油的延迟焦化加工能力在2013年到2015年增加了3 350 kt/a，轻质油收率增加了5%，加工石油的API°降低了4.3。由于延迟焦化会将少量的渣油变成固体石油焦，不能对石油进行100%利用，因此对含硫石油、高硫石油的渣油进行延迟焦化时，需要思考相应的对策对硫进行捕集、回收。表2是2013～2015年中国石油延迟焦化加工能力、轻质油收率及加工石油的API°。

3 延迟焦化加工工艺面临的困境

3.1 延迟焦化加工工艺发展前景堪忧

据统计，一个具有1 000万t加工能力的炼油厂，渣油康氏残炭和减压渣油的收率都为25%，每年对渣油进行延迟焦化加工，可产出100万t固体石油焦（延迟焦化加工渣油物料平衡详情见图1）；若每年对渣油进行催化裂化、加氢处理综合加工，加氢处理装置收率12%，重质油收率88%，催化裂化装置收率73%，每年渣油加工可增产60万t，为炼油厂轻质油收率增加了6个百分点（图2为催化裂化、加氢处理综合加工渣油物料平衡图）。此外，在催化裂化、加氢处理综合加工当中，渣油的硫含量转化硫化氢，非常容易回收，加工后，产品的硫含量越来越少，加工效果较为可观。由此可见，延迟焦化工艺不适合用于渣油加工。

3.2 延迟焦化加工工艺得不到优化辅助

在高油价时代，人们极度重视石油替代能源的开发。最近，中国发改委组织的《煤化工产业中长期发展规划》中指出，我国2010年煤制油能力已达到1.5 Mt/a，2015年煤制油能力已达到10 Mt/a，2020年煤制油能力预计要达到33 Mt/a，中国神华集团的1.0 Mt/a的直接法煤制油示范装置目前已投入运行[2]，中国科学院的太原燃化所研发的铁基催化剂浆态床F-T合成技术当中的160 kt/a问接法煤制油装置尚在建设之中[3]。因此，延迟焦化工艺难以进行进一步改善。

4 其他加工工艺面临的困境

由表3可见，渣油重金属含量少于200 leg/g，可选固定床加氢精制工艺进行加工；渣油重金属含量高于200 leg/g，只能选择移动床加氢精制、沸腾床加氢裂化和焦化脱沥青等工艺进行加工；沸腾床加氢裂化工艺的投资、运行费较高，可用于加工（V+Ni）含量高的渣油，对劣质渣油而言，是一个不错的选择。由此可见，沸腾床加氢裂化应用性虽好，但应用范围受限。

有研究表明[4]，采用沸腾床加氢裂化工艺的渣油的转化率与渣油性质紧密相关，转化率偏低，反应器结焦较为良好，若转化率稍微偏高，反应器结焦就会堵塞，很难高效率的运行。通常，未成功转化的渣油只能成为沥青的添加成分、气化装置原料、焦化原料和低硫燃料油。虽然延迟焦化加工会将10%的渣油转化为固体石油焦，但是延迟焦化对重金属、沥青成分多、加氢加工效率差的渣油进行加工效率非常高，延迟焦化的投资、运行费非常低，渣油加工的范围较宽。尽管如此，很多专家认为，减压渣油金属含量增加越多，气体、焦炭产率就越高[5]。因此，渣油加工既不能走延迟焦化路线，也不能走沸腾床加氢裂化路线，只有将轻质油收率进行最大化，才能提高油收率和资源利用率。

5 两种处理劣质渣油的加工工艺进行比较

延迟焦化、渣油溶剂脱沥青都是一种处理劣质渣油的加工工艺。其中，延迟焦化应用性比较强，应用范围非常广，能够对重金属含量高的渣油和劣质渣油进行加工，应用效果比较可观；溶剂脱沥青工艺是一种添加溶剂的油渣加工工艺，通过溶剂的物理性质和化学作用将渣油中的油质、沥青质进行分离，并将渣油中的硫、氮化合物、金属大量浓缩于沥青质之中，使得加工后的油渣中的硫、氮化合物、金属和沥青质大量排出[6]。此外，完成溶剂脱沥青加工的油渣，可以再次运用催化裂化、加氢催化裂化、加氢裂化等工艺进行深度加工

