渣油減粘裂化延遲焦化組合工藝技術(shù)

1、渣油減粘裂化延遲焦化組合工藝技術(shù)渣油減粘裂化延遲焦化組合工藝技術(shù)王宗賢王宗賢郭愛軍郭愛軍張會(huì)君張會(huì)君葉躍元葉躍元房延偉房延偉中國(guó)石油大學(xué)（華東）化學(xué)化工學(xué)院重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(東營(yíng)257061)摘要：本文在分析國(guó)內(nèi)延遲焦化技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力、存在的問題的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹由中國(guó)石油大學(xué)（華東）重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究開發(fā)的兩項(xiàng)渣油熱轉(zhuǎn)化新技術(shù)。其中DCHLH延遲焦化新技術(shù)具有高液收、高石油焦質(zhì)量和長(zhǎng)操作周期及靈活調(diào)控產(chǎn)物分布的效能。渣油減粘

2、裂化－延遲焦化組合工藝技術(shù)（VBDC）可以延長(zhǎng)延遲焦化開工周期，提高綜合液收3％～5％，改善產(chǎn)物分布（提高柴汽比），消除彈丸焦的效能，特別適合超稠油渣油的深加工。關(guān)鍵詞：延遲焦化減粘裂化組合工藝操作周期延遲焦化是重油輕質(zhì)化的重要手段，操作成本低廉，適合各種性質(zhì)的重質(zhì)油的深加工，特別適用于大量處理劣質(zhì)渣油。為了滿足市場(chǎng)對(duì)輕質(zhì)燃料油特別是柴油需求量的增加，延遲焦化技術(shù)越來越受到煉油企業(yè)的普遍重視，隨著渣油進(jìn)一步變重變劣，我國(guó)延遲焦化工藝在煉

3、油廠中的作用日益突出。對(duì)于劣質(zhì)重油的深加工來說重油延遲焦化技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。據(jù)報(bào)道，至2010年，美國(guó)還將增加延遲焦化能力1200104ta。國(guó)內(nèi)延遲焦化加工能力更是迅速發(fā)展中石油、中石化、中海油等大石油公司及地方煉廠爭(zhēng)相建設(shè)與發(fā)展延遲焦化加工能力，正在建設(shè)和計(jì)劃建設(shè)的延遲焦化年總加工能力超過2000104t，到2005年底，國(guó)內(nèi)延遲焦化年總加工能力將超過4500104t。例如，中國(guó)石油天然氣股份公司所屬石化企業(yè)延遲焦化加工能力也是迅

4、速發(fā)展，總加工能力近期可達(dá)到年1800104t。如撫順、大慶、錦州、錦西、遼化五家分公司共有六套延遲焦化裝置，原設(shè)計(jì)總加工能力470104ta，到2003年改造后已形成800104ta能力。其中加工大慶減壓渣油有兩家，為撫順、大慶延遲焦化裝置；加工遼河減壓渣油的有三家，為錦州、錦西、遼化延遲焦化裝置。延遲焦化加工能力不斷擴(kuò)大，焦化原料也不斷變化，如遼化延遲焦化目前加工的原料為大慶、遼河和俄羅斯混合減壓渣油（比例為5：4：1）。不同的裝置

5、，裝置操作參數(shù)也差別較大，如克拉瑪依石化和遼河石化采用大循環(huán)比操作，撫順和大慶石化延遲焦化循環(huán)比也超過0.5，操作壓力與溫度也有顯著差別，產(chǎn)物分布和石油焦質(zhì)量差別也較大，綜合液收偏低，生焦率偏高。國(guó)內(nèi)延遲焦化如此迅速發(fā)展的動(dòng)力概括起來有下面幾個(gè)方面的原因：a)渣油加氫和重油催化裂化對(duì)原料性質(zhì)要求都很苛刻，特別是原料的殘?zhí)亢徒饘俸恳髧?yán)格。目前國(guó)內(nèi)只有三套渣油固定床加氫裝置，裝置建造成本和操作成本較高。即使擁有VRDS裝置的齊魯石化，也

6、在擴(kuò)大和新建延遲焦化，加工能力擴(kuò)大了1.5倍。b)重油催化裂化汽油烯烴和硫含量太高燒焦負(fù)荷大（浪費(fèi)資源），因而RFCC向FCC技術(shù)回歸是國(guó)內(nèi)發(fā)展一大趨勢(shì)，從而增加了延遲焦化的原料。c)我國(guó)原油偏重，渣油約占原油的40％～60％，除部分資源可以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)道路瀝青外，延遲焦化是這部分渣油深加工的有效途徑，延遲焦化技術(shù)相對(duì)成熟，建造成本低，便于操作。d)我國(guó)烯烴裂解原料和重整原料不足，延遲焦化石腦油可以作為其原料補(bǔ)充資源。雖然我國(guó)延遲焦化的加工

