中国原油加工现状小论述
中国原油加工现状小论述
2 现代石油加工技术及发展含硫原油和低硫原油的主要差别,除了含硫高外,还含有较多的重金属和氮,一次含硫原油的加工流程和加工工艺较复杂,技术和设备要求也较高。加工进口含硫原油主要应在二次加工装置和产品精制上采取相应的对策。此外,还应在加工中采取有力的环保措施,防止环境污染,如提高硫磺回收率等。一直以来,重油(或渣油)加工是人们最为关注和研究的焦点问题之一,加工的原油如果是重质油,就需要重油轻质化石油炼制技术,重油轻质化炼制技术主要有:重油催化裂化、延迟焦化和渣油加氢裂化技术。
2.1 重油催化裂化随着经济发展、市场需求的变化以及催化裂化原料的变化,催化裂化作用也发生了变化,转向加工重油。FCC最重要的技术进步是开发了RFCC工艺,1998年FCC加工能力是4200万吨/a,为世界第二;1999年掺渣量占FCC总进料的33%,居世界第一;2000年底加工能力达到9210万吨/年,加工渣油三分之一以上,即3000多万吨;2003年能力达到1亿吨,掺渣34%以上,成为我国加工渣油最主要的装置(与焦化可比)。国外FCC原料掺渣量一般为15%到20%(较低,大多经加氢处理)尽量提高柴汽比,缓解柴油市场供需矛盾。目前我国燃油市场,柴汽比大约在1.95~2:1,FCCU一般在1:1以下(超过1的很少)。柴油压缩比高(10~20),热功效率高。
尽量提高柴汽比,是我国FCC的技术特点,既生产高辛烷值汽油又生产轻质烯烃。催化裂化家族工艺进入世界领先水平最为典型的代表工艺有:DCC-Ⅰ、DCC-Ⅱ、HCC、MGG、ARGG以及MIO、MGD、FDFCC、ARFCC等新技术;降硫、降烯烃,生产清洁燃料,满足环保要求开发新工艺,如MIP、FDFCC新工艺;优化操作条件,如反应温度、反应时间等;开发新型催化剂或助剂,如GOR、LAP、RFG等。我国现有FCCU经适当改造,可选用其中任何一种工艺和相配套的催化剂,并根据原料油性质及市场需求,获得最大量高附加值产品,取得好的经济效益和社会效益。FCC技术的进步及其作用的变化,很大程度上取决于催化剂性能的不断改进。当前裂化催化剂的发展重点是提高汽油质量,满足环保要求。因此,近年来裂化催化剂的研究主要集中在如何降低汽油硫及烯烃含量方面,并取得重大进展。国内外已有一系列降烯烃催化剂或助剂获得工业应用。如我国GOR系列(烯烃含量降低8~10%)、Davison Co.开发的RFG系列(烯烃含量降低25~40%)等催化剂已获得推广应用。2.2 加氢裂化石油产品消费,中间馏分油需求量最大,增产中间馏分以加氢裂化技术为最优,提高中间馏分及汽油、润滑油产品质量,加氢技术是最重要也是最根本途径,在重油深度转化、清洁燃料生产方面,加氢裂化发挥着其它工艺不可替代的作用。加氢裂化的技术发展方向是:花最少的代价生产最清洁的燃料,花最少的投入和最低操作费用多产中间馏分,以最佳的流程和低消耗使渣油
最大量转化。加氢裂化是一种加氢催化转化过程,其技术核心是催化剂,我国是世界上最早掌握加氢裂化技术的少数几个国家之一,催化剂研制水平较高,近二十年来我国加氢裂化技术取得巨大进步并得到广泛的工业应用。我国加氢裂化催化剂研制已达到国际先进水平。炼油企业对装置投资效益要求越来越高,推动了加氢裂化的技术发展,催化剂技术、工艺工程与控制技术的日益进步。高压(>10MPa)加氢裂化工艺流程不断更新,以适应进一步压缩投资、提高目的产品选择性和改善产品质量的需要,中压和缓和(5~8MPa)加氢裂化等技术,随着加氢裂化原料和产品结构的多元化,正拓展其工业应用市场。有效降低加氢裂化反应器及系统的体积,在加氢裂化装置大型化的今天具有广阔应用前景,加氢裂化与催化裂化联合,可以提供优良的催化原料,增加中间馏分油收率,改善产品质量,并具有调节柴汽比的灵活性,实现获取最大效益的目标。我国大部分原油有重质渣油多、沥青质、残炭量少的特点,采用延迟焦化工艺加工重质渣油,可以得到高达78%的馏分油收率。所得馏出油中,汽油馏分较少,柴汽比可达2.3左右,经加氢精制后,质量可达到规格要求,比较适合我国市场对中间馏分日益增长的需求。焦化馏出油是焦化收率最多的馏分(约占35%),可作为催化裂化或加氢裂化的原料。2.3 延迟焦化延迟焦化装置的生产工艺分焦化和除焦两部分:焦化为连续式操作,除焦为间断式操作。但整个延迟焦化装置仍具有全连续式操作的特点,可应用自动化控制装置进行
