石油資源的高效利用,關鍵在于如何將渣油最大限度地轉化為輕質油品。這里主要涉及幾項技術,一是固定床渣油加氫技術(RHT),二是渣油加氫處理(RHT)與重油催化裂化的雙向組合技術(RICP),三是多產輕質油的FGO選擇性加氫與選擇性催化裂化(FCC)的集成技術(IHCC),四是淺度溶劑脫瀝青—脫瀝青油加氫處理-催化裂化的組合技術(SHF)。
一般來說,當渣油中鎳(Ni)、釩(V)等金屬含量小于200ppm時,建議采用RICP或IHCC技術;當大于200ppm時,建議采用SHF技術。
石科院開發的RHT技術的關鍵點和難點之一是將瀝青質轉化為小分子,避免形成積炭。深入認識瀝青質的化學結構特征,有助于實現高效轉化。在這個基礎上石科院形成了構建大孔徑通道,使瀝青質易于擴散的思路。迄今,石科院已經開發了三代RHT催化劑,共在中國石化系統內外的50多套次工業裝置上應用。
將RHT技術與重油催化裂化技術相結合是常規的技術,傳統上是單向組合,即催化重循環油在催化裂化中自身循環。但單向組合存在一些問題,因重循環油大部分是多環芳烴,直接進催化裂化,主要生成焦炭和干氣;而對渣油加氫而言,因渣油分子量大、黏度高,反應速度很低,同時在渣油加氫過程中瀝青質不斷析出形成積炭。基于此,石科院開發了雙向組合的RICP技術,將重循環油(HCO)摻入渣油加氫進料中,提高瀝青質在加氫生成油中的溶解度,有效地減少催化劑結焦,提高反應活性和穩定性。
RICP技術于2013年在安慶石化應用后,脫硫率、脫氮率和脫殘炭率明顯增加。在產品分布中,液化氣、汽油分別增加了2.5和0.9個百分點,油漿、積炭分別減少了3.5和0.6個百分點,總液收增加了3.3個百分點,而且催化劑卸出時,平均炭含量大幅度減小。
多產輕質油的FGO選擇性加氫與選擇性催化裂化(FCC)的集成技術(IHCC)則針對傳統催化裂化的轉化率大于70%后,干氣和焦炭急劇增加的情況,做出了改進。2015年,中國石化做出很大努力,將上海石化渣油加氫脫硫(VRDS)的尾油送至清江石化進行工業試驗。結果表明,對比常規催化裂化的方案,采用IHCC方案的輕質油收率提高10個百分點,且沒有油漿,干氣和焦炭分別降低1.62和2.05個百分點。
針對重金屬含量較高原油煉制的SHF技術,利用重溶劑丁烷或戊烷等脫除瀝青質和重金屬,得到的脫瀝青油(DAO)收率較高(80%以上)。由于脫瀝青油的重金屬含量和瀝青質很少,可以在中壓下加氫反應,獲得優質的催化裂化原料,從而生產低硫、低烯烴的清潔汽油。另外,脫瀝青油加氫處理裝置的投資僅為渣油加氫裝置投資的三四成,催化劑用量僅為后者的1/4,具有良好的經濟效益。
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