7、能力僅次于美國(guó)，居世界第二位，但技術(shù)上與國(guó)外先進(jìn)水平差距較大，主要表現(xiàn)在爐管燒焦周期較短、容易出現(xiàn)彈丸焦、石油焦質(zhì)量不高，產(chǎn)物分布不能靈活調(diào)控。以焦炭產(chǎn)率為例，國(guó)外的焦炭殘?zhí)恐纫呀?jīng)降到1.3我國(guó)延遲焦化的焦炭產(chǎn)率原料殘?zhí)恐雀哌_(dá)1.6～1.8。近年來世界各大石油公司加速了對(duì)延遲焦化技術(shù)的研究和改進(jìn)。研究和改進(jìn)的方向主要集中在追求高液收的同時(shí)防止彈丸焦的生成，增加柴油收率和調(diào)控產(chǎn)物分布和提高焦炭質(zhì)量，優(yōu)化操作及改進(jìn)工藝流程延長(zhǎng)開工周期。

8、最近國(guó)內(nèi)針對(duì)劣質(zhì)原油渣油延遲焦化大都傾向于采取大循環(huán)比操作進(jìn)行設(shè)計(jì)，如塔河石化100104ta延遲焦化，遼河石化100104ta延遲焦化、克拉瑪依120104ta延遲焦化和山東7家地方煉油廠新開工或正在設(shè)計(jì)的30104～100104ta延遲焦化，其中已經(jīng)開工的有遼河石化、克拉瑪依石化和塔河石化的延遲焦化，山東2家地方煉廠的延遲焦化采取蠟油全循環(huán)最大量生產(chǎn)柴油和石腦油，不提供催化裂化原料。但是，這些大循環(huán)比操作，開工后，都遇到球狀小顆粒彈

9、丸焦的問題，焦炭質(zhì)量不高，易碎，揮發(fā)分含量高。雖然用于大循環(huán)比操作的物料平衡設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)很容易得到，但是缺乏對(duì)不同循環(huán)比下焦化原料生焦趨勢(shì)和如何提高這種操作條件下的輕油收率及提高石油焦質(zhì)量的系統(tǒng)研究基礎(chǔ)。摻煉不同原料(如脫油瀝青，和或焦化蠟油等)對(duì)延遲焦化產(chǎn)物分布和爐管結(jié)焦趨勢(shì)的研究也不夠深入。我們對(duì)焦化蠟油不同餾分段以及脫油瀝青的受熱生焦趨勢(shì)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)重焦化蠟油和脫油瀝青的初期生焦趨勢(shì)比原始渣油更甚，不同餾分段蠟油和脫油瀝青對(duì)焦化原料

10、的膠體穩(wěn)定性影響不同，其化學(xué)氫轉(zhuǎn)移能力不同，這些都影響延遲焦化爐管結(jié)焦和產(chǎn)物的分布。在對(duì)不同原料進(jìn)行摻煉時(shí)，它們的配伍性和氫轉(zhuǎn)移化學(xué)將影響生焦趨勢(shì)，甚至?xí)嗷ゴ龠M(jìn)生焦，降低輕質(zhì)油收率，因此應(yīng)對(duì)其膠體穩(wěn)定性、氫轉(zhuǎn)移化學(xué)和生焦趨勢(shì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并以此對(duì)循環(huán)流程和注水程式進(jìn)行調(diào)控。中國(guó)石油大學(xué)(華東)重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在渣油的物理化學(xué)性質(zhì)、亞組分配伍性熱轉(zhuǎn)化、亞組分受熱氫轉(zhuǎn)移能力和受熱中間相形成與抑制、瀝青質(zhì)的締合性質(zhì)與渣油膠體穩(wěn)定性等方面歷經(jīng)

