我国重油和渣油加工技术展望

孙先凯

摘 要：为了尽快解决国内炼油供求关系的突出矛盾，必须推动重油加工与渣油加工活动向纵深发展。本文主要分析了重油加工及渣油加工过程中的方式，特别是深入分析了渣油加工工艺的选择手段，阐述了加氢技术的实用方法。虽说现阶段的悬浮床加氢技术并不完全成熟，技术层面和工程放大层面仍然存在许多亟待攻克的难题，但它的发展前景还是不错的。

关键词：重油与渣油加工 延迟焦化技术 加氢处理技术

引言：目前，我们能够明显的看到国际油价呈现一个日益增长的状态，各个国家以及世界市场里的各类油品需求也产生了一定的改变，重油的需求数量与消费数量明显下降，而轻质油的运输需求与应用需求却日益增长。站在本国的发展立场上看，常规原油的供需关系十分紧张，且对外依赖程度较大。作为渣油加工核心工艺的延迟焦化，需要结合加氢技术，才能提升渣油与重油的加工效率，需要形成加氢处理模式，才能得到更高的液收处理效果。

一、重油和渣油的来源

实际上，综合全球范围内各地区来看，重油资源总量还是非常可观的，其实际储量是常规可采原油总量的两倍之多。再加上，常规原油开始向着重油的方向逐渐演变，油渣里面的物质含量也越来越复杂。通常情况下，国内原油的减压渣油含量处于40%～50%之间。根据预估数据显示，常规原油的生产数量将会在之后的15年至20年里面达到最高点，再然后会迅速进入一个递减趋势中。不过，众多发展中国家的经济增速加快，能源消耗及资源开发量依旧呈现大幅度上升的态势。在这样的情况之下，如果想要填补巨大的能源漏洞，或者改变能源资源断层现象，必须依赖更多的稠油、油砂以及沥青，必须依赖有效的加工工艺。

二、加工方式

2.1渣油加工工艺

对于渣油加工来说，选择什么样的加工工艺直接决定了最终会有什么样的加工效果。简单地说，渣油加工工艺主要由脱碳型与加氢型两种工艺组成。就前者而言，主流工艺当属延迟焦化。当面对重金属、沥青质胶质高的劣质重油等待加工物料时，依旧具备较强的适应性，且在催化剂的刺激下，可以裂化油漿。同时，应用装置的投资成本较低、益于增产柴油等优势也不容忽视。不过，需要注意的是延迟焦化工艺并不是完美的，这意味着它存在着尚未成功解决的漏洞，譬如部分渣油被转化为了价值更低的石油焦、轻质油收率低、废物排放量大、废物回收与污染治理成本太高、原油资源浪费过多、生产与销售行为受法律法条限制等等。在新的环保呼吁与能源利用结构调整的背景下，环保标准越来越高，环保任务也越来越多，上述问题也越来越突出。

为了从根本上改善渣油加氢过程当中所使用的原料的质量，工人群体可以推广并运用渣油超临界脱沥青工艺，通过分离技术把劣质渣油中的大部分重金属物质、胶质物剥离出来，待得到拨除杂质的油之后再完成下一步加氢处理工序。换言之，经过加氢处理的油渣氢含量显著提高，残碳和氮含量明显下降，会被作为催化裂化装置的原材料，便于提升汽油的收率，也便于生产含硫较少的汽柴油产品。在加氢处理模式之下，基本过程相当清洁、废弃物排放量较少、轻质油的收率非常高，且产品韧性较强，基本符合市场需求。不过，这类工艺及其装置的投资成本较高、耗氢量较大，且固定床加氢处理需严格控制原料渣油含有大量的重金属成分及胶质物。虽然当前，活动床加氢裂化的原料差有要求逐渐降低，但是仍需努力维护好严格的工艺流程及条件，才能避免反应系统结焦现象。

