渣油深度加工技术探讨

<正> 一、前言我国原油多系重质原油,减压渣油约占原油的40％～50％。近年来我国开采的稠油的减压渣油高达60％以上。目前我国炼油的总轻质油收率低,重燃料油(主要是渣油)产量比较大。根据我国能源政策,市场上以减压渣油为燃料油的需求量将逐渐减少,对汽、柴油等轻质油品的需求量将增加,这就要求减少重燃料油的产量和增加汽、柴油等轻质油品的产量。因此,借鉴国外渣油深度加工技术,研究适合我国国情的渣油深度加工技术,使重油更多地转化为经济价值高的轻质油产品,具有十分重要的意义。二、加拿大CANMET渣油加氢裂化技术 1973年和1979年世界原油价格两次大幅度上涨,促进了各国对渣油深度加工技术     

渣油加氢技术的工程化发展方向

介绍国内外首套渣油加氢工程化技术的特点及后续的技术改进。还介绍了待工程化的渣油加氢技术现状,分析我国渣油加氢技术工程化与国外渣油加氢技术工程化的差距,探讨了充分利用我国已有渣油加氢装置潜力的途径,指出我国渣油加氢技术工程化的发展方向:(1)开发活动床渣油加氢工程技术,提高资源利用率;(2)开发切换床(或活动床)与固定床结合的渣油加氢工程技术,延长固定床渣油加氢装置运转周期;(3)开发大型化渣油加氢工程技术,提高投资效率;(4)开发活动床渣油加氢与固定床减压馏分油加氢裂化一体化工程技术,提高重油转化率;(5)开发活动床渣油加氢裂化与固定床馏分油加氢精制一体化工程技术,生产清洁燃料调合组分。     

常减压装置自控率提升优化研究

常减压生产装置是常压蒸馏和减压蒸馏两套装置的总称,是以原油为原料炼化企业工艺生产的开端。原油在电脱盐罐里强电磁场和破乳剂作用下乳化,从而分离出原油中的无机盐和水。通过加热炉加热后进入分馏塔进行汽化分离。轻组分在分馏塔上部主要为汽油、煤油、轻柴油、重柴油,经过调和后作为石化产品出售。重组分在分馏塔下部主要为蜡油、渣油,作为后续生产装置的原料通过深加工生产出目标产品。提高常减压生产装置自动化控制回路投用率对安全生产、提高产品收率及稳定操作至关重要。     

原油常减压装置节能技术

介绍了适用于常减压装置节能的新工艺、新设备以及利用计算机监控技术提高产率的情况。工艺方面主要采用过滤脱盐新技术对原油进行深度脱盐；采用强化蒸馏新工艺提高原油蒸馏拔出率、优化产出，增产柴油。设备方面使用规整填料和新型塔板，改善分馏塔分馏效率；使用新型燃烧器提高加热炉效率；使用新型换热器提高热回收率；采用变频调速技术降低装置电耗。最后对国内原油常减压装置节能改造提出了建议。     

扬子石油化工公司常减压蒸馏装置技术改造取得成效

一、前言我厂常减压蒸馏装置于1987年6月投产。装置设计加工能力为3Mt/a 原油。其产品主要供下游装置作原料:常压石脑油供芳烃厂铂重整装置作原料;常压柴油供烯烃厂作乙烯裂解原料;减压柴油供芳烃厂作加氢裂化原料;减压渣油供尤里卡装置作裂解原料;部分冷渣油作商品出厂。     

原油常减压装置节能技术

由于常减压装置消耗能量约占炼油厂总用能的25％～30％，已成为炼油厂中消耗量最大的装置，因此，我国各炼油厂对常减压装置进行以降低能耗为中心的技术改造就显得十分必要。详细介绍了适用于常减压装置节能的新工艺、新设备以及优化操作。工艺方面主要有采用过滤脱盐新技术对原油进行深度脱盐、采用强化蒸馏新工艺提高原油蒸馏拔出率、优化产出、增产柴油；设备方面主要使用规整填料和新型塔板改善分馏塔分馏效率、使用新型燃烧器提高加热炉效率、使用新型换热器提高热回收率、采用变频技术降低装置电耗；优化操作方面主要有利用计算机进行监控与管理和改善操作条件。最后对国内原油常减压装置节能改造提出了一些建议，以供炼油企业在进行原油常减压装置改造时参考。     

