石油资源的高效利用-未来炼厂面临的主要挑战

1、石油资源的高效利用未来炼厂面临的主要挑战,李大东,主要内容,前言 劣质原油的高效加工 减压蜡油的加工 加氢裂化 加氢预处理后催化裂化 减压渣油的加工 RICP技术 SHF技术 结束语,前 言,炼什么油？,决定于 资源和市场因素,前 言,世界原油质量变化趋势 总的趋势变重,表1 世界原油重度在增加,我们能得到 什么样的油？,前 言,世界原油质量变化趋势 含硫和高硫原油比例在增加 2002年世界产原油33亿吨，其中含硫和高硫原油占 75%，含硫量在1%以上的占56%，在2%以上的超 过30% 全球剩余可采储量中硫含量1.5%的高硫原油约占70% 含酸和高酸原油产量有所增长 世界高酸原油产量1998

2、年1.4亿吨，2004年2 .0亿吨,前 言,与低硫轻质原油相比，重质含硫原油的价格较低。原油价格越高，低硫轻质与重质含硫原油价差越大。 2003年轻质低硫原油与重质含硫原油的平均价差为7美元/桶 2004年平均价差上升到11美元/桶 2005年平均价差上升到12美元/桶以上 在炼油企业中，原油的费用占成本的90%以上 炼制低价的劣质原油不仅可以弥补加工费用的差别，还给企业带来效益,前 言,表2 2004年10月新加坡市场 低硫与含硫原油的炼油毛利对比 美元/桶,高油价下，高硫与低硫原油价差越大，炼油毛利越高,前 言,很明显，无论从资源角度，还是从效益角度考虑，炼制劣质原油是我们今后必然的选择

3、。,前 言,生产什么产品？,决定于 需求和环境因素,前 言,为满足日益增长的需求，近年来，我国石油产品产量大幅度增加 表3 20052007年我国部分石油产品产量（单位：万吨）,前 言,可以看出社会对轻质石油产品，如石脑油、汽油、煤油、柴油，有很大的需求，生产这些产品是今后炼油界的主要任务。,前 言,环保法规日益严格，油品升级步伐加快 2008年3月1日，北京执行京标IV排放标准，大陆其它地区执行欧II排放标准 2010年计划在上海、广州执行欧IV排放标准，大陆其它地区执行欧 III排放标准。 满足欧IV排放标准，硫含量50ppm以下 未来市场的车用燃料趋于“超低硫”，最终趋于“无硫”。 满足

4、欧V排放标准，硫含量10ppm以下 不能满足排放标准的燃料无法进入市场。,主要内容,前言 劣质原油的高效加工 减压蜡油的加工 加氢裂化 加氢预处理后催化裂化 减压渣油的加工 RICP技术 SHF技术 结束语,劣质原油的高效加工,加工劣质原油，选择流程很重要 高效的含义 高轻质油收率 清洁化生产 高效益 我国目前轻质油收率 平均只有74%左右,高收率 清洁化 高效益,劣质原油的高效加工,石油资源的高效利用，最关键的就是要提高以减压蜡油，尤其是以减压渣油为原料重油转化过程的轻质油品收率。 RIPP的经验，以及日本、西欧、美国等炼油发达国家的实践证明，加氢是提高石油资源利用率的关键技术手段。,图1

5、劣质原油一次加工示意图,劣质原油的高效加工,减压蜡油的加工可以 有两条路线 1.加氢裂化 以生产优质化工原料和 煤油、柴油为目的 2.经预加氢后进催化 裂化 以生产优质汽、柴油为 目的,图1 劣质原油一次加工示意图,劣质原油的高效加工,加氢裂化，以RMC技术为例,VGO的加工,图2 RMC技术流程简图,表4 燕山石化工业装置标定原料主要性质,劣质原油的高效加工,表5 燕山石化工业装置主要产品性质(柴油+尾油方案),劣质原油的高效加工,2.经预加氢后进催化裂化 要解决的关键问题 提高轻质油品收率 提高产品质量，改善产品分布 生产过程清洁化，减少排放,劣质原油的高效加工,VGO的加工,我国炼油装置

