重质原油加工技术现状和进展

王铃

关键词：重油加工;加氢技术;脱碳技术;组合工艺

1 引言

世界上硫含量较高（硫含量大于1%）的重质原油资源十分的丰富，占世界常规石油资源量的84%，增储潜力十分巨大。加工重质原油的重点在于选用合适的技术路线转化减压渣油，国内外公司在渣油转化领域研究活跃，取得了新的发展和突破，为渣油的加工方案提供多种选择。技术路线分为加氢和脱碳两种路线，其中加氢技术主要有固定床渣油加氢、沸腾床渣油加氢裂化和浆态床渣油加氢裂化，脱碳技术包括焦化和溶剂脱沥青等，其中，焦化技术的渣油加工能力最大，占总渣油加工能力的40.29%[1]。本文主要对国外技术进行介绍，同时介绍国内先进的技术，为国内重油加工技术开发提供参考。

2 加氢技术

2.1 固定床渣油加氢

固定床渣油加氢技术成熟，加工能力占渣油加氢技术的总加工能力的80%，总能力约为1.8亿t/a。近年来，国外公司在固定床渣油加氢技术的催化剂、工程和工艺方面开展研究，开发出更高活性的催化剂，发展催化剂级配装填技术和密相装填技术，改进加氢反应器内构件，装置日趋大型化。

Genoil公司的加氢转化改质（GHU）技术可用于生产低硫燃料油。中国河北中捷石化计划采用Genoil公司GHU技术新建重油加工炼厂，总投资1.7亿美元，目前已投资400万美元。Genoil正在与几家船运公司谈判，将为超过1600万t/a（32万桶/天）的高硫燃料油建造升级设备生产0.5%的低硫燃料油，预计项目成本将达数十亿美元[2]。石油化工科学研究院开发了高性能的RHT系统第三代固定床渣油加氢处理催化剂，具有脱杂质反应活性高、加氢反应选择性好和使用寿命长等特点。

2.2 沸腾床渣油加氢

沸腾床渣油加氢技术特别适宜处理重质劣质重油，是加工渣油的成熟路线之一，主要有法国Axens公司的H-Oil技术和CLG公司的LC-FINING技术。美国、加拿大、日本和墨西哥等炼厂采用H-Oil技术可生产低硫焦化原料、低硫燃料油/馏分油、低硫燃料油/FCC（流化催化裂化）原料。恒力石化新建两套300万t/a的沸腾床渣油加氢装置，采用H-Oil技术与溶剂脱沥青技术组合，可以生产0.5wt%的低硫船用燃料油[3]。镇海炼化采用H-Oil沸腾床渣油加氢与延迟焦化组合工艺，焦炭质量提高。

2.3 浆态床渣油加氢

浆态床加氢裂化技术原料适应性更强，对重油原料性质基本没有限制，转化率也更高，是重油加工技术研究的前沿技术，与延迟焦化相比，炼油利润提高60%，适用于重油以及劣质渣油的加工处理，应用前景广阔。浆态床渣油加氢裂化技术日趋成熟，近几年陆续有装置建成投产。意大利ENI公司的EST技术在2013年首先实现工业化。CLG公司的LC-SLURRY转化率最高大于95%，已许可1套装置。目前，还有多套在建装置采用意大利埃尼公司的EST技术、英国石油公司的VCC技术、雪佛龙公司的VRSH技术，正在加快建成投产。

3 脱碳

3.1 焦化

焦化技术原料适应性强，工艺技术成熟，投资和成本较低，广泛应用于重质劣质原料处理。主要有Bechtel公司和Amec Foster Wheeler公司的延迟焦化技术，ExxonMobil公司的灵活焦化技术，灵活焦化技术相比延迟焦化焦炭产量减少，可以灵活生产燃料气，国内首套中化弘润的灵活焦化装置于2020年开工，预计2022年建成。

3.2 溶剂脱沥青

溶剂脱沥青过程是液--液萃取的物理分離过程，是劣质渣油的重要预处理过程之一。溶剂脱沥青的组合工艺可以充分利用脱除渣油中劣质组分，主要包括溶剂脱沥青--脱沥青油加氢处理--脱油沥青气化制氢、溶剂脱沥青-加氢裂化、溶剂脱沥青--催化裂化、溶剂脱沥青--焦化工艺、溶剂脱沥青--减黏裂化等工艺组合。KBR开发的溶剂脱沥青--延迟焦化组合工艺，可生产沥青或石油焦，气化后用于发电和产氢[4]。KBR和Shell公司提供的减粘裂化和溶剂脱沥青组合工艺技术，可为下游裂化装置提供更好的原料，以生产柴油等优质燃料[5]。石油化工科学研究院开发的渣油溶剂脱沥青--加氢处理--催化裂化（SHF）工艺是加工高硫高金属渣油的可行技术路线，不仅可以获得较高的轻质油收率，而且可以较大幅度地降低重油加氢装置投资和操作费用，增加炼油企业竞争力。

4 气化

气化技术主要有壳牌的SGP工艺和德士古的TGP工艺。壳牌开发以气体和液体为原料生产合成气以及蒸汽的油渣气化工艺（SGP），气化原料包括高硫、重质渣油，来自热裂解渣油和溶剂脱沥青的脱油沥青，以及沸腾床或浆态床尾油等，合成气产率高[6]。渣油加氢、溶剂脱沥青、延迟焦化与气化技术组合是重要发展方向，组合工艺在提升劣质渣油加工能力的同时保障稳定、廉价的氢气资源供应，优化产品方案，提升产品品质，降低CO2排放，提供清洁燃料，实现过程清洁绿色化生产。

5 结语

在新的形势下，设计选择合适的炼油总工艺流程以应对原油的高硫化和重质化，并满足产品质量升级换代的要求，是炼厂必须面对的紧要问题。脱碳技术的工艺成熟，建造成本低，原料适应广，是世界渣油加工应用最多的技术，发挥着非常重要的作用。随着加氢技术的发展，其产品质量佳、环保性能优，适合重质劣质重油的加工，相比脱碳路线综合经济效益更高。组合工艺技术因能充分发挥其技术优势，在重质原油加工技术中将越来越受到关注。

参考文献：

[1] Castañeda L C， Muñoz 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]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）.2015，31（02）：436-443.

[5] Worldwide Refining Business Digest Weekly.2018.

[6]壳牌项目技术有限公司.壳牌油渣气化技术在炼厂中的应用[Z].北京：2019.