应用加氢技术解决高硫原油加工面临的问题

分析了炼油厂加工高硫原油后,柴油、蜡油和渣油加工面临的问题,提出了有关对策。对于柴油馏分,建议将原有的压力等级不高的二次加工油的加氢精制装置改造为处理直馏柴油,并新建压力等级为8.0MPa的二次加工柴油馏分的加氢精制装置,并建设柴油加氢改质装置。对于蜡油馏分,已有加氢裂化装置的炼油厂应提高溶剂脱硫能力,加氢能力不足的可建设中压加氢裂化装置。     

加氢裂化技术工程化发展的方向

介绍国内外首套加氢裂化工程化技术特点及后续的技术改进,针对待工程化的加氢裂化技术现状,分析了国内加氢裂化技术工程化与国外加氢裂化技术工程化的差异,探讨了充分利用国内已工程化的加氢裂化装置进行技术开发的途径,提出了国内加氢裂化技术工程化发展方向:1开发节能减排型加氢裂化工程技术,降低装置能耗和排放;2开发带并流-汽提-逆流型反应器的加氢裂化工程技术,降低装置投资,提高资源利用率;3开发加氢裂化专用设备及内构件,实现设备进步推动技术进步。     

馏分油加氢裂化技术的工程化问题及对策

介绍了国内工程化应用的加氢裂化技术,分析了加氢裂化工程化过程中遇到的问题,包括结垢导致的高压换热器换热效率下降、循环氢压缩机出口至循环氢换热器出口压力降增大、循环氢压缩机震动、反应系统压力降上升过快、反应流出物空冷器腐蚀及结垢等。对产生这些问题的原因进行了详细分析,提出了全面的应对结垢的措施：①采购蒙特利尔协定书签约国的原油;②严格控制电脱盐后原油盐质量分数在3λg／g以下;③控制焦化蜡油、脱沥青油、催化循环油等劣质原料的掺炼比例;④注水采用脱氧水、锅炉给水或加氢裂化分馏塔顶凝结水;⑤原料储存采用99．99％以上纯度的氮气气封;⑥选择使用合适的阻垢剂;⑦针对不同原料,选择合适的过滤器;⑧分析不同部位的腐蚀类型,选择合适的耐腐蚀材料;⑨采用无死区、流速高、压力降低的逆流传热换热器（如缠绕管换热器）。对反应系统压力降上升过快、反应流出物空冷器腐蚀及结垢问题也提出了具体的解决方案。     

优化重油加工

重油优化加工的实质是二次加工装置的原料优化。低硫、低重金属、高石蜡基的原油采用合适的加工方案,能使重催原料的掺渣率达35－80％;焦化应选用与管输渣油性质相类似的渣油较好;比伊朗轻质原油所产渣油性质差的渣油应作氧化沥青料。文章结合炼厂的现有装置状况,针对“十五”期间增加高硫油加工的计划,重点介绍了减压馏分油加氢裂化工艺,优化未来炼厂的重油加工方案。     

我国蜡油及渣油深加工应大力发展加氢型装置

分析了我国蜡油及渣油深加工装置的构成、汽柴油质量及炼油厂加工过程中烟气排放的现状；可持续发展对汽柴油质量和生产过程清洁化的要求；原油资源量、产量的变化趋势和未来的供需矛盾。提出了我国蜡油及渣油深加工要大力发展加氢型装置，严格控制脱碳型装置建设的建议。为降低加氢型装置的投资及运行费用，提高其经济性，就开发推广新技术、新工艺提出了几条途径：积极推广和改进蜡油中压加氢裂化技术；不断改进蜡油高压加氢裂化技术；开发加氢裂化和加氢处理(或精制)组合工艺；开发蜡油物理法预精制与加氢裂化、渣油物理法预精制与加氢处理组合工艺；开发适宜的新型催化材料，不断改进催化剂性能；开发蜡油及渣油悬浮床加氢裂化工艺技术；开发廉价氢源技术；继续推进蜡油及渣油加氢型装置装备国产化。     