6、构成 催化裂化 36.0% 催化重整 7.8% 加氢裂化 6.8% 加氢处理 23.4% 汽油池中FCC汽油占73% 成品柴油中质量较差的催化柴油占1/3 FCC是我国最主要的重油转化工艺，提高FCC装置的轻质油收率，减少其排放尤为重要,劣质原油的高效加工,FCC装置 原料掺炼渣油的比例高，造成FCC汽油的硫、烯烃含量以及烟气中SOx和NOx含量高，影响产品分布和收率 增加了炼厂清洁生产的复杂性和成本，给生态环境造成了不良影响,劣质原油的高效加工,FCC进料质量低是造成后续一系列问题的根本原因，提高FCC进料的质量是解决上述问题的关键所在。加氢预处理是提高FCC进料质量的最有效的手段 。,劣质

7、原油的高效加工,FCC原料加氢预处理的优点 可使FCC装置具有加工含硫重油等劣质进料的能力 减少FCC烟气中SOX、NOX，省去治理费用，减少二次污染源 可脱除原料中大部分S、N和金属等杂质以及残炭 部分大分子稠环芳烃饱和为环烷烃和单环或双环芳烃，显著改善催化裂化原料的裂化性能 降低FCC装置操作苛刻度，提高转化率，改善产品分布，大幅度增加轻质油收率 降低汽油中S、烯烃和柴油中S，N,劣质原油的高效加工,表6 伊朗VGO经加氢预处理后性质的变化,* PH6.4MPa 1.0h-1 RN剂,劣质原油的高效加工,表7 FCC产品分布的对比,劣质原油的高效加工,表8 产品性质对比,劣质原油的高效加工

8、,*汽油硫含量可满足欧III排放标准,FCC进料VGO加氢预处理可以显著降低FCC 过程中SOx排放,劣质原油的高效加工,表9 VGO加氢预处理对FCC烟气SOx的影响,*国家标准规定的允许排放浓度：现有装置700 mg/Nm3，改扩建装置550 mg/Nm3,表10 FCC原料VGO加氢预处理的经济性,劣质原油的高效加工,同无加氢处理的基准方案相比，进料预加氢处理方案的利润和收益率都明显增加，在脱硫率为98%时，收益率最高，只用1.3年即可收回投资。,经济性分析,表11 采用RSDS技术生产满足欧V排放标准汽油的工业数据,劣质原油的高效加工,减压渣油转化工 艺路线 减压渣油加氢处理与重油FC

9、C 双向组合（RICP）技术 浅度溶剂脱沥青-脱沥青油加氢处理-催化裂化（SHF）技术,劣质原油的高效加工,图1 劣质原油一次加工示意图,当渣油中Ni、V等金属含量小于200ppm时，采用RICP工艺 当渣油中Ni、V等金属含量大于200ppm时，采用SHF工艺。 浅度溶剂脱沥青，先脱除大部分金属和沥青质 DAO加氢处理 FCC,劣质原油的高效加工,1. 减压渣油加氢处理与重油FCC双向组合（RICP）技术,劣质原油的高效加工,图3 传统减压渣油加氢处理与重油FCC单向组合技术,传统单向组合存在的问题,回炼油含有大量多环芳烃 回炼油自身回炼带来的轻油收率低 如果要将回炼油在催化裂化过程中转化，

10、将生成相当大量气体和焦炭,催化裂化回炼油（HCO）化学组成和特点：,劣质原油的高效加工,传统单向组合存在的问题,渣油加氢反应是扩散控制的反应，粘度大将造成渣油反应速率低 如果采用常渣加氢或减渣中掺入部分VGO作为原料，则造成和加氢裂化装置争原料的情况，不利于生产中间馏分油,渣油加氢反应规律：,劣质原油的高效加工,渣油加氢催化剂失活主要是金属沉积（Ni、V）和结焦造成的 随着渣油加氢反应的进行，沥青质周围的胶质和芳香分逐渐加氢饱和并转化，失去对沥青质的溶解能力，造成沥青质的析出，反应器后部催化剂结焦严重。,传统单向组合存在的问题,渣油加氢催化剂失活规律：,劣质原油的高效加工,图4 渣油胶体分散体

