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2006 年第 4 期内蒙古石油化工

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现代重油加工技术的应用和发展

王红侯湘丽马艳

(中油大港石化公司研究化验分析中心, 大港天津 300280 )

摘要随着环保要求和油品质量标准不断提高, 重油 ( 或渣油) 加工是人们最为关注和研究的焦点问题之一, 在现代石油加工技术中, 重油轻质化炼制技术主要有: 重油催化裂化、延迟焦化和渣油加氢裂化技术。

关键词现代石油加工技术; 重油催化裂化; 延迟焦化; 加氢裂化技术中国炼油业正面临着一系列严峻的挑战: 对油品及石化产品需求持续增长; 国内市场加速对外开放; 环保要求和油品质量标准不断提高; 对进口原油的依赖迅速上升。随着世界石油开采业的发展, 原油性质呈现重质化和劣质化的发展趋势。在现代石油加工技术中, 原油的性质决定各炼化企业的生产结构, 产品种类和产品质量。 1 中国原油加工现状

我国属贫油国, 据资料报道, 我国石油资源最终可采储量约 130～ 150 亿吨, 仅占世界总量的 3% 左右。截止2004 年1 月1 日, 剩余探明储量约25 亿吨, 仅占世界总量的1.7% 左右。预计到2020 年, 我国石油可采储量可以再增加24～ 33 亿吨, 加上2003 年剩余储量25 亿吨, 约有50 亿吨可供开采。若按每年采油2 亿吨计算, 只能保证我国石油资源稳产20 多年, 可见我国可采石油资源量相对不足。而且, 我国待探明的石油资源绝大部分分布在海域、沙漠等开采条件极为恶劣的地区, 开采技术要求高, 资金投入大, 经济效益相对较低。因此, 我国石油资源形势不容乐观!

近 10 年来, 我国石油消费年均增长 5.77%, 而石油国内供应年均增长仅 1.67%, 故需增加石油及油品进口来满足需求, 中东原油是我国目前和今后主要的进口原油, 中东原油占世界总出口量的44%, 我国必然以进口中东原油为主。我国原油与中东原油的主要区别是中东原油含硫量高, 含硫原油加工技术需求也变得十分迫切, 国内炼化企业也必须采取相应措施。

在加工进口含硫原油时需要根据含硫性质确定加工流程和加工工艺, 特别对现有的设备进行改造以适应加工含硫原油, 针对实际需要开发有关技术, 使含硫原油合理加工和有效利用。首先要提高分馏效率和常减压拔出率; 其次开发加工多种进口油的计算机软件, 提高炼厂的快速反应能力; 再次要开发进口原油深加工组合工艺技术, 以便选择优化组合流程; 最后要开展对各种进口原油综合评价和加工流程的研究, 为有效加工进口原油与国产原油掺炼, 提供有效的参考数据。

2 现代石油加工技术及发展

含硫原油和低硫原油的主要差别, 除了含硫高外, 还含有较多的重金属和氮, 一次含硫原油的加工流程和加工工艺较复杂, 技术和设备要求也较高。加工进口含硫原油主要应在二次加工装置和产品精制上采取相应的对策。此外, 还应在加工中采取有力的环保措施, 防止环境污染, 如提高硫磺回收率等。

一直以来, 重油 ( 或渣油) 加工是人们最为关注和研究的焦点问题之一, 加工的原油如果是重质油, 就需要重油轻质化石油炼制技术, 重油轻质化炼制技术主要有: 重油催化裂化、延迟焦化和渣油加氢裂化技术。

211 重油催化裂化随着经济发展、市场需求的变化以及催化裂化

原料的变化, 催化裂化作用也发生了变化, 转向加工重油。 FCC 最重要的技术进步是开发了RFCC 工艺,1998 年 FCC 加工能力是 4200 万吨?a , 为世界第二;1999 年掺渣量占 33%, 居世界第 FCC 总进料的一;2000 年底加工能力达到9210 万吨?年, 加工渣油三分之一以上, 即 3000 多万吨;2003 年能力达到 1 亿吨, 掺渣34% 以上, 成为我国加工渣油最主要的装置( 与焦化可比) 。国外FCC 原料掺渣量一般为15% 到20% ( 较低, 大多经加氢处理) 尽量提高柴汽比, 缓解柴油市场供需矛盾。