Gasoline- and diesel-like products from heavy oils via catalytic pyrolysis

Heavy oil is less expensive than light crude oil, but heavy oil is more expensive to obtain light oil products. Conventional light crude oil resources are decreasing, therefore heavy oil resources will be needed more in the future. There are huge differences from field to field for heavy oil deposits. In terms of final productive use, heavy oil is considered as an unconventional resource. Heavy oil upgrading depends on four important factors: catalyst selection, heavy oil classification, process design, and production economics. Heavy and extra-heavy oils are unconventional reservoirs of oil. Globally, 21.3% of total oil reserves are heavy oil. Heavy oil is composed of long chain organic molecules called heavy hydrocarbons. The thermal degradation of the heavy hydrocarbons in heavy oil generates liquid and gaseous products. All kinds of heavy oils contain asphaltenes, and therefore are considered to be very dense material. The most similar technologies for upgrading of heavy oils are pyrolysis and catalytic pyrolysis, thermal and catalytic cracking, and hydrocracking. The amount of liquid products obtained from pyrolysis of heavy oil was dependent on the temperature and the catalyst. Pyrolytic oil contains highly valuable light hydrocarbons as gasoline and diesel components range. The constant increase in the use of crude oils has raised prices of the most common commercial conventional products and consequently seeking for new alternative petroleum resources, like some unconventional oil resources, becomes an interesting issue. The mass contents of gasoline, diesel, and heavy oil in the crude oil are 44.6%, 38.3%, and 17.1%, respectively. The gasoline yield from the heavy oil catalytic (Na₂CO₃) pyrolysis is higher than the diesel efficiency for all conditions. The yield of gasoline products increases with increasing pyrolysis temperature (from 230°C to 350°C) and percentage of catalyst (from 5% to 10%). The yields of gasoline-like product are from 21.5% to 39.1% in 5% catalytic run and from 32.5% to 42.5% in 10% catalytic run. The yields of diesel-like product are from 9.3% to 29.8% in 5% catalytic run and from 15.5% to 33.7% in 10% catalytic run.     

降低常减压装置重蜡油残炭的可行性探讨

针对常减压装置重蜡油(减四线)残炭、Ni,V等含量居高不下、难以作催化原料的问题,确认常压塔塔内雾沫夹带严重,使柴油拔出能力降低、操作稳定性变差,是造成减压拔出率降低的主要原因;优化常压塔拔出率、实现减压深拔是解决问题的关键。根据模拟计算,可将常压重油中低于350℃馏分油质量分数操作值由目前的12.5%降低到6%,减一线馏分的柴油量可比原操作值降低90%。调整常压拔出率,使减压塔分离效果大幅改善,雾沫夹带和减顶缩径段压力降降低,减四线残炭及金属含量可大幅度减少。     

牙哈原油综合评价

介绍了对牙哈原油进行的综合评价。结果表明:该原油的特点是密度小(849.9 kg/m3),轻质油收率高,且质量好,初馏点～145℃馏分是理想的重整原料,初馏点～180℃是较理想的汽油调合组分,也是优良的乙烯裂解原料,初馏点～350℃收率72.17%,加工时应严格控制比例,比例过高,常压塔的汽相负荷大,会影响常减压装置的稳定操作和安全生产。牙哈原油重整原料的收率较高,砷、氯,硫含量低,腐蚀合格。牙哈原油芳烃潜含量较高,重整加工时芳烃收率指数高达73.51%,是较理想的重整原料。牙哈原油喷气燃料组分加工前应针对碱性氮小的情况采取白土精制,保证航空煤油颜色的稳定性。240～300℃,300～350℃两段组分是较理想的柴油馏分,但必须经过加氢或碱洗精制,240～300℃是调合低凝柴油的优质组分。其减压蜡油作为润滑油馏分粘度指数大,黏温性能好,酸值小,芳烃含量较低,适合作生产高黏度指数润滑油的基础油,也是较好的催化裂解原料,大于520℃的减压渣油收率低,应与其他渣油掺炼,没有单独深加工的必要。     

MILD HYDROCRACKING OF VACUUM GAS OILS TO IMPROVE FCC PERFORMANCE AND MAXIMIZE DISTILLATE YIELDS

A pilot plant study was conducted on mild hydrocracking of heavy vacuum gas oils derived from two different crude sources over a commercially available catalyst to determine the possibility of utilizing mild hydrocracker bottoms as fluidized catalytic cracking feedstock along with improved middle distillate yields. The mild hydrocracking experiments were conducted at 390°C, 60 kg/cm², 1.0/h liquid hourly space velocity and H₂/oil ratio of 390 l/l in a pilot plant trickle bed reactor using two catalyst beds for pretreatment and mild hydrocracking reactions. The experimental results showed that mild hydrocracking would result in valuable middle distillates with low sulphur and nitrogen content. With research octane number of 78, the naphtha obtained from mild hydrocracking was found to be a good blending stock for gasoline pool. The middle distillate fraction (140-370°C) obtained from mild hydrocracking product was found to have cetane number in the range of 48-54. The bottom product from mild hydrocracking of heavy vacuum gas oils was found to be a good feedstock for fluidized catalytic cracking unit because of its low sulphur, nitrogen and aromatic contents. The data obtained from pilot plant studies showed that the processing of mild cracker bottom in FCC unit would result in better quality fuels.     