对于我国来说，当下最优且最高效的含硫渣油处理方式就是渣油加氢-重油催化裂化组合工艺。面对国际油价居高不下的窘境，含硫原油与低硫原油的价格差异越发明显，人们反倒不那么关注渣油加氢的高投入，而是更看重该项工艺的液收率、加工质量、环保效果等多种优势。从总体上看，虽然加氢裂化工艺历经了几十年的风风雨雨，但是实践工艺已经算得上是比较成熟的了;虽然该项工艺存在多种多样的表现形式，但其基本原理大致相同，相关操作参数的变动范围也不大。然而，人们不得不对加氢裂化催化剂开发和更新换代的极致速度提起注意，为此，相关单位必须积极开发新型加氢裂化催化剂。再加上，考虑到求范围内重油开采量不断增长的问题，沸腾床以及悬浮床加氢技术的推广、应用及技术革新速度还要加快。从悬浮床加氢催化剂的角度看，未来最可能的发展方向就是通过为反应体系研制并加入新的、性价比高的、活性高的组分制成胶体或纳米级的实用催化剂，便可大幅度地降低催化剂的总体用量。

2.2稠油加工工艺

就本国而言，我们拥有大量的稠油资源，而且国家政策支持以及人民奋斗的推力之下，陆陆续续建成了许多稠油加工基地和道路沥青生产与研发基地。在早期，大多数的稠油加工中心，一贯运用减压蒸馏手段处理稠油，产出的沥青数量非常惊人。为了能够从稠油里面提取出更多的可利用资源，相关单位的研究员认真分析了悬浮床加氢-延迟焦化、ROP工艺-加氢处理-渣油催化裂化及延迟焦化等不一样的加工方案，最终总结出了比较适合的、以延迟焦化手段为主的实践方案。研究员们认为，针对重油的悬浮床加氢裂化技术能够加工质量非常差的油砂、沥青原油及金属含量过高的渣油，且油品转化率能够达到90%左右，属于一项实用前景非常广阔的新型稠油轻质化工艺。可见，新技术不仅具备良好的推广条件，而且能够帮助我国解决稠油加工利用难题。

2.3油砂沥青

最近几年，从油砂沥青里面提取原油的工艺获得了突破性进展，目前合成原油的成本明显下降，加拿大油砂开采加工单位逐渐发现新的利益增长点。然我国在短时间之内取得了较好的经济发展成果，维持着相对稳定的经济增速，但是原油需求量及对外依赖程度仍然非常高。然而，国内的炼油厂并没有LC-Fining装置与流化焦化设备，就连相应的催化剂还很依赖进口，而且部分炼油厂的油渣溶剂脱沥青装置也急需改造。所以，相关单位若想加大油砂沥青资源的开发利用程度，必须先储备高质量的应用设备，并辅以对应的操作技术推进开发，同时借鉴一下他国的经验实现自主技术的开发目标。根据相关研究单位的数据显示，渣油重溶剂脱沥青-加氢处理-催化裂化组合工艺技术，可以通过使用重溶剂剔除减压渣油里面所含的全部沥青质与绝大部分金属物质，且得到的DAO收率非常高，意味着优质的催化裂化原料供应充足。在该项技术的支撑之下，通过合理加工含硫量高、含金属量高的油渣，不仅能够取得非常高的轻质油收率，而且能够大大降低重油加氢装置的投资费和利用费，还有益于延长催化剂的使用期限。除此之外，一些化工研究学者通过利用超临界流体萃取技术处理油渣，慢慢制备出了一套出乎意料的、附加值超高的石化产品，为渣油、重油加工事业做出了新一轮的贡献。在此期间，通过使用这一技术产出了精制石蜡与中间相沥青，通过使用减压渣油和催化裂化油浆两种原料，产出了不同类型的沥青油。根据数据显示，循环流化床锅炉的金属脱除率能够达到90%左右，脱油沥青的收率也能够达到50%以上，不仅能够有效降低化肥产品的生产成本，而且能够提供更多的廉价氢气。

结束语：

总的来说，全球的石油能源供应正从常规原油向重油方向过渡，石油焦与煤炭的加工技术正从CFB锅炉向IGCC系统过渡，渣油与重油加工技术正从脱碳型向加氢型过渡，单一的现场作业工艺模式正向组合型工艺模式过渡。可见，寻找并创新清洁生产工艺技能，营造科学高效的重油与渣油处理体系前景光明。在未来，石油行业、煤炭行业以及电力行业应该通力合作，共同研发并建立IGCC系统，共享科研发展成果，共担经营开发风险。

参考文献：

[1]刘鹏，王宁宁. 沸腾床渣油加裂采用分散剂防结焦技术的研究[J]. 化工管理，2019（34）：168-169.

[2]骆胜兵. 沸腾床渣油加氢裂化装置防结焦技术的研究[D].武汉工程大学，2016.