11、系示意图,传统单向组合存在的问题,劣质原油的高效加工,图5 渣油加氢催化剂床层沉积金属和积炭分布图,图6 减压渣油与重油FCC双向组合（RICP）技术,劣质原油的高效加工,RICP技术“一箭多雕”的解决问题方案,可提高催化裂化轻油收率，减少硫排放 可降低生焦量和再生器负荷，提高催化裂化加工量,+ H2,+,对催化裂化，回炼油经加氢，可增加氢含量，降低硫、氮含量,劣质原油的高效加工,RICP技术“一箭多雕”的解决问题方案,对渣油加氢反应： 渣油被HCO稀释降粘后可提高扩散和反应速率 高芳香性的HCO有助于沥青质的扩散，可提高加氢脱金属、脱沥青质等反应 HCO可顶替出减渣加氢的稀释油直馏VGO,直

12、馏VGO供加氢裂化装置加工，生产更多优质中间馏分油产品和乙烯裂解原料,劣质原油的高效加工,RICP技术 “一箭多雕”的解决问题方案,根据相似者相溶原理，渣油加氢原料中掺入高芳香性的HCO后，可以提高沥青质在加氢生成油中的溶解度，减少析出，有效地降低加氢催化剂结焦，提高反应活性和稳定性。,针对渣油加氢催化剂失活,劣质原油的高效加工,VR,VR +10%HCO,VR +20%HCO,图7 脱硫剂上积炭量沿床层的分布,表12 渣油加氢原料组成和操作条件,劣质原油的高效加工,表13 渣油加氢装置原料中减渣性质,劣质原油的高效加工,表14 催化裂化产品分布,劣质原油的高效加工,图8 催化产品收率变化趋势

13、,总液收汽油柴油液化气,劣质原油的高效加工,劣质原油的高效加工,2. 减渣浅度溶剂脱沥青-脱沥青油加氢处理-催化裂化技术 降低投资和操作费用，灵活处理各种进料，特别是高金属含量的劣质原油,表15 进口含硫原油减压渣油性质,劣质原油的高效加工,图9 SHF组合工艺流程,劣质原油的高效加工,SHF技术是加工高硫、高金属劣质渣油的有效途径。 DAO加氢处理装置投资只有渣油加氢装置的30%-40% 催化剂用量只有渣油加氢装置的1/4左右 加氢DAO是优质的FCC原料，可以直接生产低硫、低烯烃的清洁汽油,劣质原油的高效加工,浅度溶剂脱沥青工艺 含义 脱除减压渣油中少量最重的沥青组分的脱沥青过程。 特点：

14、 使用较重的溶剂，如C4/C5、C5、轻汽油等； 脱沥青油收率75%，一般为8090%； 脱沥青油中的庚烷沥青质含量0.1%； 脱除渣油中70%以上的金属和几乎全部的沥青质。,劣质原油的高效加工,表16 沙轻减压渣油正戊烷脱沥青,劣质原油的高效加工,沙轻DAO加氢处理中型试验条件,工艺条件 PH2 , MPa 8.0 LHSV, h-1 0.5 反应温度, 380 H2/Oil, v/v 650,催化剂 (RG-10A/RG-10B)/RDM-1/RMS-1,劣质原油的高效加工,表17 沙轻DAO加氢处理中型试验-加氢处理产品分布,劣质原油的高效加工,表18 沙轻DAO加氢处理中型试验-加氢处

15、理主要产品性质,劣质原油的高效加工,表19 沙轻DAO加氢处理尾油-FCC试验产品分布,劣质原油的高效加工,表20 沙轻DAO加氢处理尾油-FCC试验主要产品性质,劣质原油的高效加工,脱油硬沥青的应用 气化原料：生产氢气、合成气、电力等。 燃料：锅炉燃料，沥青水浆燃料等。,劣质原油的高效加工,劣质原油的高效加工,硬沥青料仓,硬沥青,水,添加剂,稳定剂,分散剂,流化剂,硬沥青水浆罐,制浆,图10 制备硬沥青水浆燃料示意图(JGC 日挥公司）,劣质原油的高效加工,表21 硬沥青水浆燃料与其它燃料性质比较（JGC 日挥公司）,小结 高价值产品收率最大的重油转化方案 VGO加氢裂化 VRRICP 高金属含量劣质渣油SHF,劣质原油的高效加工,主要内容,前言 劣质原油的高效加工 减压蜡油的加工 加氢裂化 加氢预处理后催化裂化 减压渣油的加工 RICP技术 SHF技术