重油輕質化加工技術

趙夢祎

（中國石油大學〈北京〉，中國 北京102200）

隨著人類社會的不斷發展， 科技的進步以及生活水平的顯著提高，人們對石油的需求量越來越大，對石油品質的要求也越來越苛刻，然而石油的儲量在一天一天的減少，品質逐漸下降，開采難度也越來越高，所以，石油重質化是石油發展的必然趨勢。為了協調解決石油供需緊張的問題，發展重油加工技術刻不容緩，它也是目前煉油工業的突出任務之一。

1 基本的重油輕質化加工工藝

系統來說，重油輕質化加工工藝分為兩大類，一類是重質餾分油的加工， 一類是重質渣油的加工。 重質餾分油的加工一般在370℃～520℃進行，而重質渣油的加工溫度高于520℃，兩者的目的主要有兩個：除雜、提高H/C 比。

1.1 重質餾分油的加工

重質餾分油的加工最早采用熱裂化工藝，但是隨著技術的發展進步，能耗高、輕油收率低、產品質量差的熱裂化工藝已經不能滿足市場需求，催化裂化技術應運而生，加氫裂化技術也開始蓬勃發展。

1.1.1 流化催化裂化（FCC）

近幾年來， 我國在FCC 工藝上不斷有新的技術研發成功并投入使用，如在FCC 工藝方面，我們研發除了MIP、MGG、DCC 等新技術；除此之外， 我們還研制出一系列新的沸石系催化劑， 如USY、ZRP、REY 等；在催化劑的燒焦再生技術上我們也有了一定的改進，有快速床再生、重疊式再生、單器再生等方式。 特別的，在針對性質比較特殊的重油加工時，為了提高產品質量，使之符合規定要求，煉廠通常在FCC 裝置前增加一組加氫處理裝置。

1.1.2 加氫裂化

加氫裂化的工藝過程分為單段工藝和兩段工藝。單段工藝雖然操作更簡單，投資更小，但一直沒能取代兩段工藝，因為兩段工藝對原料的適應性更強，可以加工質量更劣質的原油，產品調節的靈活性大，而且油品的質量好，總液收高，氫耗低，還可以生產低硫低芳烴的柴油，但由于受經濟效益等因素的限制，生產規模一直不大。

1.2 重質渣油的加工工藝

1.2.1 減粘裂化工藝

減粘裂化屬于熱裂化程度較淺的工藝流程， 主要用途是處理渣油。 煉廠生產所得的渣油在作為燃料油使用時，粘度常常不能達到規定標準，這時就會加入輕油進行調和，可是這樣就降低了輕油的收率，為了解決這一問題，就引進了減粘裂化工藝，一方面減少輕油的用量，一方面使燃料油符合規定標準。 隨著市場對燃料油需求的下降，該工藝裝置的使用也越來越少。

1.2.2 焦化工藝

1）流化焦化工藝

流化焦化最大的優點就是不存在爐管結焦的問題，因為整個工藝過程原料不需經加熱爐加熱， 這樣可以使操作周期持續到3 至4，焦化溫度也可以提高到520 至565℃。 但是生成難利用的焦粉成為限制該工藝發展的一個關鍵，于是很多公司針對這個問題開發了很多新的技術工藝，如埃克森美孚公司研發了一個通過增加一個氣化器，可以把焦粉氣轉化成燃料氣的靈活焦化工藝， 但這種方法燃燒熱值太低，于是又有了“雙氣化”工藝，多增加一個水蒸氣氣化器，產生H2、CO 合成氣。

2）延遲焦化工藝

延遲焦化可以分為連續式操作的結焦和間斷操作的除焦兩部分。但整個延遲焦化生產過程仍具有全連續式操作的特點，可應用自動化控制裝置進行大規模生產，從而提高液體產物收率、增加裝置處理能力。 近年來，延遲焦化新工藝不斷涌現，主要用于生產優質石油焦、柴油、焦化汽油等，在煉油過程中具有十分重要的作用。

1.2.3 溶劑脫瀝青工藝

溶劑脫瀝青工藝是通過用萃取液將渣油里面的瀝青和膠質除去，得到的是脫瀝青油。脫瀝青油可以作為加氫裂化的原料和催化裂化使用或者用于加工生產潤滑油基礎油。而除去的瀝青和膠質可以作為生產焦化、瀝青和制合成氣的原料。

