重质油加工工艺综述

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二. 市场变化促进了重质油加工的发展
2. 在原油市场，重质原油的供应量上升。 在2008年发表的世界原油可采储量中，重质原 油（API＜24)的储量接近40％。在石油资源趋 紧的形势下，开采重质原油势在必行。 据ENI公司统计，从1996~2007年，全球重质原 油产量已从3.57亿吨上升到4.8亿吨。 据有关部门统计，API度每降低一个单位，价 格降低0.27美元/桶。因而，利用轻、重原油的 差价使炼厂炼制重质原油的经济效益更好，提 高了炼厂炼制重质原油的积极性。 油价高企和科学技术的发展，使得开采重质原 油变为有利可图，因而重质原油的供应量上升。
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二. 市场变化促进了重质油加工的发展
3. 在高油价时代，炼油厂利润变小，加工重质油多
产高附加产值的产品已成为提升炼厂经济效益的
关键。
4. 石油资源短缺，而油品市场上轻质油品的需求上
升，从提高资源利用率考虑，必须提高重质油加
工能力，用好每一吨原油。
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三. 重质油加工工艺的现状
• 从广义上说，重质油加工可分为重质馏份油（370~520℃） 加工和重质渣油（＞520℃）加工两类。由于后者含有大 量的金属和S，N等杂质，加工较前者困难。 • 无论是重质馏分油加工或重质渣油加工，其目的主要有两 个： 一是要提高原料的H／C比，以使其符合目的产品的要 求 二是要脱除原料中所含的金属，硫、氮、氧等杂质。 • 要提高油品的H／C比，不外乎两种方法，即脱炭和加氢。 一般来讲，低油价高氢价有利于前一种方法，反之高油价 和低氢价则有利于后者 ： 流化催化裂化（FCC），渣油催化裂化（RFCC），焦 化，减粘（VB）溶剂脱沥青（SDA）等都属脱炭工艺 加氢则有各种类型不同的加氢工艺
分离器
循环油
尾油
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两段加氢裂化工艺流程示意图
新H2 新鲜进料 循环H2 分 馏 塔
轻石脑油 重石脑油 柴油或航煤
气体产品
循环H2
一段反应器
分离器
分离器
二段反应器
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三. 重质油加工工艺的现状
• 两段加氢裂化流程相对复杂，基本建设投资、催 化剂投资、操作费用都较高。因此，装置的套数 较单段加氢裂化为少、规模也小。但是，至今仍 在不断发展和工业应用，这主要因为其具有一定 优点和特点： 气体产率低，总液收高，氢耗也相对较低 产品质量好。柴油具有更低的芳烃和硫含量 对原料的适应性强，可以加工更重和质量更差 的原料
对产品的产率有更大的调节灵活性
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三. 重质油加工工艺的现状
• 现在工业化生产的加氢裂化装置都采用固定床，
操作条件大致为：
压力 MPa 10~20
反应温度 ℃
空速 h-1
315~400
0.4~1.5
氢油体积比
650~1400
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三. 重质油加工工艺的现状
• 加氢裂化催化剂是双功能催化剂。载体主要提供酸性，在 其上发生裂解、异构化、歧化等反应，加氢活性则由金属 组份提供。 在上世纪60年代载体主要是无定形SiO2-Al2O3，这种载 体酸中心数少，孔径大，不易产生过度裂化，有利于 多产柴油。 到上世纪80年代后，绝大多数载体含有沸石。沸石的 应用大大提高了催化剂的活性，使加氢裂化可在较缓 和的温度和压力下进行。 金属组分可分为贵金属和非贵金属两类 • 常用的非贵金属组分有W、Mo、Ni、Co，多以硫 化物状态使用。其活性强弱顺序为：W-Ni>MoNi>Mo-Co>W-Co， • 贵金属组分则以Pt、Pd为主，多以金属状态使用 在以生产中间馏分为主的加氢裂化催化剂，普遍采用 Mo-Ni或Mo-Co，以生产润滑油料为主时则采用多国家都在投入巨资，大力加强对石油替代燃料的科研 开发或生产。发展石油替代燃料牵涉到资源、技术、环保、 经济、能量利用效率等众多重要因素，而当前的各种替代 燃料都还存在不少待解决的问题。例如： 生物质石油替代燃料：用玉米、甘蔗、甜菜等生产乙醇， 用大豆油、菜油、棕榈油生产生物柴油等技术虽然成熟， 但原料来源有问题，在价格上难与石油竞争，需要政府 补贴。纤维素乙醇，微藻制油技术上远未成熟。 煤制油存在投资大，温室气体排放量大，能量转换效率 低等问题。 电动汽车因存在行驶距离短（200公里左右）充电时间 长、造价高、使用不方便、电网要改造等问题，目前难 以大量发展。 氢燃料在氢的供应和储存上都存在一些问题。 • 这些石油替代燃料技术问题的解决和能够达到工业化推广 应用，估计还需要10~20年时间。在未来几十年，还只能作 为石油的一些补充。 4/70
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三. 重质油加工工艺的现状
• 我国自上世纪60年代建成第一套FCC装置以来，发展也很 快。到2009年，我国FCC的加工能力已超过1.2亿吨／年， 仅次于美国。我国有70％以上的汽油和20％以上的柴油产 自FCC装置，FCC已成为我国炼厂的核心工艺。对FCC工 艺和催化剂，多年来我国有了不少改进和创新。 在FCC工艺方面，我国已开发出DCC、MIP、MGG、 FDFCC、TSRFCC等新技术。有的技术如DCC已出口 到国外；
