重油加工技术

5
重油催化
10
Ni+V ppm
100
500
1000
我国重油加工技术发展状况
(七五）及其以前开发的重油加工技术 *重油催化裂化
*延迟焦化 *重溶剂脱沥青 *上流式减粘裂化
(八五）开发的重油加工技术 *重油催化-延迟焦化组合工艺 *重油催化-溶剂脱沥青组合工艺 *重油催化-芳烃抽提组合工艺 *重油热转化-溶剂脱沥青组合工艺
重油加氢工艺
*固定床加氢 *移动床加氢 *沸腾床加氢 *浆液床加氢
油气入口
油气及催化剂出口
固定床
浆液床
油气出口
油气及催化剂入口
移动床反应器
油气出口 催化剂入口 油气入口 催化剂入口
逆流床
顺流床
油气入口
催化剂出口
油气出口 催化剂出口
沸腾床反应器
催化剂加入 分 离 器
原料及氢气入口 催化剂抽出
不同加氢工艺渣油性质比较
国内外重油加工技术的发展
面临的形势
石油资源愈来愈少 原油质量愈来愈差 产品要求愈来愈高 环境保护愈来愈严
人均资源占有量
石油 天然气 煤
t 3 m t
中国 2.6 1074 88
全世界 23.6 25000 196
原油质量
世界剩余可采贮量 亿t 1350 4000
常规原油 非常规原油
21世纪中期非常规原油产量将占50%
7.1 175000
Aquaconversion工艺条件
温度 ： 410～470OC 压力： 1 ～3Mpa 液体空速: 0.001~3.5 h-1 蒸汽注入量：3 ~ 12%(相对原料重量) 催化剂用量：500～2000ppm
重油加工技术的选择
15 残 炭 10 %
固定床加氢
热加工 浆液床加氢
原料油
沥青
胶质
脱沥青油
科威特原油减压渣油溶剂脱沥青
沥青产率% (对原油) 8 10 12 Ni+V 在脱沥青油中的比例% 混合沉降器 22 17 13 逆流抽提塔 8 4.5 2
Solvahl脱沥青流程
原料油 脱沥青油溶液
混合器
沉降器
溶剂
沥青溶液
重油催化裂化示意图
反应油气 烟气
汽提蒸汽 烧焦空气 CO锅炉 原料油
固定床 世界能力 Mt/a 渣油沸点℃ 产率% 含硫% 115 >521 66.3 0.86 浆液床 移动床 沸腾床 0.2 >524 6.4 3.8 1.2 >565 13 1.0 25 >524 7.7 3.0
不同加工方法技术经济比较
加工能力500万t/a阿拉伯重原油
延迟焦化 操作费 建设投资 产值 净现值 1.0 1.0 1.0 基准 沸腾床加氢 1.57 1.27 1.06 浆液床加氢 1.57 1.32 1.09
含氢量%
19 15 13 11 3
延迟焦化流程
汽油
柴油
焦 炭 塔
焦 炭 塔
焦化蜡油 原料油
几种焦化工艺技术比较
工艺 延迟焦化 流化焦化 灵活焦化 LR 焦化 反应温度℃ 500 490-550 490-550 500 停留时间 120min 15-20s 15-20s 2-10s 焦炭/残炭 1.4-1.6 1.1-1.3 1.1-1.3 0.9-1.1
阿拉伯重原油生产燃料油产率
工 艺 方 法 渣油产率/%（对原油） 燃料油中稀释轻油/% 燃料油产率/%（对原油） 减压蒸馏 36.2 32.4 53.6 减粘裂化 29.5 31.0 42.8 重溶剂脱沥青 10.1 54.0 22.0
溶剂脱沥青过程
脱沥青油+溶剂
原料油
精馏区 抽提区
溶剂
洗涤区 沥青+溶剂
不同矿物燃料的 H/C 原子比
H/C 原子比 1.48 1.49 1.80 1.95 0.6-0.8
油砂沥青 重质原油 常规原油 汽油 煤
符合欧洲排放要求的汽油标准
排放要求 欧Ⅰ 欧Ⅱ 0.1 0.05 硫含量/% 5 5 苯含量/% 芳烃含量/% 无规定 无规定 烯烃含量/% 无规定 无规定 欧Ⅲ 0.015 1 42 18 欧Ⅳ 0.005 1 35 18 我国汽油 0.08 2.5 40 35
国外重油加工非加氢工艺