11、10多年基礎(chǔ)研究，開創(chuàng)性地揭示了不同渣油熱轉(zhuǎn)化的內(nèi)在本質(zhì)，開發(fā)出了具有氫轉(zhuǎn)移導(dǎo)向作用和膠體穩(wěn)定作用的焦化改進(jìn)劑。在上述研究的基礎(chǔ)上成功開發(fā)出了DCHLH延遲焦化新技術(shù)，該新技術(shù)在獲得高液收的同時(shí)在防止彈丸焦的生成、改善產(chǎn)物分布、延長(zhǎng)操作周期和焦炭質(zhì)量方面達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。通過調(diào)控渣油熱反應(yīng)體系的膠體穩(wěn)定性和內(nèi)部氫轉(zhuǎn)移、減少渣油反應(yīng)體的環(huán)化芳構(gòu)化、延緩爐管結(jié)焦、降低石油焦殘?zhí)康谋戎担瑥亩档褪徒巩a(chǎn)率并獲得高液收而不產(chǎn)生彈丸焦。在對(duì)焦化原

12、料及其組分氫轉(zhuǎn)移能力、焦化餾分油的氫轉(zhuǎn)移能力和膠體穩(wěn)定性的定量診斷基礎(chǔ)上，通過適當(dāng)餾分的適量循環(huán)，并使用恰當(dāng)?shù)慕够倪M(jìn)劑，調(diào)控和改善產(chǎn)物分布和延長(zhǎng)操作周期。該新技術(shù)具有雙高一長(zhǎng)的特點(diǎn)和靈活調(diào)控產(chǎn)物分布的效能：高液收。比常規(guī)焦化技術(shù)提高焦化液收2.03.0%（并同時(shí)保證不生成彈丸焦）。高石油焦質(zhì)量。不僅石油焦產(chǎn)率降低而且揮發(fā)分顯著降低；改進(jìn)石油焦紋理結(jié)構(gòu)，防止彈丸焦的生成。長(zhǎng)操作周期。調(diào)控渣油熱轉(zhuǎn)化膠體穩(wěn)定性與氫轉(zhuǎn)移，延緩爐管結(jié)焦，延長(zhǎng)燒

13、焦周期。中國(guó)石油大學(xué)(華東)重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室還針對(duì)劣質(zhì)渣油、稠油和脫油瀝青粘度高、殘?zhí)恐蹈撸舆t焦化加熱爐管容易結(jié)焦的特點(diǎn)，基于渣油熱轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)研究開發(fā)出了減粘裂化－焦化組合工藝（UPC－VBDC），可以延長(zhǎng)延遲焦化開工周期，提高綜合液收3～5％，改善產(chǎn)物分布（提高柴汽比）。針對(duì)國(guó)內(nèi)延遲焦化蠟油循環(huán)操作以及焦化原料中摻煉部分脫油瀝青的實(shí)際情況，對(duì)焦化蠟油不同餾分段的受熱生焦趨勢(shì)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)重焦化蠟油的初期生焦趨勢(shì)比原始渣油更甚，不同

14、脫油瀝青和焦化原料的調(diào)和比例存在最優(yōu)化，不同餾分段蠟油和不同調(diào)和比例的脫油瀝青對(duì)焦化原料的膠體穩(wěn)定性影響都不同，其氫轉(zhuǎn)移能力也不盡相同，這些都影響延遲焦化爐管結(jié)焦和產(chǎn)物的分布。從而開發(fā)出了渣油減粘裂化－延遲焦化組合工藝技術(shù)（VBDC）。該項(xiàng)技術(shù)目前已經(jīng)完成實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究與工藝開發(fā)，并已形成工藝包。目前正對(duì)遼河渣油減粘條件進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)，從而優(yōu)化減粘裂化－延遲焦化組合工藝流程和條件，應(yīng)用該技術(shù)對(duì)奧里油和國(guó)內(nèi)超稠油進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。我國(guó)中石油、中

15、石化、中海油都有相當(dāng)量的稠油或者超稠油產(chǎn)能，粘度較高的劣質(zhì)原油（如奧里油和蘇丹油）進(jìn)口量逐年增加，VBDC組合工藝技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊。我們與有關(guān)單位合作已經(jīng)開發(fā)出的延遲焦化系列（我們與有關(guān)單位合作已經(jīng)開發(fā)出的延遲焦化系列（集成）新技術(shù)如下：新技術(shù)如下：a)依據(jù)重油摻煉配伍性原理和受熱生焦機(jī)制，優(yōu)化延遲焦化進(jìn)料新技術(shù)；b)基于不同焦化原料熱轉(zhuǎn)化特性和生焦趨勢(shì)的注水優(yōu)化新技術(shù)；c)基于大油氣管線生焦機(jī)理研究開發(fā)的防焦新技術(shù)；d)基于不同