目前我国燃油市场, 柴汽比大约在 1.95 ～ 2:1, 柴油压缩比 FCCU 一般在1:1 以下 ( 超过1 的很少) 。高 ( 10～ 20) , 热功效率高。尽量提高柴汽比, 是我国 FCC 的技术特点, 既生产高辛烷值汽油又生产轻质烯烃。

催化裂化家族工艺进入世界领先水平最为典型的代表工艺有: DCC - ? 、DCC - ? 、HCC、、以及、、MGG ARGG MIO MGD FDFCC 、ARFCC

等新技术; 降硫、降烯烃, 生产清洁燃料, 满足环保要求开发新工艺, 如MIP 、FDFCC 新工艺; 优化操作开发新型催化剂或助条件, 如反应温度、反应时间等;

剂, 如 GOR 、LAP 、RFG 等。我国现有FCCU 经适当改造, 可选用其中任何一种工艺和相配套的催化剂, 并根据原料油性质及市场需求, 获得最大量高附加值产品, 取得好的经济效益和社会效益。

FCC 技术的进步及其作用的变化, 很大程度上取决于催化剂性能的不断改进。当前裂化催化剂的发展重点是提高汽油质量, 满足环保要求。因此, 近年来裂化催化剂的研究主要集中在如何降低汽油硫及烯烃含量方面, 并取得重大进展。国内外已有一系列降烯烃催化剂或助剂获得工业应用。如我国GOR 系列 ( 烯烃含量降低 8～ 10% ) 、Davison Co. 开发的 25～ 40% ) 等催化剂已获 RFG 系列 ( 烯烃含量降低

得推广应用。 212 加氢裂化

石油产品消费, 中间馏分油需求量最大, 增产中间馏分以加氢裂化技术为最优, 提高中间馏分及汽油、润滑油产品质量, 加氢技术是最重要也是最根本途径, 在重油深度转化、清洁燃料生产方面, 加氢裂化发挥着其它工艺不可替代的作用。

加氢裂化的技术发展方向是: 花最少的代价生产最清洁的燃料, 花最少的投入和最低操作费用多产中间馏分, 以最佳的流程和低消耗使渣油最大量转化。加氢裂化是一种加氢催化转化过程, 其技术核心是催化剂, 我国是世界上最早掌握加氢裂化技术的少数几个国家之一, 催化剂研制水平较高, 近二十年来我国加氢裂化技术取得巨大进步并得到广泛的工业应用。我国加氢裂化催化剂研制已达到国际先进水平。

炼油企业对装置投资效益要求越来越高, 推动了加氢裂化的技术发展, 催化剂技术、工艺工程与控制技术的日益进步。高压 ( >10 MPa ) 加氢裂化工艺

Ξ 收稿日期: 2006-02-15

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内蒙古石油化工 2006 年第 4 期

炼油厂换热器腐蚀分析及防护

董舒民1 , 姜德林2

(1. 中国石油集团公司大庆炼化分公司, 黑龙江大庆 163411;

2. 齐齐哈尔市特种设备检验研究所, 黑龙江齐齐哈尔 161005 )

摘要对炼油厂换热器的腐蚀情况及腐蚀原因进行分析, 得出设备发生腐蚀的几种类型, 并提出相应的防腐措施。

关键词换热器; 腐蚀分析; 腐蚀防护

换热器是炼油行业中应用最广泛的一种重要设备, 约占整个设备投资的20%～ 40% 。换热器换热状况的好坏, 直接影响着整个装置的平稳运行及综合经济指标, 对生产的安全、稳定, 长期运行起着重要的作用。近几年来, 由于国产原油变重、酸值增加、含硫量较高的进口原油加工量日益增加, 因此设备腐蚀问题日益严重。常见的腐蚀现象有管束穿孔、断裂、壳体减薄、壳体穿孔以及管束与管板连接处的孔蚀等。通过对腐蚀类型的分析, 我们认为换热器常见的腐蚀有以下几种。 1 换热器的腐蚀问题