1.2.4 渣油加氫處理工藝

1）固定床渣油加氫處理

固定床加氫處理技術是目前使用最廣泛的一種加氫處理技術，它存在的優點：工藝比較成熟，操作簡單方便，且產品質量好，未轉化油還可作為RFCC 的原料，反應溫度低反應器負荷小，投資比較小；存在一定的缺點：對原料的適應有限制，一般要求只能用于金屬含量小于200μg/g 的渣油，并且操作的周期較小。

2）沸騰床渣油加氫處理

沸騰床加氫處理的優點：受原料質量的限制較低，即使是品質較差的渣油也可以加工；可以在線加入或取出催化劑；運轉周期在24 到36 個月，周期較長，并且可以保持恒定的系統內的催化劑性能。 缺點：應用面較窄，全球建成的工業裝置也只有14 套；未轉化油只能作焦化原料或燃料油為宜；產品的質量相比固定床較差，反應物存在返混。

3）懸浮床渣油加氫處理

懸浮床加氫處理工藝最早運用于煤的直接液化，是一種固、液、氣三相反應過程。 這種工藝主要優點是：餾分油產率的產率可以達到百分之五十以上，渣油的轉化率可以達到百分之九十以上，轉化率比較高；對催化劑的要求較低，用量少，廉價容易得到；適用于加工劣質渣油。主要缺點是：催化劑為細粉狀，不容易和液體分離；操作溫度較高，熱反應較多，因此產品的質量也較差。

2 重質油現代加工技術

2.1 重油輕質化加工方案

2.1.1 渣油減粘方案

此種方案是直接將減壓渣油進行減粘裂化，得到燃料油，另外一部分減粘輕質油品去精制。此方案只適用于需要大量生產燃料油的工廠，由于當前社會對燃料油的需求逐漸下降，使用該方案的機率也在減少。

2.1.2 催化裂化摻煉減壓渣油方案

此種方案是將減壓渣油與減壓蠟油摻和在一起進行催化裂化，得到汽油、柴油和油漿，其優點在于充分發揮利用RFCC 的作用優勢，減少其他加工裝置的負荷。

2.1.3 減壓深拔——延遲焦化—催化裂化組合方案

此方案是將常壓渣油進行減壓深拔得到減壓渣油和減壓蠟油，減壓蠟油在進行蠟油催化裂化前進行蠟油加氫； 減壓渣油進行延遲焦化，得到石油焦和焦化蠟油，焦化蠟油與減壓蠟油混合加工，石油焦制合成氣和焦炭產品。此方案適應性強，對原料的要求低，可以對質量較差的劣質渣油進行加工，而且生產投資小，但輕油產率較低。

2.2 重油輕質化加工方案的選擇

選擇最佳的加工方案，考慮的因素如下：

2.2.1 重油性質——這是最重要的因素。地理位置不同，時間不同，外界環境因素不同，所開采的重油性質也有所不同。 不同重油中所含雜質量、殘炭值不同，加工時所需工藝的類型、順序就不同，這就決定了方案選擇的不同。

2.2.2 對目的產品的要求——重油可加工生產燃料油、焦炭、瀝青等石油產品，不同石油產品所需的加工工藝類型不同，深度也不同，方案選擇就不同。

2.2.3 對環保的影響——重油加工過程產生的廢物組成復雜，處理難度較大，對環境影響也較大，所以選擇加工方案時，盡量考慮環境友好的工藝。

3 結語

隨著原油質量的變重，重油加工的重要性也日益突顯，但由于重油本身的復雜性，加大了我們開采、加工重油的難度，目前我們所掌握的加工技術仍然有很多的不足，各方面都還有待提高。 我們還需要進一步對重油的性質進行了解，并對獨立的加工工藝進行深入全面的研究，最后結合實際情況開發更節能環保、經濟效益好、產品質量高、適應性強的組合新工藝，這也將是石油煉化行業未來一段時間的重要發展方向。

［1］趙玉軍,朱金紅.我國重質原油加工工藝的現狀及其發展趨勢[J].山東化工,2009,38:42-44.

［2］張傳芳.兩段提升管催化裂化技術[D].石油大學,2003:28-27.