清洁汽柴油生产方案的优化选择

随着国内成品油需求的快速增长和环保法规的日趋严格,以清洁化、低排放工艺生产优质成品油成为炼油企业的必然选择。介绍了清洁汽柴油生产方案的优化选择。对于清洁汽油生产,降低成品汽油中硫含量是关键,主要有三个途径:一是对FCC原料进行加氢预处理,通过改善FCC原料性质来降低FCC汽油产品的硫含量;二是对FCC汽油进行脱硫处理;三是适度扩大连续重整装置的加工能力,通过提高重整汽油的调合比例进一步降低汽油产品的硫含量。对新建或改扩建炼油厂的清洁汽油生产方案进行了分析。对于清洁柴油生产,认为目前国内的相关技术及催化剂已经成熟,尤其是加氢技术水平和能力都有了较大提高。21世纪建设的几个千万吨级炼油厂的工业应用结果表明,利用现有技术并将其集成化,完全可以生产满足国Ⅲ和部分满足国Ⅳ排放标准要求的柴油产品。因此,解决柴油质量升级的措施一方面要从优化炼油厂装置结构入手,通过适度建设加氢裂化装置,增产优质柴油;另一方面应加快开发和应用新技术,进一步降低柴油质量的升级成本,提高技术应用水平。     

从润滑油基础油标准看我国基础油生产现状

从分析润滑油基础油标准出发,阐述了我国基础油生产现状,提出应重视优选适合生产基础油的原油,以及重视优化溶剂精制、溶剂脱蜡、白土精制/加氢补充精制等工艺操作条件.生产高质量基础油的重点是开发自主知识产权的加氢裂化、异构脱蜡技术.     

北海炼化产品质量升级及消瓶颈方案的优化与实施

为满足汽油、柴油产品的质量升级及中国西南地区的市场需求,中国石油化工股份有限公司北海分公司以三个不同原油加工量为比选方案,对各方案下的全厂加工负荷、全厂产品结构、新增工程内容、投资估算及财务评价等进行了优化比选,并对各工艺装置技术改造方案及工程内容进行了研究,提出了北海炼化产品质量升级及消瓶颈改造优化方案。方案实施后,北海炼化全厂汽油、柴油产品质量可由国Ⅳ升级到国Ⅴ标准、原油加工能力由5 000 kt/a提高到6 500 kt/a,轻油收率由74.8%提高到75.7%,炼油综合能耗由2 357 MJ/t降低至2 340 MJ/t,吨油利润增加16.6元,达到了改造的预期目标。     

提高委内瑞拉常压渣油转化效率的工艺研究

以委内瑞拉常压渣油（VAR）为原料,在焦化釜与高压釜中分别进行焦化和悬浮床加氢裂化试验,考察VAR焦化产物分布及悬浮床加氢裂化产物分布,研究悬浮床加氢裂化尾油的基本性质及平均结构参数,比较VAR直接焦化与悬浮床加氢-尾油焦化两种工艺的产品收率。结果表明：VAR悬浮床加氢裂化尾油的性质较差,残炭高,但其饱和分和芳香分质量分数可达39%～50%,烷基碳率为0.14～0.24,表明尾油仍具有一定的可裂化性能;与直接焦化工艺相比,悬浮床加氢-焦化组合工艺可提高液体收率及柴汽比,同时降低焦炭产率,用于加工委内瑞拉常压渣油是可行的。     

MILD HYDROCRACKING OF VACUUM GAS OILS TO IMPROVE FCC PERFORMANCE AND MAXIMIZE DISTILLATE YIELDS

ABSTRACT

A pilot plant study was conducted on mild hydrocracking of heavy vacuum gas oils derived from two different crude sources over a commercially available catalyst to determine the possibility of utilizing mild hydrocracker bottoms as fluidized catalytic cracking feedstock along with improved middle distillate yields. The mild hydrocracking experiments were conducted at 390°C, 60 kg/cm², 1.0/h liquid hourly space velocity and H₂/oil ratio of 390 l/l in a pilot plant trickle bed reactor using two catalyst beds for pretreatment and mild hydrocracking reactions. The experimental results showed that mild hydrocracking would result in valuable middle distillates with low sulphur and nitrogen content. With research octane number of 78, the naphtha obtained from mild hydrocracking was found to be a good blending stock for gasoline pool. The middle distillate fraction (140–370°C) obtained from mild hydrocracking product was found to have cetane number in the range of 48–54. The bottom product from mild hydrocracking of heavy vacuum gas oils was found to be a good feedstock for fluidized catalytic cracking unit because of its low sulphur, nitrogen and aromatic contents. The data obtained from pilot plant studies showed that the processing of mild cracker bottom in FCC unit would result in better quality fuels.