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大规模生产。为配合进口含硫原油加工及油品质量升级,需要在沿海及沿江企业新增或扩建一批延迟焦化装置,随着原油资源利用程度的不断加深和市场对轻质油品需求量的不断增长,重质油品轻质化成为当今炼油工业的重要加工工艺。采用了重油催化裂化/延迟焦化双向组合工艺,在合理匹配加工量的情况下,全厂可使原油全部转化,不出渣油产品。石油化工科学研究院开发的在现有延迟焦化装置上可大量生产焦化汽油、柴油、优质石油焦(制造超高功率电极用的石油针状焦)和以提高液体产物收率、增加装置处理能力为目标的新工艺,使延迟焦化生产工艺在炼油中具有更大的适应性。当原料油性质、操作条件及加工流程不同时,烃类在高温下的反应也是不一样的,故可根据生产要求,改变其中的一项或二项就能实现在现有的延迟焦化装置上大量生产轻质油、针状焦,增加液体馏分的收率,扩大装置处理量,改善催化裂化原料及焦炭质量,达到提高炼油厂经济效益的目的。
3 总结
1现有重质油加工技术
1.1减压深拔减压深拔技术可提高蜡油收率，增产催化裂化和加氢裂化原料，压缩渣油产率或热加工比例，因而可以提高生产效益。为提高减压拔出率，还应采取如下措施:(l)减压炉
炉管分段扩径;(2)控制减压塔底温度，减少裂解气生成;(3)改善减压闪蒸段分离效果，减少雾沫夹带;(4)改善清洗段，保证深拔燃料气的质量等。渐次蒸馏是原ELF和TECHMP共同开发的节能常减压蒸馏技术，它不仅适用于新装置建设，更适合于老装置改造。德国Leuna炼油厂10Ma常减压蒸馏装置选用了该技术，减渣切割温度达585℃，而能耗比常规蒸馏装置低约30%。
1.2减粘裂化与热裂化减粘裂化和热裂化技术已发展成应用甚广的工艺。SHELL/LUMMUS的塔式减粘和UOP/FW的加热炉式减粘均可增设减压塔或减压闪蒸罐，增产减压蜡油，提高馏分油收率。除了减渣，减粘裂化可以处理更重、更粘稠的脱油沥青。减粘裂化可与多种重油深加工工艺组成联合工艺:(1)加工轻质原油的炼油厂，减压深拔+减粘裂化是投资省、效益较好的深加工路线;(2)减粘裂化可为气化装置提供原料;(3)减粘裂化+溶剂脱沥青或溶剂脱沥青+减粘裂化可为催化裂化和加氢处理提供更多原料;(4)减粘裂化可用来生产重交沥青组分，扩大生产重交沥青的原油资源。此外，减粘裂化还可以组成多种工艺组合。减粘裂化和热裂化已发展为多种特工艺。TOYO工程公司等合作开发的HCSC工艺，渣油转化率可达55%，同溶剂脱沥青结合，残渣的氢含量已降至很低水平，接近于焦炭，称为“液焦”，液焦收率可低至原料残炭水平之下。在塔式减粘的基础上，SHELL开发了深度
热转化工艺，该工艺设减压闪蒸塔，可增产蜡油;残渣可为气化提供原料，用于发电、制氢及生产其他化学品川。
1.3溶剂脱沥青溶剂脱沥青技术的进步主要表现在:(l)改进塔内件，使用规整填料。例如，KBR的RosE工艺使用ROSEMAX，Uop的DEMEX工艺使用平行折流板。(2)使用重溶剂，C4乃至CS。溶剂脱沥青可以同其他工艺组成联合工艺:(1)与焦化组成联合工艺，增产催化裂化和加氢裂化原料，沥青则供焦化加工;(2)同渣油加氢、气化组成联合工艺，脱沥青油供加氢处理，沥青供气化制氢。PP将溶剂脱沥青用于LC一Fining未转化油的处理，脱沥青油供催化裂化装置加工，沥青供焦化装置加工。KBR和DEvCO合作开发了Aquaform沥青造粒工艺，沥青颗粒的直径分布很窄，约为1一3mm。F’w开发的循环流化床锅炉可以燃用沥青。
