試析高油價下渣油加工路線的選擇

張明超

摘 要：通過分析渣油采用延遲焦化加工的局限性與延遲焦化加工工藝面臨的困境，提出放棄渣油延遲焦化加工路線，向高油價時代邁進。渣油重金屬含量較低時，加氫處理工藝比較具有經濟性；渣油重金屬含量較高時，溶劑脫瀝青氣化-F-T合成工藝不僅輕質油收率高，而且加工流程非常簡單，是最具有經濟性的渣油加工路線。

關 鍵 詞：高油價；渣油加工；路線選擇

中圖分類號：TE 624 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2016）08-1900-04

Abstract： The limitations of the delayed coking process for residue oil were analyzed as well as the difficulties faced by the delayed coking process. Its pointed out that， under high oil price， the residue processing route with the delayed coking process should be given up. When heavy metal content in residue is relatively low，the hydrotreating process is suitable for residue processing； when heavy metal content in residue is high， solvent deasphalting gasification-F-T synthesis process is suitable for residue processing ，it has high light oil yield， and processing process is very simple.

Key words： high oil price； residue processing； route selection

全球經濟發展需要非常多的石油，只有加工生產更多的石油運輸燃料，才能滿足各國經濟持續增長的基本需求[1]。雖然世界石油產量已達巔峰，但是石油質量偏向重質化與劣質化。針對重質化，延遲焦化加工極具應用性，針對劣質化，溶劑脫瀝青氣化-F-T合成工藝極具應用性。本文對當前煉油加工技術現狀進行分析，探討延遲焦化加工的局限性與目前面臨的困境，研究溶劑脫瀝青氣化-F-T合成工藝的應用效果，以期能夠提高輕質油的收率。

1 當前煉油加工技術現狀

1.1 世界煉油加工技術發展趨勢

自20世紀末至今，世界石油朝著重質化的趨勢不斷發展。按照意大利的Eni公司《世界石油普查》的統計，近幾年，全球重質石油產量從41 500萬t上升至47 200萬t，年均增長4.58%，2015年中質石油、重質石油的產量占2015年石油總產量的54%和34%，比2013年中質石油、重質石油產量上升了5.73個百分點和2.15個百分點，石油的含硫量逐漸提升。世界煉油行業針對石油重質化問題對煉油技術進行改進，因此渣油加工具有常壓蒸餾、減壓蒸餾、延遲焦化、催化裂化、渣油加氫裂化和渣油加氫處理等多條煉油路線。

1.2 我國煉油加工能力發展趨勢

由于石油重質化的影響，我國煉油行業的煉油技術發生了許多的變化，因此我國的渣油加工也具有多條煉油路線。表1是2013年至2015年我國煉油加工能力的變化趨勢。統計發現，延遲焦化和加氫處理屬于我國主要的增加的渣油加工工藝。

2 高油價時代傳統延遲焦化加工工藝的局限性

在高油價時代，由于石油量越來越稀缺，柴油、汽油和噴氣燃料供不應求，因此運用延遲焦化等煉油技術提高石油加工質量和輕質石油生產量具有重要意義。中國石油的延遲焦化加工能力在2013年到2015年增加了3 350 kt/a，輕質油收率增加了5%，加工石油的API°降低了4.3。由于延遲焦化會將少量的渣油變成固體石油焦，不能對石油進行100%利用，因此對含硫石油、高硫石油的渣油進行延遲焦化時，需要思考相應的對策對硫進行捕集、回收。表2是2013～2015年中國石油延遲焦化加工能力、輕質油收率及加工石油的API°。

3 延遲焦化加工工藝面臨的困境

3.1 延遲焦化加工工藝發展前景堪憂

據統計，一個具有1 000萬t加工能力的煉油廠，渣油康氏殘炭和減壓渣油的收率都為25%，每年對渣油進行延遲焦化加工，可產出100萬t固體石油焦（延遲焦化加工渣油物料平衡詳情見圖1）；若每年對渣油進行催化裂化、加氫處理綜合加工，加氫處理裝置收率12%，重質油收率88%，催化裂化裝置收率73%，每年渣油加工可增產60萬t，為煉油廠輕質油收率增加了6個百分點（圖2為催化裂化、加氫處理綜合加工渣油物料平衡圖）。此外，在催化裂化、加氫處理綜合加工當中，渣油的硫含量轉化硫化氫，非常容易回收，加工后，產品的硫含量越來越少，加工效果較為可觀。由此可見，延遲焦化工藝不適合用于渣油加工。

3.2 延遲焦化加工工藝得不到優化輔助

在高油價時代，人們極度重視石油替代能源的開發。最近，中國發改委組織的《煤化工產業中長期發展規劃》中指出，我國2010年煤制油能力已達到1.5 Mt/a，2015年煤制油能力已達到10 Mt/a，2020年煤制油能力預計要達到33 Mt/a，中國神華集團的1.0 Mt/a的直接法煤制油示范裝置目前已投入運行[2]，中國科學院的太原燃化所研發的鐵基催化劑漿態床F-T合成技術當中的160 kt/a問接法煤制油裝置尚在建設之中[3]。因此，延遲焦化工藝難以進行進一步改善。

4 其他加工工藝面臨的困境

由表3可見，渣油重金屬含量少于200 leg/g，可選固定床加氫精制工藝進行加工；渣油重金屬含量高于200 leg/g，只能選擇移動床加氫精制、沸騰床加氫裂化和焦化脫瀝青等工藝進行加工；沸騰床加氫裂化工藝的投資、運行費較高，可用于加工（V+Ni）含量高的渣油，對劣質渣油而言，是一個不錯的選擇。由此可見，沸騰床加氫裂化應用性雖好，但應用范圍受限。

