今近莫斯科報道,雪佛龍Lummus全球有限責任公司(CLG)和沙特阿美日前宣布,他們已經簽署了一項聯(lián)合合作和許可協(xié)議,共同開發(fā)和批準沙特阿美的稠油加工技術倡議(HOPI+)。 HOPI+旨在使用CLG的LC-精餾平臺(統(tǒng)稱為 LC-HOPI+)實現減壓渣油和其他包括增量原油在內可用重質原料的相對較高的轉化率。LC-HOPI+ 創(chuàng)新工藝有望幫助最大限度地減少資本支出和運營支出,并顯著提高桶底升級的利潤率。 LC-HOPI+創(chuàng)新流程有望幫助最小化資本支出和運營支出,并顯著提高桶底升級的利潤率。 2019年,沙特阿美技術人員加入了CLG在位于加利福尼亞州里士滿的研發(fā)設施團隊,以創(chuàng)建和開發(fā)初始概念試點測試。那里的成功促使針對不同工藝方案的進一步 HOPI+評估,這進一步幫助量化了該技術的附加值。 CLG董事總經理Ujjal Mukherjee表示,HOPI+與CLG的LC-精餾平臺相結合,是一種創(chuàng)新概念,可同時提高稠油產量并將殘渣轉化為有價值的運輸燃料和石化原料,同時最大限度地減少資本投入和能源成本。隨著我們開發(fā)、追求和商業(yè)化新的創(chuàng)新技術,該倡議進一步加強了沙特阿美和CLG之間的關系。 雪佛龍Lummus Global和沙特阿美現在打算在CLG全球商業(yè)化之前共同開發(fā)LC-HOPI+技術。 劣質重油/渣油加工路線、工藝技術及未來發(fā)展趨勢劣質重油加工技術包括加氫和脫碳2種路線,加氫路線按反應器形式分為固定床、沸騰床和懸浮床3種,脫碳路線包括焦化、減黏裂化、溶劑脫瀝青等。具體工藝路線的選擇主要根據原料性質、煉廠定位、產品方案、技術水平、投資規(guī)模等多方面統(tǒng)籌考慮。 每一種劣質重油加工工藝,均有各自的優(yōu)缺點和適用范圍,而結合了多種技術優(yōu)勢的各種組合工藝路線,可以提升煉廠對原油的適應能力,增強煉廠抵抗市場沖擊的能力和盈利能力,也是今后劣質重油加工技術的發(fā)展趨勢。 劣質重油加氫路線 01 渣油固定床加氫處理技術 渣油固定床加氫處理技術是迄今為止工業(yè)應用最多和最成熟的渣油加氫技術,主要用于催化裂化原料預處理。下表列出了主要渣油固定床加氫處理技術的特點、技術指標和工業(yè)應用情況。 可以看出,目前世界范圍內有近80套的渣油固定床加氫裝置運行。雖然渣油固定床加氫有多種技術來源,但這些技術在流程和工藝條件上大同小異,沒有太多本質上的差別。 渣油固定床加氫工藝流程和操作簡單,技術成熟可靠,但其轉化率較低,對原料殘?zhí)亢徒饘僖罂量蹋乖摴に嚨墓I(yè)應用受到一定限制,但在相當長的時期內仍將是大多數煉廠尤其是加工重劣質原料煉廠的優(yōu)選技術。 未來發(fā)展固定床加氫發(fā)展趨勢: ①開發(fā)更高脫金屬、脫硫、脫氮活性的催化劑,提高催化劑壽命,延長其使用周期; ②開展催化劑級配技術研究,以提高處理原料的靈活性、硫氮等雜質脫除率和反應器效率; ③進一步開展固定床反應機理的研究,為工藝條件優(yōu)化、催化劑級配提供理論支撐; ④探索渣油固定床加氫與渣油催化裂化等其他工藝的優(yōu)化組合,為煉廠生產清潔油品提供靈活性高、經濟效益最佳的組合工藝方案。 02 渣油沸騰床加氫裂化技術 渣油沸騰床加氫裂化技術可用于處理更劣質的原料,近年來在渣油高效加工中應用的范圍逐漸擴大。下表列出了主要渣油沸騰床加氫裂化技術的特點、技術指標和工業(yè)應用情況。 渣油沸騰床加氫裂化技術除用于常規(guī)渣油的加氫裂化外,還在油砂瀝青等劣質重油改質方面發(fā)揮了重要作用,多是與延遲焦化、溶劑脫瀝青等工藝組合生產合成原油。近年來,沸騰床加氫裂化技術的研究也主要集中在與焦化、溶劑脫瀝青等技術的工藝組合和高活性催化劑開發(fā)方面。渣油沸騰床加氫裂化技術雖已實現大規(guī)模應用,但仍存在較大的改進空間。 沸騰床加氫發(fā)展趨勢: ①開發(fā)性能更優(yōu)良的催化劑,延長催化劑壽命,降低成本。