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1.4催化裂化催化裂化技术的改进主要在以下方面:(l)使用高效雾化喷嘴;(2)改进快分;(3)提升管温度控制;(4)发展产品后处理，清洁环境、生产清洁燃料;(5)增产丙烯等化工原料;(6)改进催化剂，提高渣油转化率，改善焦炭和干气的选择性，提高抗V和Ni能力，增产丙烯，增加脱硫和降烯烃等功能;(7)降低污染物排放，减少烟气处理;(8)改进设备，提高效率。例如汽提段使用格栅或填料，主分馏塔使用填料等。
1.5延迟焦化延迟焦化技术的进步主要表现在:(l)改进加热炉;(2)焦炭塔大型化;(3)优化操作，提高液收，改善焦炭质量;(4)缩短焦炭塔操作周期，周期由过去的24h缩至16一1sh，乃至12一14h;(5)提高自动化水平，卸、上盖全自动等;(6)减少污染，焦炭输送系统全密闭，改进冷焦水和出焦水系统，减少污水量。
1.6流化焦化及灵活焦化流化焦化技术于上世纪50年代工业化，其焦炭产率约为残炭的1.2倍(延迟焦化则约为1.5倍)。因烟气需洗涤，焦粉硬且挥发份低而难以处理，该工艺的发展曾陷人停滞状态。同延迟焦化技术相比，流化焦化是连续操作，易于大型化，且能处理延迟焦化难以处理的劣质原料。循环流化床锅炉和水泥窑燃用焦粉技术的开发，特别是流化焦化自身的完善，提高了液收，延长了开工周期，提高了该工艺的竞争力。在流化焦化技术基础上开发的灵活焦化技术，把部分劣质焦转化为低热值燃料气，可降低全厂的燃料成本。新的研究结果显示，在不能生产优质焦炭时，流化焦化至少与延迟焦化具有同等竞争力;因焦炭呈粉状，也比延迟焦化更易于同循环流化床锅炉结合。1.7渣油加氢渣油加氢主要有固定床、沸腾床和浆液床等三种技术，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。该工艺可将重金属质量分数小于150卜9/9、残炭质量分数小于巧%的劣质原料转化为重质油催化裂化的进料。改进催
化剂仍是该工艺发展的重点，目的是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，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%一50%，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。
2重油加工的新概念、新工艺及新技术
2.1合成气园及多联产系统
平安夜经典说说SHE从提出了“合成气园”的新概念，它以煤及劣质渣油等为气化原料，生产合成气用于发电、制氢、生产甲醇和化肥，并可向城市提供清洁燃料。倪维斗等以煤气化为核心提出了“多联产系统”。实际原料并不局限于煤。美国能源部提出的展望21世纪的能源系统，也是以气化为核心。在“合成气园”或“多联产系统”中，各种产品不是简单的叠加而是集成，这是问题的关键。这比单独建设各产品生产装置的投资和运行成本都要低，产品间也可以灵活调整峰谷差，因而更有竞争力，抗风险能力也更强。该模式在全世界已有相当的发展，
至少建设了十几套装置:(l)生产氢气，全厂约50%的氢气来自该装置;(2)为600k口a规模的甲醇生产提供合成气;(3)提供燃料气。因环保要求严格，所有加热炉只烧燃料气和合成气。关于多联产系统，目前已提出相当庞大的框架。对不同行业和企业来说，关键是从中筛选最佳的组合方案，优先发展其中的某几个产品。对于炼化企业来说，可优先发展制氢、生产甲醇、MTBE、醋酸和醋配、丁辛醇、合成氨和尿素、发电等。2.2EST工艺EST工艺是由意大利Eni公司和SnamProtti于上世纪90年代共同开发的渣油浆液床加氢技术。该工艺可处理各类劣质重油，转化率达99%。2.3LR一闪蒸焦化研闪蒸焦化是Lurgi开发的一种缓和焦化工艺，该工艺用于渣油预处理。与延迟焦化和流化焦化比，LR闪蒸焦化的氢效率很高。在延迟焦化中，液体产品中的氢约占原料的64%，在流化焦化中约为73%，研闪蒸焦化则提高至82%。延迟焦化和流化焦化的生焦率约分别为残炭的1.5倍和1.2倍，LR闪蒸焦化的生焦率则可低至残炭的0.7倍。与其他焦化工艺比，LR闪蒸焦化的气体产率也更低。综合计算，研闪蒸焦化的液收分别比延迟焦化、流化焦化提高约17.12%。