有研究表明，当脱沥青温度、脱沥青塔、溶剂比和溶剂组成结构被改变，不仅含油渣的重金属含量、沥青质含量可以得到良好的调整，脱沥青油的收率也能够得到控制。由于当脱沥青油收率高于70%时[7]，脱沥青油所遗留的金属含量不超过10%，因此，相比于渣油加氢处理，脱沥青油加氢处理更为简便，加工效果更好，油质更优。

6 合成加工路线的选择

有研究表明，对3 678 t的石油焦进行气化和F-T合成，每日可生产7 735 bblF-T合成油，并得到147 M W电力。F-T合成柴油质量非常高，不仅能大量减少厂内柴油中的硫含量，还能增加柴油中的十六烷值。如果每1bblF-T合成油售出30美元，那么经济性不是很高；若每1bblF-T合成油售出40美元，则刚好与石油焦气化所产生的电力带来的经济性相持平。

某公司对重质石油分别以图3、图4的流程图对石油焦、脱沥青油进行气化与F-T合成，结果见表4。脱沥青工艺和延迟焦化工艺进行比较，渣油脱沥青后，大减压蒸馏工艺、磨碎打浆工艺都被取消了，加工工艺变得更为简便；气化装置与脱沥青装置可以进行“热联合”，沥青氢含量非常高，合成气的H：CO比值较大，lF-T合成油当中的煤油、石脑油、减压瓦斯油与柴油总收率高于焦化lF-T合成油7.4个百分点。 因此，该公司认为气化F-T工艺给予了炼油厂一个极具吸引力的选择。另外，渣油、石油焦、沥青、煤气化在炼油过程具有供氢供热的作用，在发电、生产尿素、氨合成等方面也具有重要作用，应用范围极为广泛。

7 结束语

在高油价时代，石油属于稀缺资源，油价涨幅越来越大。采用焦化工艺加工油渣需要深思熟虑、深析盈损；渣油金属含量不高，加氢处理工艺效果最显著；加氢工艺不能对含重金属的劣质渣油进行加工，溶剂脱沥青气化工艺和沸腾床加氢裂化工艺能够对含重金属的劣质渣油进行加工。另外，在渣油加工工艺当中引进F-T合成技术，石油焦、沥青经过气化后再进行F-T合成，能够顯著提升轻质油收率；沥青气化与石油焦气化相比，前者工艺流程简单，工程容易实现；渣油溶剂脱沥气化-F-T与脱沥青油加氢处理-催化裂化组合工艺的高质量产品收率非常高，属于经济性极强的渣油加工路线。

参考文献：

[1] 曹湘洪. 高油价时代渣油加工工艺路线的选择[J]. 石油炼制与化工，2009（01）： 1-9.

[2] 徐涛. 含硫渣油加工路线的选择[J]. 中外能源，2014（04）： 66-70.

[3] 钟英竹，靳爱民. 渣油加工技术现状及发展趋势[J]. 石油学报（石油加工），2015（02）： 436-443.

[4] 韩崇仁，陶宗乾，王建平. 含硫渣油加工路线选择的探讨[J]. 当代石油石化，2003（07）： 14-19.

[5] 江波. 提高渣油加工工艺的适应性[J]. 炼油技术与工程，2013（05）： 13-16.

[6] 姚慕超. 对我国渣油深度加工发展方向的探讨[J]. 石油炼制与化工，1995（01）： 7-10.

[7] 李志强. 渣油加工仍是21世纪重要的石油炼制技术[J]. 当代石油石化，2005（04）： 10-14+49.