開發(fā)適用于沸騰床特點的高活性脫硫、脫氮、芳烴飽和的催化劑,高活性加氫裂化催化劑以及能夠裂解膠質瀝青質的催化劑或助劑等。 ②提高硫、殘?zhí)?、金屬、氮的脫除率。研究如何通過改進提升反應器設計、優(yōu)化操作條件等措施加強脫硫氮、脫殘?zhí)啃Ч?/span> ③降低結焦結垢,實現裝置長周期運行。包括優(yōu)化原料過濾流程設計,優(yōu)化反應器內構件設計和操作參數,開展不同原料結焦結垢傾向規(guī)律、轉化率與產物穩(wěn)定關系等基礎研究和實驗研究。 ④拓寬未轉化渣油的出路??紤]將未轉化渣油用作焦化、催化裂化原料油,作為制氫原料,生產瀝青或用作燃料油等。 ⑤進一步深入研究適應各種原料性質和加工要求的多種組合技術,包括渣油沸騰床加氫裂化-延遲焦化、渣油沸騰床加氫裂化-流化焦化、渣油沸騰床加氫裂化-溶劑脫瀝青等,最大化發(fā)揮渣油沸騰床加氫裂化的優(yōu)勢。 03 渣油懸浮床加氫處理技術 渣油懸浮床加氫裂化技術是正在快速發(fā)展中的一種新型渣油加氫技術,是當今煉油工業(yè)的發(fā)展熱點,可加工劣質含硫原油的渣油、劣質稠油、油砂瀝青等劣質原料,轉化率通常在90%以上。下表列出主要渣油懸浮床加氫裂化技術的特點、技術指標和工業(yè)應用情況。 懸浮床加氫裂化技術原料適應性較強,適合于加工高金屬、高殘?zhí)?、高硫、高酸值、高黏度劣質原料,輕質油收率高,產品質量好,未轉化油產率低,加工費用低,優(yōu)勢明顯。相比渣油固定床和沸騰床加氫技術,懸浮床加氫裂化技術加工的原料更加劣質,轉化率也更高,技術開發(fā)和應用難度也最大,目前仍處于發(fā)展完善階段。懸浮床加氫裂化技術是當今煉油工業(yè)的發(fā)展熱點和前沿技術,一旦未來幾年幾套新建的單系列大規(guī)模裝置通過開工運轉,技術效果得以驗證后,將具有廣闊的發(fā)展前景。 目前,懸浮床加氫裂化技術雖已實現工業(yè)應用,但運行和在建的工業(yè)化裝置不多,仍存在高轉化率下裝置難以長周期運轉的難點問題,在工業(yè)化過程中也還會出現一些新的問題。 懸浮床加氫發(fā)展趨勢: ①開發(fā)均相分散型催化劑、高度分散的水溶性催化劑等高活性、高分散催化劑,簡化催化劑回收方式,降低催化劑成本。均相分散型催化劑可以減少設備積炭和提高轉換效率比,高度分散的水溶性催化劑則具有良好的加氫和抑制焦炭生成的作用,微米或納米級的多金屬液體催化劑消耗量低、活性高、床層不易堵塞。 ②降低結焦結垢,提高裝置運轉周期。開發(fā)設計具有優(yōu)良傳質傳熱性能的新型連續(xù)攪拌釜式反應器,優(yōu)化工藝條件和反應器的體積,降低結焦結垢,減少設備投資,實現裝置長周期運轉和經濟效益最大化。 ③拓寬未轉化渣油的利用。可考慮采用進焦化、用作水泥廠燃料、去調和瀝青、從未轉化油中提取或回收金屬等方法處理。 ④強化懸浮床反應機理研究。進一步深入研究反應物各組分在數量、性質和組成上的匹配性,氫氣在原料油中的溶解性,反應器流體力學性質和傳質、傳熱過程等關鍵問題,為懸浮床的設計開發(fā)與工業(yè)放大提供理論指導。 劣質重油脫碳路線 01 焦化技術 焦化技術成熟,渣油轉化率較高,原料適應性強,生產成本較低,廣泛應用于煉廠重油深加工和劣質重油改質領域。在煉廠渣油加工工藝中,焦化的處理能力約占30%以上。下表列出了主要焦化技術的特點、技術指標和工業(yè)應用情況。 可以看出,目前工業(yè)應用的焦化技術主要有延遲焦化、流化焦化和靈活焦化3類,其中延遲焦化的應用最為廣泛,處理能力約占87%,采用流化焦化技術的約占7%,采用靈活焦化和其他技術的僅占6%。 由于近年來全球原油市場、煉廠加工原油的性質、油品需求結構、清潔生產要求都發(fā)生了較大變化,焦化技術在重油加工領域的功能和作用也有所改變,其技術發(fā)展主要集中在裝置安全環(huán)保運行、裝置改進與優(yōu)化操作、超重原油現場改質生產合成原油等方面。作為劣質重質原油改質的重要途徑之一,未來焦化在重油加工能力中仍會占據較大的比例。 焦化技術發(fā)展趨勢: ①提高液體產品收率,降低焦炭產率。