3典型含硫原油深加工路线简要比较
3.1固定床加氢+重油催化裂化路线固定床加氢+重油催化裂化是经常选择的模式。该路线轻
质油收率高，能满足较严格的环保要期来晓燕等.重油加工技术的进展及发展趋势求，在高油价下具有较强的竞争力。该路线的不足之处是对原油的适应能力欠佳，适合于处理轻质和部分中质含硫原油，因而原油成本高成为突出问题。为保证氢气廉价、稳定的供应，石脑油必须通过催化重整加工，这使得该路线除了可发展芳烃外，炼化一体化发展的空间趋于狭窄。3.2延迟焦化路线焦化路线的优点是对原油的适应能力强，可按油价高低灵活选择原油。在炼油厂的全部成本中，原油成本始终占绝大部分，延迟焦化的竞争力不完全来自较低的加工成本，而主要来自较低的原油成本。即便在低油价下，阿拉伯轻质原油与阿拉伯重质原油的价差也保持在1一2美元/桶之间，有时甚至超过5美元/桶。无论是在高油价下，还是在低油价下，焦化均有很强的竞争力。该路线的另一个优点是石脑油收率较高，炼化一体化空间相对较大。除了液收相对较低外，该路线的另一缺点是含硫焦不易处理。延迟焦化+循环流化床锅炉或延迟焦化+焦炭气化是解决含硫焦的两条路线，但目前仍存在一些需要解决的问题。
3.3溶剂脱沥青+沥青气化路线沥青质是原油中最劣质的组分，依靠胶质和多环芳烃的溶解作用而悬浮于渣油中，其核心部分有类似于石墨的晶体结构，其重金属和残炭含量很高，而氢含量很低。一方面，因沥青质的氢含量过低，除非获得充足廉价的氢气，否则，通过
加氢将其转化为轻质油品是不经济的;另一方面，沥青质必须借助胶质和多环芳烃而溶解于渣油中，胶质和多环芳烃的破坏将导致沥青质析出而结焦，这使得固定床渣油加氢仅能处理沥青质含量低的重油。为防止过多破坏胶质和多环芳烃，导致沥青质沉淀而结焦，固定床渣油加氢的转化率通常不高于40%一50%[’]。当重油中沥青质含量较高时，固定床加氢工艺将难以适应。先将沥青质分离出来，通过气化将其转化为氢气，并通过固定床加氢处理已不含沥青质的重油，这是一种现实的选择。溶剂脱沥青+沥青气化+脱沥青油加氢处理是富有价值的组合工艺，尽管该路线投资大，但优点甚多:(1)适应于含硫重油等劣质原油的加工，原油成本低，从而降低总成本;(2)可获得充足的氢气，可以灵活选择重油深加工路线，并为清洁燃料生产和清洁生产打下坚实基础，满足苛刻的环保要求和产品质量要求;(3)氢气供应不必依赖于催化重整，这给石脑油的加工提供了更多的选择，再加上加氢裂化生产的各组分和合成气资源，使该模式的炼化一体化发展空间变得更加广阔。该模式及其类似路线将是本世纪炼油业的发展样板之一。
4重油深加工路线的选择重金属、残炭和硫含量是影响重油深加工路线选择的重要因素，特别是重金属和残炭。按重油深加工的难度，可将重油分为三类。
4.1低硫原油低硫重油通常选择催化裂化和延迟焦化加工。残炭(质量分数)小于10%、重金属质量分数小于25m岁g的重油，可以通过重油催化裂化加工。残炭大于ro%或重金属质量分数大于25林岁g的渣油，通常选延迟焦化加工，石油焦可以满足冶金行业的要求。
酥肉怎么做又酥又脆赞美国庆节的优美句子4.2轻质及部分中质含硫原油除硫含量高外，含硫原油的渣油通常含较高的残炭和重金属。残炭小于巧%、金属质量分数小于150林扩g的含硫重油可以通过固定床渣油加氢+催化裂化组合工艺加工。该路线可以加工部分中质含硫原油，与轻质原油掺炼或按季节生产部分沥青均是可行的方案。双学位

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