减粘及热裂化 Soaker Visbreaking Deep Thermal Conversion Eureke High-conversion Soaker Cracking 焦化 Delayed Coking Fluid Coking Flexicoking LR coking 脱沥青 Rose Demex Asvahl 重油催化裂化 RFCC HOC RCC MSCC ART
原苏联出口原油减压渣油HSC的结果
减粘条件 温度℃ 压力 Mpa 停留时间 min HSC 条件 温度℃ 压力 Mpa 停留时间 min 水蒸汽量% 总转化率% 馏分油产率% 425 1 20 400 0.1 55 15 58.5 55.7
不同石油产品的含氢量
石油产品
石油气 汽油 柴油 燃料油 焦炭
国外重油加工加氢工艺
已工业化方法 固定床加氢 Chevron VRDS EXXON Residfining UOP RCD Unibon Unicracking/HDS Shell Resid HDS Hyvahl 沸腾床加氢 H-Oil LC-fining 移动床反应器 Hycon OCR 发展中的方法 浆液床加氢 UOP Aurabon VCC Canmet HDH (HC)3 MICROCAT-RC EST 供氢工艺 Aquaconversion Donor-Solvent Visbreaking
重油催化-溶剂脱沥青组合工艺流程
VGO 重 油 催 化
wenku.baidu.com
减压渣油
溶 剂 脱沥青油 脱 沥 青 沥青
回炼油
澄清油
重油热转化-溶剂脱沥青组合工艺流程
VGO 常压渣油 减 压 蒸 馏 催 DAO 化 裂 化 溶 剂 脱 沥 青 浆化 硬沥青 气体 汽油 柴油
气体
热 处 理
汽柴油
渣油
PWS
烧焦空气
予提升蒸汽
重油催化裂化技术 •催化剂予提升 •高效喷嘴 •重油催化裂化催化剂 •催化剂再生技术
烟气
反应油气
原料油
MSCC示意流程图
各种催化裂化的接触时间
床层反应器 提升管反应器 毫秒反应器 剂油比 接触时间/S 5 50 8 3-5 >10 <1
ART与延迟焦化产率比较
蒸馏+焦化 原油性质 残炭/% 硫/% 金属/10-6 产品产率% 石脑油 柴油 蜡油 焦炭 9.7 2.79 264 27.2 23.0 33.9 14.9 ART 9.7 2.79 264 27.6 26.6 38.0 9.0
反 应 器
常 压 蒸 馏 减 压 闪 蒸
EUREKA工艺（日挥）
反 应 器
蒸汽
反 应 器
分 馏 塔
原料油
沥青
EUREKA与延迟焦化的比较
反应温度 产品分布% 气体 汽柴油 蜡油 沥青或焦炭 能耗 Mj/t EUREKA 495 5.3 33.6 28.4 32.7 2930 延迟焦化 500 10.4 39.3 16.3 34.0 1255
基准-1 美元/桶 基准-0.75 美元/桶
供氢减粘裂化的反应
As* + As* As-As R=R +R1 * AsH + DH* AsH +D RH + DH*
R*
As* +DH2 As * +DH* R* + DH2
供氢减粘裂化的操作条件
温度 : 410-470℃
压力 :
3Mpa
停留时间: 0.2-0.5h
符合欧洲排放要求的柴油标准
排放要求 欧Ⅰ 欧Ⅱ 欧Ⅲ 0.2 0.05 0.035 硫含量/% 49 49 51 十六烷值 11 多环芳烃含/% 无规定 无规定 欧Ⅳ 我国柴油 0.005 0.2 58 45 1 无规定
炼厂大气污染物排放限制
污染物
SO2 CO2
排放限制
每吨烧焦量少于 9.8kg 或原料含硫小于 0.3% 将进行控制
重油深度热转化 Deep Thermal Conversion
流程：
反 应 器
常 压 蒸 馏 减 压 闪 蒸
减粘与深度热转化比较
减粘+减压蒸馏 气体 汽油 柴油 蜡油 渣油 2.3 4.7 14.0 20.0 59.0 深度热转化 4.0 8.0 18.1 25.5 47.4
多产柴油的减粘裂化
两种不同的减粘裂化
炉式减粘裂化
490℃ 分 馏 塔
上流式减粘裂化
440℃ 反 应 器 分 馏 塔
两种减粘裂化操作条件比较
上流式减粘 温度℃ 压力 Mpa 停留时间 Min 420-450 0.2-1.5 20-40 炉式减粘 480-490 2-5 1-2