有研究表明[4]，采用沸騰床加氫裂化工藝的渣油的轉化率與渣油性質緊密相關，轉化率偏低，反應器結焦較為良好，若轉化率稍微偏高，反應器結焦就會堵塞，很難高效率的運行。通常，未成功轉化的渣油只能成為瀝青的添加成分、氣化裝置原料、焦化原料和低硫燃料油。雖然延遲焦化加工會將10%的渣油轉化為固體石油焦，但是延遲焦化對重金屬、瀝青成分多、加氫加工效率差的渣油進行加工效率非常高，延遲焦化的投資、運行費非常低，渣油加工的范圍較寬。盡管如此，很多專家認為，減壓渣油金屬含量增加越多，氣體、焦炭產率就越高[5]。因此，渣油加工既不能走延遲焦化路線，也不能走沸騰床加氫裂化路線，只有將輕質油收率進行最大化，才能提高油收率和資源利用率。

5 兩種處理劣質渣油的加工工藝進行比較

延遲焦化、渣油溶劑脫瀝青都是一種處理劣質渣油的加工工藝。其中，延遲焦化應用性比較強，應用范圍非常廣，能夠對重金屬含量高的渣油和劣質渣油進行加工，應用效果比較可觀；溶劑脫瀝青工藝是一種添加溶劑的油渣加工工藝，通過溶劑的物理性質和化學作用將渣油中的油質、瀝青質進行分離，并將渣油中的硫、氮化合物、金屬大量濃縮于瀝青質之中，使得加工后的油渣中的硫、氮化合物、金屬和瀝青質大量排出[6]。此外，完成溶劑脫瀝青加工的油渣，可以再次運用催化裂化、加氫催化裂化、加氫裂化等工藝進行深度加工

有研究表明，當脫瀝青溫度、脫瀝青塔、溶劑比和溶劑組成結構被改變，不僅含油渣的重金屬含量、瀝青質含量可以得到良好的調整，脫瀝青油的收率也能夠得到控制。由于當脫瀝青油收率高于70%時[7]，脫瀝青油所遺留的金屬含量不超過10%，因此，相比于渣油加氫處理，脫瀝青油加氫處理更為簡便，加工效果更好，油質更優。

6 合成加工路線的選擇

有研究表明，對3 678 t的石油焦進行氣化和F-T合成，每日可生產7 735 bblF-T合成油，并得到147 M W電力。F-T合成柴油質量非常高，不僅能大量減少廠內柴油中的硫含量，還能增加柴油中的十六烷值。如果每1bblF-T合成油售出30美元，那么經濟性不是很高；若每1bblF-T合成油售出40美元，則剛好與石油焦氣化所產生的電力帶來的經濟性相持平。

某公司對重質石油分別以圖3、圖4的流程圖對石油焦、脫瀝青油進行氣化與F-T合成，結果見表4。脫瀝青工藝和延遲焦化工藝進行比較，渣油脫瀝青后，大減壓蒸餾工藝、磨碎打漿工藝都被取消了，加工工藝變得更為簡便；氣化裝置與脫瀝青裝置可以進行“熱聯合”，瀝青氫含量非常高，合成氣的H：CO比值較大，lF-T合成油當中的煤油、石腦油、減壓瓦斯油與柴油總收率高于焦化lF-T合成油7.4個百分點。 因此，該公司認為氣化F-T工藝給予了煉油廠一個極具吸引力的選擇。另外，渣油、石油焦、瀝青、煤氣化在煉油過程具有供氫供熱的作用，在發電、生產尿素、氨合成等方面也具有重要作用，應用范圍極為廣泛。

7 結束語

在高油價時代，石油屬于稀缺資源，油價漲幅越來越大。采用焦化工藝加工油渣需要深思熟慮、深析盈損；渣油金屬含量不高，加氫處理工藝效果最顯著；加氫工藝不能對含重金屬的劣質渣油進行加工，溶劑脫瀝青氣化工藝和沸騰床加氫裂化工藝能夠對含重金屬的劣質渣油進行加工。另外，在渣油加工工藝當中引進F-T合成技術，石油焦、瀝青經過氣化后再進行F-T合成，能夠顯著提升輕質油收率；瀝青氣化與石油焦氣化相比，前者工藝流程簡單，工程容易實現；渣油溶劑脫瀝氣化-F-T與脫瀝青油加氫處理-催化裂化組合工藝的高質量產品收率非常高，屬于經濟性極強的渣油加工路線。

參考文獻：

[1] 曹湘洪. 高油價時代渣油加工工藝路線的選擇[J]. 石油煉制與化工，2009（01）： 1-9.

[2] 徐濤. 含硫渣油加工路線的選擇[J]. 中外能源，2014（04）： 66-70.

[3] 鐘英竹，靳愛民. 渣油加工技術現狀及發展趨勢[J]. 石油學報（石油加工），2015（02）： 436-443.

[4] 韓崇仁，陶宗乾，王建平. 含硫渣油加工路線選擇的探討[J]. 當代石油石化，2003（07）： 14-19.

[5] 江波. 提高渣油加工工藝的適應性[J]. 煉油技術與工程，2013（05）： 13-16.

[6] 姚慕超. 對我國渣油深度加工發展方向的探討[J]. 石油煉制與化工，1995（01）： 7-10.

[7] 李志強. 渣油加工仍是21世紀重要的石油煉制技術[J]. 當代石油石化，2005（04）： 10-14+49.