重油加工技术进展概述焦化情报年会论文付兴国样本

重油加工技术进展概述

付兴国

( 中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院北京100083)随着世界经济发展, 石油供需矛盾日益突出。据国际能源机构( IEA) 最新预测, 世界石油需求将达8680万桶/日, 约合43.4 亿吨/年,石油需求量每年将以2％的速度增长, 到2020年预计达到54亿吨以上。美国《油气杂志》6 月报道, 2020 年世界石油产量将稳定在9500 万桶/ 日, 约合47.5 亿吨/ 年, 年增长率仅0.7%, 供需矛盾十分突出。

随着常规石油资源日益减少和重油开采技术日臻成熟, 高油价下加工重油具有更好的经济效益, 因此重油在世界原油供应中的比例不断增加。据ENI 集团《世界油气评论》统计,世界常规原油中重质原油(API ° 10〜26)的比例已从 1 995年的11％上升到的14%。近几年全球增产的原油基本上都是重质原油, 重

油和超重油( API ° <10) 的年产量已由20年前的万吨上升到当前的近1亿吨。共生产原油 1.9 亿吨, 仅中国石油辽河、新疆等7 个油田生产的重油已超过1500万吨, 占约8％, 预计中国重质原油产量还将继续增加。

石油是生产交通运输燃料的主要原料, 交通运输燃料的需求增长速度大大超过原油供应的增长速度, 利用廉价劣质重油多产交通运输燃料是重要的发展趋势, 也是我们石油加工技术面临的重大挑战。改革开放30年来, 中国国民经济保持高速发展, 石油消费量年均增加7.1 ％, 石油消费总量达 3.5 亿吨, 石油对外依存度达46％, 其中重油比例近30％。据国家发改委9 月2日公布的数据, 中国前7个月, 中国原油产量11050万吨, 进口原油10432万吨, 石油对外依存度进一步增加, 已高达48％; 前7个月, 柴油产量增长8.3%, 汽油产量增长 3.6％。中国中国石油消费增长将达6％, 增长 5.6％。

1 重油资源及其性质

1.1 重油资源

重油泛指重油( API ° 10〜20) 、超重油( API °小于10, 粘度小于10000 mm2/s）和油砂沥青（ API °小于10, 粘度大于10000 mm2/s）。

据美国《烃加工》杂志报道, 全球生产的原油中, 约30%为轻质原油

（API>35 ° ）、56%为中质原油（API 26〜35° ）、14%为重质原油（API 10〜26° ）, 重质原油的比例比前增加了3〜4%

世界可采储量中, 轻质低硫原油仅占17%, 含硫、高硫的中、重质原油占总量的57%。预计到2050年, 世界原油供应主要以含硫、高硫的重质原油为主（ NPRA, AM－07－45）。

委内瑞拉是世界上天然沥青和重油储量最大的国家之一。其中, Orinoco 重油带位于委内瑞拉盆地的东部和Orinoco河的北部，总面积54,000 km l。委内瑞拉Orinoco 超重原油的资源量约为2707 亿吨（ 18950 亿桶） , 可采储量约为388.6 亿吨（ 2720 亿桶） , 当前的探明储量为108.7 亿吨（ 761 亿桶）。

加拿大油砂沥青的资源量估计约为 1.75-2.5 万亿桶（约2500-3570亿吨）。当前技术上能够回收的约为3000亿桶（约429亿吨） , 占世界天然沥青储量的85%。当前的探明储量是1740亿桶（约249亿吨） , 主要集中在Alberta 省的三个地区: 一是Athabasca; 二是Peace River; 三是Cold Lake。Athabasca 地区的油砂沥青储量最大。加拿大生产油砂沥青110万桶（约5500万吨/年） , 计划到生产300万桶/日（ 1.5 亿吨/年） ; 2020年生产400万桶/日（ 2亿吨/年）。