上流式减粘裂化的优点
*操作周期长 *燃料消耗低 *减粘渣油安定性好
世界重油加工技术发展状况
2003年全世界重油加工能力 万t/a
热裂化及减粘 焦化 脱沥青 渣油加氢 固定床 沸腾床 浆液床 重油催化 合计 2495 510 4155 20010 745 395 3405 19445 2955 115 1590 5185 5360 1465 20 10565 38400 11560 2485 20 19710 85045 14 3 0 24 100 美国 220 11225 1415 欧洲 11300 3365 230 日本 120 330 80 其他地区 9830 10600 570 总计 21465 25520 2290 比率% 26 31 3
不同溶剂的选择性
由脱油沥青生产道路沥青
沥青组分 稀 组 分 道路沥青性质 针入度（25℃） ，1/10mm 伸长度（15℃） ，cm 软化点，℃ 蜡含量/% 薄膜烘箱试验后 质量损失/% 针入度比，% 伸长度，cm 25℃ 15℃ -0.11 71.1 ＞150 ＞150 -0.1 72.3 ＞150 ＞150 76 ＞150 46.1 1.9 77 ＞150 46.2 1.4 阿拉伯轻原油丁烷脱油沥青 阿拉伯轻原油减压渣油 润滑油抽出油
重油催化-延迟焦化组合工艺流程
常压渣油
重 油 催 化 裂 化
澄清油
延 迟 焦 化
焦化蜡油
回炼油
针焦
重油催化与重油催化-焦化工艺比较
重油催化 催化裂化进料 万 t/a VGO 减压渣油 合计 掺炼比 % 产品 万 t/a 液态烃 汽油 柴油 轻质油 针焦 装置相对加工能力 80 25.2 105.2 24 6.6 51.3 31.9 83.3 0 100 重油催化-焦化 80 34.2 114.2 30 5.7 58.4 30 88.4 2.8 108
分馏塔 裂化气＋轻馏分
蒸汽 含酸原料 蒸汽 催化剂 加热炉 反应塔 轻蜡油 催化剂 回收 塔底重 组分
Aquaconversion与减粘裂化的比较
原料油 转化率% <165℃ <350℃ >350℃渣油 Shell P 值 API 粘度 100℃cst 5.6 23 1.2 2.7 6100 6.9 28 1.35 4.3 4000 减粘裂化 Aquaconversion
● 润滑油型与燃料型溶剂脱沥青的区别 比较项目 任务要求 脱沥青溶剂 抽提设备 设备生产能力 润滑油型溶剂脱沥青 要求分离精确度高 丙烷或丙丁烷的混合物 采用逆流抽提塔 小 燃料型溶剂脱沥青 要求脱沥青油收率高 丁烷或戊烷 多采用混合沉降器 大
燃料型溶剂脱沥青流程
混合器
沉 降 器
分离器
临 界 塔
剂油比 : 0.5-1.0 m3/ m3
供氢减粘裂化流程
汽油 原料油 反 应 器 分 离 器 分 馏 塔
柴油
减粘渣油
供氢剂
Aquaconversion反应机理
• R-R’ → R* +R* 热裂化 • H2O 催化剂 2H* + O* H-O键断裂
• R* + H *
R-H 自由基氢饱和
Aquaconversion工艺流程图
流化焦化流程
反应油气 原料油 烟气
产出焦
蒸汽
空气
灵活焦化流程
反应油气 原料油
燃料气
焦粉
蒸汽
空气 蒸汽
LR焦化流程
烟气
原料油 反应油气
排出焦炭
空气
溶剂脱沥青原理
不同溶剂脱沥青比较
项 目 脱沥青油收率/%（重） 脱沥青油主要性质 密度/g·cm-3 粘度 （98.9℃） /mm2· s -1 康氏残炭/% 沥青质，C7 不溶物/% 镍/10-6 钒/10-6 硫/%（重） 1.003 345 16.4 4.2 19 61 4.05 0.933 34.9 1.65 <0.05 1.0 1.4 2.55 0.959 63 5.30 <0.05 2.0 2.6 3.30 0.974 105 7.9 <0.05 7.0 15.5 3.65 原料油 （沙轻减压渣油） 100.0 溶 丙烷 45.15 剂 丁烷 70.10 戊烷 85.5