根據原料性質不同,通過工藝操作參數的調整來優(yōu)化焦化目的產品種類和產率。 ②石油焦產品的高附加值利用。除了常規(guī)的用于發(fā)電燃料、水泥輔料等以外,高硫石油焦用于生產合成氣或制氫是其高附加值利用的經濟可行的路線。開發(fā)生產針狀焦等市場需求大的高附加值石油焦也是提高裝置經濟效益的有效途徑。 ③減少環(huán)境污染。一方面是通過改進工藝的熱集成和熱回收提高能源效率;另一方面是安裝廢氣回收設備,在處理焦炭的同時采取措施降低顆粒物排放等。 ④聯(lián)合其他重油加工技術組合發(fā)展。焦化與催化裂化、溶劑脫瀝青等其他重油加工技術相結合形成組合工藝,可以實現優(yōu)勢互補,也是擴大傳統(tǒng)焦化技術競爭力的重要手段,同時還可以增加靈活性、提高資源利用效率和裝置利潤。 02 減黏裂化技術 減黏裂化是一種緩和、低轉化率的輕度熱裂化過程,可將高黏度重質油經過輕度熱裂化得到低黏度、低凝固點的燃料油,也可以通過降低黏度改善重油稠油流動性能而利于重油管道輸送和后續(xù)加工。減黏裂化技術主要分為管式爐減黏和上流式反應塔減黏2種類型。下表列出了主要減黏裂化技術的特點、主要技術指標和工業(yè)應用情況。 減黏裂化曾經是應用最廣泛的渣油轉化工藝,隨著環(huán)保要求的提高以及市場對輕質清潔油品需求的增長,減黏裂化裝置的作用和競爭力在減弱,逐漸被焦化、渣油催化裂化、溶劑脫瀝青、渣油加氫等工藝所替代和趕超。新裝置的建設數量非常有限,且其應用將僅限于與其他渣油加工裝置(如渣油沸騰床加氫裂化)相結合而進行重油加工。今后應用的最大可能是在油砂瀝青和委內瑞拉超重原油生產現場改質中,通過降低黏度改善稠油、超重油流動性能以利于重油的管道輸送。另一方面,現有煉廠減黏裝置操作將進一步優(yōu)化,同時會推進與其他重油工藝組合發(fā)展。 減黏裂化發(fā)展趨勢: ①優(yōu)化現有煉廠減黏裝置操作,推進與其他重油工藝組合發(fā)展?,F有的減黏裂化裝置可以通過減少設備結垢、節(jié)能降耗、優(yōu)化操作等途徑提升裝置的盈利能力。新建的減黏裂化裝置主要是與其他渣油轉化工藝(如加氫裂化、焦化等)的組合,提高輕質油收率。 ②近期有些公司開始關注催化減黏技術,臨氫/供氫/催化減黏技術將有一定發(fā)展空間。 ③拓展應用到劣質重油的現場改質,主要目標是降低黏度,便于運輸。 03 溶劑脫瀝青技術 溶劑脫瀝青是一種重要的煉廠渣油加工方法。該技術將渣油中最劣質的組分瀝青質首先脫除,使渣油的絕對量減少35%左右,再將脫油瀝青進行延遲焦化或其他利用,既可生產汽油、柴油和重瓦斯油,又降低了焦炭產率。近年來,隨著重質劣質原油加工量的上升,溶劑脫瀝青也成為一些石油公司進行重油(渣油)改質的技術路線選擇之一。下表列出了主要溶劑脫瀝青技術的特點、技術指標和工業(yè)應用情況。 常規(guī)溶劑脫瀝青技術已較為成熟,在上游生產的應用中,技術研發(fā)主要針對用該技術改質劣質重油生產煉廠可以加工或便于運輸的原料,同時通過氣化技術將溶劑脫瀝青裝置中的瀝青質轉化生產蒸汽或其他高附加值的產品。在煉廠應用中,技術研發(fā)主要涉及工藝改進、硬件設備改進、特種產品生產等方面。 溶劑脫瀝青發(fā)展趨勢: ①溶劑脫瀝青將向提高原料靈活性、提高產品收率、優(yōu)化溶劑和操作條件、節(jié)能降耗、裝置升級改造方向發(fā)展,如何處理重質脫油瀝青、裝置設備硬件改進等也是研發(fā)關注的方向; ②需要對溶劑脫瀝青技術加工劣質重油進行更多的建模和機理研究,擴大該技術在非常規(guī)原油改質中的應用; ③渣油超臨界溶劑脫瀝青裝置的投資低于延遲焦化、渣油催化裂化和渣油加氫,操作費用和能耗有所下降,在重油改質技術中具有競爭力; ④溶劑脫瀝青與其他加工工藝組合發(fā)展。包括催化裂化-溶劑脫瀝青、渣油熱轉化-溶劑脫瀝青-催化裂化、溶劑脫瀝青-氣化(IGCC)組合工藝等,充分發(fā)揮組合優(yōu)勢,提高煉廠靈活性和經濟效益。 |
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