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三. 重质油加工工艺的现状
• 直到上世纪60年代，对汽油的需求增长很快，而当时催化 裂化的转化率低，不能满足市场要求，加氢裂化技术才又 受到重视，许多公司开发了有自己专利的加氢裂化技术， 当时主要用于把CGO、LCO和VGO转化为汽油 ： UOP公司的Lomax Chevron公司的Isocracking Union公司的Unicracking 巴斯夫公司的DHC等 • 随着FCC提升管技术和沸石催化剂的应用，FCC能大量生 产高辛烷值汽油，同时市场上喷气燃料和柴油需求增长， 所以自上世纪70年代以后，新建的加氢裂化装置都转向以 VGO生产喷气燃料和柴油。上世纪80年代以来，加氢裂 化除了多产中间馏分以外，又生产乙烯裂解原料或高粘度 指数润滑油原料。
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二. 市场变化促进了重质油加工的发展
• 促进重质油加工能力快速发展的原因，主要在于 市场的需求发生了变化： 1. 在成品油市场上，燃料油的需求下降。
天然气由于资源比较充沛，价格比石油相对低 廉，环保性能较好，得到了迅速发展。据预测， 2030年前，平均增长率在2.3%左右。 许多燃料油被天然气替代，燃料油的需求下降。 使重质油的转化任务加重。
一. 前言
• 另一方面，由于科学 技术的进步，近10年 来石油可采储量是上 升的。 • 2008年世界原油产量 为7380万桶／日，以 此计算储采比＞45。 • 根据以上情况，可以 予计未来几十年石油 产品仍是主要的运输 燃料。炼油工业仍将 是国民经济的支柱产 业之一，还要继续发 展。
年份 世界石油可采储量变化 同比增长 （亿吨） 2009 2008 2007 2006 2005 2004 2003 2003 2001 2000 1999 1998 1847.1 1824.24 1804.72 1770.62 1750.34 1733.99 1661.48 1412.47 1408.85 1391.84 1416.80 1396.64 （％） 1.08 1.08 1.93 1.16 0.94 4.36 17.63 0.26 1.22 -1.76 1.44 0.07
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加氢裂化工艺过程分类 加氢裂化工艺过程
单段（反应器间不进行产品分离） 两段（一段和二段间进行产品分离）
只有一个HC反应器
• 单一催化剂 • 低硫低氮原料
HT+HC （两个反应器） HT+HC 一个或两个反应器
• 两种催化剂 • 高硫高氮原料 • 两种催化剂 • HT段产品进行分离 • 尾油循环至HC反应器
2. 加氢裂化 • 加氢裂化工艺的特点是产品灵活性大，产品质量 好，在炼厂装置组成中占有重要地位，可以起到 根据市场变化调节产品种类的作用。其生产的石 脑油可作为 汽油组份或作为催化重整原料生产BTX芳烃 可以生产喷气燃料和低硫柴油 可以生产BMCI值低的尾油作乙烯裂解原料或 润滑油原料 • 加氢裂化技术渊源于上世纪30年代在德国应用的 煤焦油加氢裂化，由于其操作条件苛刻（压力 22.0MPa，温度400~420℃，室速0.64h-1）在二战 后没有继续应用。
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二. 市场变化促进了重质油加工的发展
• 从上世纪70年代油价上涨以来，重质油加工逐渐 受到重视，得到了较快的发展。例如2007年美国 的焦化能力几乎是1972年的3倍；我国在 1998~2008的10年间，焦化能力与原油蒸馏能力的 比，从8.0%上升到17.4％。到2010年，我国已有 和在建的延迟焦化能力，将超过9000万吨／年。
一次通过工艺 （不循环） •HC——加氢裂化 •HT——加氢处理
尾油循环至 HC反应器
HT+HC 两个或三个反应器
• 两种或三种催化剂 • 第一个HC产品进行分离 • 尾油循环至第二HC反应器
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单段加氢裂化工艺流程示意图
新H2 原料 气体产品
循环H2
反应器
分 馏 塔
轻石脑油 重石脑油 柴油或航煤
体裁衣”的设计。
• 对于杂质含量较高的重质馏分油（如高含硫原油
的减压馏分油，焦化蜡油），为了改善产品分布， 提高轻质油收率和适应环保要求，在进FCC装置 前应进行加氢处理。加氢处理的深度一般控制硫 含量在1000~3000μg/g之间，碱氮含量＜500μg/g。
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三. 重质油加工工艺的现状
重质油加工工艺综述
徐承恩 2010.7
一．前言 二．市场变化促进了重质油加工的发展
三．重质油加工工艺的现状
四．重质油加工路线的选择 五．几点看法
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一. 前言 • 当前世界经济的发展还离不开石油。但石 油是不可再生能源，总是越用越少，总会 有枯楬的一天。对于后石油时代何时到来，
存在很多不同的看法，悲观的认为很快就