中国陆上稠油及沥青砂资源分布很广, 约占石油资源量的20％。截至底, 中国石油已探明重油地质储量15.96 亿吨, 中国石化已探明重油地质储量 4.64 亿吨。自1982年在辽河油田高升油藏采用注蒸汽吞吐开采试验成功以来, 中国的稠油开采技术发展很快, 蒸汽吞吐方法已成为稠油开采的主要技术, 热采量到1997 年稳定在1100 万吨水平上, 热采井数达到9000口, 加上常规冷采产量占陆上原油总产量的9％。全国稠油产量主要来自辽河、新疆、胜利、河南 4 个油田, 投入开发的地质储量超过8亿吨。, 全国陆上重油产量1185.4 万吨, 仅中国石油的7 个油田生产了重油1700万吨, 约占世界重油产量的10％。

1.2 典型重油性质

世界典型重油资源有委内瑞拉超重油、加拿大油砂沥青、墨西哥玛雅原油、阿拉伯重原油、辽河超稠油、克拉玛依稠油等。

委内瑞拉原油为超重质油, 密度为 1.0102g/cm3（ API °8.4） , 硫含量 4.08m%, 酸值3.0mgKOH/g, 氮含量0.72m%, 重金属（镍＋钒）大于483ug/g, 残碳16.5m%,胶质22.9m%,沥青质11.1 m%,60C运动粘度11006cst,小于343C 的馏分仅为15m%,大于500E 的渣油馏分为60m%委内瑞拉超重油开采难度、储运难度、加工难度都非常大, 性质劣于辽河超稠油和克拉玛依稠油, 是世界上最难加工的重油。

加拿大油砂沥青为超重质油, 密度为1.010g/cm3（ API °8.46） , 硫含量4.94m%,酸值小于1.0mgKOH/g,氮含量0.36m%,重金属（镍+钒）大于257ug/g, 残碳13.0m%,胶质25.7m%,沥青质17.3 m%, 60 C运动粘度3070 mnVs,大于530 r的渣油馏分达51m% 辽河超稠油为超重质油, 密度为1.006g/cm3, 硫含量0.34m%, 酸值小于5.0mgKOH/g,氮含量0.41m%,重金属（镍+钒）大于190ug/g,残碳14.m%,胶质27.6m%,沥青质2.9 m%, 100 C运动粘度2089mi T/s,大于350E的渣油馏分达93m%。

克拉玛依稠油为重质原油, 密度为0.962g/cm3, 硫含量0.16m%, 酸值 4.18mgKOH/g,氮含量0.37m%,重金属（镍+钒）大于168ug/g,残碳7.16m%,胶质8.0m%,沥青质小于0.05 m%, 100 C运动粘度244 mr r/s,大于520E的渣油馏分达57m%。

2 重油深加工技术应用进展

重油深度加工主要有脱碳和加氢两大类技术。脱碳技术主要包括重油催化裂化、延迟焦化、减粘裂化和溶剂脱沥青等, 加氢技术主要有加氢裂化、渣油固定床加氢处理、沸腾床加氢裂化、悬浮床加氢裂化等。本报告主要介绍延迟焦化、减粘裂化、溶剂脱沥青以及沸腾床加氢裂化在劣质重油加工过程中的应用进展。

自19美国UOF公司创造热裂化技术以来，经过近1不断发展，重油深加工技术日趋成熟, 装置规模不断扩大, 自动化程度不断提高, 成为生产交通运输燃料（汽油、煤油、柴油和重质燃料油）的主要手段。据美国SFA太平洋公司统计, 世界重油加工能力达到8.64 亿吨, 占原油一次加工能力的21％。其中焦化占30％, 裂化/ 减粘占26％, 催化裂化24％, 加氢占17％（固定床14％, 沸腾床3％） , 溶剂脱沥青占3％。据美国《化学工程》 5 月报道, 今后的 5 年, 新增的加工能力都是设计加工重油, 是生产汽油、柴油和其它产品。预计 5 年后, 美国将增加原油一次加工能力5040 万吨/ 年, 二次加工能力中, 催