1.1 电化学腐蚀电化学腐蚀是存在最广泛的一种腐蚀, 碳素钢

( 例如水) 会形成微电池。在电解质溶液中碳素钢的 (Fe ) 和渗碳体 ( Fe 3C ) , 在电基本金相组织为铁素体

解质溶液就会形成以低电位的铁素体为阳极、高电

位的渗碳体为阴极的腐蚀电池, 从而使钢材受到腐蚀。

即阳极:2 Fe =2 Fe 2+ +4 e-

同时, 电子由阳极转向阴极, 在阴极使水中的氧与电子结合生成氢氧根离子,

即:4 e+2 H 2O + O 2 =4 (OH ) -

流程不断更新, 以适应进一步压缩投资、提高目的产 ( 5品选择性和改善产品质量的需要, 中压和缓和～

8MPa ) 加氢裂化等技术, 随着加氢裂化原料和产品结构的多元化, 正拓展其工业应用市场。有效降低加氢裂化反应器及系统的体积, 在加氢裂化装置大型化的今天具有广阔应用前景, 加氢 , 增裂化与催化裂化联合, 可以提供优良的催化原料加中间馏分油收率, 改善产品质量, 并具有调节柴汽比的灵活性, 实现获取最大效益的目标。

我国大部分原油有重质渣油多、沥青质、残炭量少的特点, 采用延迟焦化工艺加工重质渣油, 可以得到高达78% 的馏分油收率。所得馏出油中, 汽油馏分较少, 柴汽比可达 2.3 左右, 经加氢精制后, 质量可达到规格要求, 比较适合我国市场对中间馏分日益增长的需求。焦化馏出油是焦化收率最多的馏分 ( 约占 35% ) , 可作为催化裂化或加氢裂化的原料。 213 延迟焦化

延迟焦化装置的生产工艺分焦化和除焦两部分: 焦化为连续式操作, 除焦为间断式操作。但整个延迟焦化装置仍具有全连续式操作的特点, 可应用自动化控制装置进行大规模生产。为配合进口含硫原油加工及油品质量升级, 需要在沿海及沿江企业新增或扩建一批延迟焦化装置, 随着原油资源利用程度的不断加深和市场对轻质油品需求量的不断增长, 重质油品轻质化成为当今炼油工业的重要加工工艺。采用了重油催化裂化?延迟焦化双向组合工艺, 在合理匹配加工量的情况下, 全厂可使原油全部转化, 不出渣油产品。

石油化工科学研究院开发的在现有延迟焦化装置上可大量生产焦化汽油、柴油、优质石油焦 ( 制造超高功率电极用的石油针状焦) 和以提高液体产物收率、增加装置处理能力为目标的新工艺, 使延迟焦化生产工艺在炼油中具有更大的适应性。当原料油性质、操作条件及加工流程不同时, 烃类在高温下的反应也是不一样的, 故可根据生产要求, 改变其中的一项或二项就能实现在现有的延迟焦化装置上大量生产轻质油、针状焦, 增加液体馏分的收率, 扩大装置处理量, 改善催化裂化原料及焦炭质量, 达到提高炼油厂经济效益的目的。 3 总结

根据世界能源发展形势和我国的炼油现状, 我国的石油加工技术应该走如下发展路线: 继续走深度加工的道路。要达到深度加工的目的, 催化裂化仍是重要的转化工艺; 延迟焦化将还是一个重要的加工手段; 渣油加氢裂化要更进一步发展。继续发展轻质油品生产技术。目前重要的问题是催化裂化汽柴油的轻质化, 以及脱硫、降烯烃等。根据我国的油品质量、产品结构及炼油- 化工一体化的需要, 重点发展加氢裂化技术。新建和扩建千万吨级以上具有国际水准的大型炼油厂。

参考文献

[1] IEA. Word Energy Outlook ,2004, p 321

[2] 侯芙生. 炼油工程师手册. 石油工业出版社,1995 1 [3] 石油经济大事. 国际石油经济.2005,6 1

[4] 张传芳. 两段提升管催化裂化技术. 石油大学,2003 1

The Applying and Development of Modern Petroleum Processing Technology

WANG Hong , HOU Xiang - li ,MA Yan

(Researching and Analogizing Center of Dagang Refining and Chemical

Petrochina Co., Dagang Oil Field , Tianjin ,300280 )

Abstract: Heavy oil cracking and clean fuel technologies are focused in modern petroleum processing technologies . They include catalytic cracking , hydro - cracking , delayed coking etc..

Keywords: modern petroleum processing technology , catalytic cracking , hydro - cracking , delayed coking

收稿日期: 2006-02-15

作者简介: 董舒民, 男,1968 年 9 月生, 工程师; 姜德林, 男,1966 年 4 月生, 高级工程师。

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