重油加工技术.ppt

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中国全世界石油t2.623.6天然气m3107425000煤t88196原油质量世界剩余可采贮量亿t常规原油1350非常规原油400021世纪中期非常规原油产量将占50%不同矿物燃料的H/C原子比H/C原子比油砂沥青1.48重质原油1.49常规原油1.80汽油1.95煤0.6-0.8符合欧洲排放要求的汽油标准排放要求欧Ⅰ欧Ⅱ欧Ⅲ欧Ⅳ我国汽油硫含量/%0.10.050.0150.0050.08苯含量/%55112.5芳烃含量/%无规定无规定423540烯烃含量/%无规定无规定181835符合欧洲排放要求的柴油标准排放要求欧Ⅰ欧Ⅱ欧Ⅲ欧Ⅳ我国柴油硫含量/%0.20.050.0350.0050.2十六烷值4949515845多环芳烃含/%无规定无规定111无规定炼厂大气污染物排放限制污染物排放限制SO2每吨烧焦量少于9.8kg或原料含硫小于0.3%CO2将进行控制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美国欧洲日本其他地区总计比率%热裂化及减粘2201130012098302146526焦化112253365330106002552031脱沥青14152308057022903渣油加氢固定床2495745295553601156014沸腾床510395115146524853浆液床---20200重油催化415534051590105651971024合计200101944551853840085045100国外重油加工非加氢工艺减粘及热裂化脱沥青SoakerVisbreakingRoseDeepThermalConversionDemexEurekeAsvahlHigh-conversionSoakerCracking重油催化裂化焦化RFCCDelayedCokingHOCFluidCokingRCCFlexicokingMSCCLRcokingART国外重油加工加氢工艺已工业化方法发展中的方法固定床加氢浆液床加氢ChevronVRDSUOPAurabonEXXONResidfiningVCCUOPRCDUnibonCanmetUnicracking/HDSHDHShellResidHDS(HC)3HyvahlMICROCAT-RC沸腾床加氢ESTH-Oil供氢工艺LC-finingAquaconversion移动床反应器Donor-SolventVisbreakingHyconOCR两种不同的减粘裂化炉式减粘裂化分馏塔反应器分馏塔上流式减粘裂化490℃440℃两种减粘裂化操作条件比较上流式减粘炉式减粘温度℃420-450480-490压力Mpa0.2-1.52-5停留时间Min20-401-2上流式减粘裂化的优点*操作周期长*燃料消耗低*减粘渣油安定性好重油深度热转化DeepThermalConversion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+减压蒸馏深度热转化气体2.34.0汽油4.78.0柴油14.018.1蜡油20.025.5渣油59.047.4反应器常压蒸馏减压闪蒸多产柴油的减粘裂化EUREKA工艺（日挥）反应器反应器分馏塔原料油蒸汽沥青EUREKA与延迟焦化的比较EUREKA延迟焦化反应温度495500产品分布%气体5.310.4汽柴油33.639.3蜡油28.416.3沥青或焦炭32.734.0能耗Mj/t29301255原苏联出口原油减压渣油HSC的结果减粘条件温度℃425压力Mpa1停留时间min20HSC条件温度℃400压力Mpa0.1停留时间min55水蒸汽量%15总转化率%58.5馏分油产率%55.7不同石油产品的含氢量石油产品含氢量%石油气19汽油15柴油13燃料油11焦炭3延迟焦化流程焦炭塔焦炭塔汽油柴油焦化蜡油原料油几种焦化工艺技术比较工艺反应温度℃停留时间焦炭/残炭延迟焦化500120min1.4-1.6流化焦化490-55015-20s1.1-1.3灵活焦化490-55015-20s1.1-1.3LR焦化5002-10s0.9-1.1原料油反应油气蒸汽空气烟气产出焦流化焦化流程原料油反应油气蒸汽燃料气焦粉空气蒸汽灵活焦化流程空气烟气原料油反应油气排出焦炭LR焦化流程溶剂脱沥青原理溶剂项目原料油（沙轻减压渣油）丙烷丁烷戊烷脱沥青油收率/%（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）100.01.00334516.44.219614.0545.150.93334.91.650.051.01.42.5570.100.959635.300.052.02.63.3085.50.9741057.90.057.015.53.65不同溶剂脱沥青比较不同溶剂的选择性沥青组分阿拉伯轻原油丁烷脱油沥青稀组分阿拉伯轻原油减压渣油润滑油抽出油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，cm25℃15℃76＞15046.11.9-0.1171.1＞150＞15077＞15046.21.4-0.172.3＞150＞150由脱油沥青生产道路沥青工艺方法减压蒸馏减粘裂化重溶剂脱沥青渣油产率/%（对原油）燃料油中稀释轻油/%燃料油产率/%（对原油）36.232.453.629.531.042.810.154.022.0阿拉伯重原油生产燃料油产率原料油溶剂脱沥青油+溶剂沥青+溶剂精馏区抽提区洗涤区溶剂脱沥青过程●润滑油型与燃料型溶剂脱沥青的区别比较项目润滑油型溶剂脱沥青燃料型溶剂脱沥青任务要求脱沥青溶剂抽提设备设备生产能力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沉降器混合器分离器临界塔沥青胶质脱沥青油原料油科威特原油减压渣油溶剂脱沥青Ni+V在脱沥青油中的比例%沥青产率%(对原油)混合沉降器逆流抽提塔822810174.512132沉降器混合器原料油溶剂脱沥青油溶液沥青溶液Solvahl脱沥青流程重油催化裂化示意图予提升蒸汽原料油汽提蒸汽反应油气烟气烧焦空气烧焦空气CO锅炉重油催化裂化技术•催化剂予提升•高效喷嘴•重油催化裂化催化剂•催化剂再生技术原料油反应油气烟气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5810接触时间/S503-51ART与延迟焦化产率比较蒸馏+焦化ART原油性质残炭/%9.79.7硫/%2.792.79金属/10-6264264产品产率%石脑油27.227.6柴油23.026.6蜡油33.938.0焦炭14.99.0重油加氢工艺*固定床加氢*沸腾床加氢*浆液床加氢*移动床加氢固定床浆液床油气入口油气出口油气及催化剂出口油气及催化剂入口移动床反应器催化剂入口催化剂入口催化剂出口催化剂出口油气入口油气入口油气出口油气出口逆流床顺流床分离器催化剂加入催化剂抽出原料及氢气入口沸腾床反应器不同加氢工艺渣油性质比较固定床浆液床移动床沸腾床世界能力Mt/a1150.21.225渣油沸点℃521524565524产率%66.36.4137.7含硫%0.863.81.03.0不同加工方法技术经济比较延迟焦化沸腾床加氢浆液床加氢操作费1.01.571.57建设投资1.01.271.32产值1.01.061.09净现值基准基准-1美元/桶基准-0.75美元/桶加工能力500万t/a阿拉伯重原油供氢减粘裂化的反应As*+As*As-AsR*R=R+R1*As*+DH2AsH+DH*As*+DH*AsH+DR*+DH2RH+DH*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剂油比:0.5-1.0m3/m3分离器反应器分馏塔汽油柴油减粘渣油供氢剂供氢减粘裂化流程原料油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工艺流程图加热炉反应塔分馏塔塔底重组分裂化气＋轻馏分含酸原料催化剂回收蒸汽催化剂轻蜡油蒸汽Aquaconversion与减粘裂化的比较原料油减粘裂化Aquaconversion转化率%165℃5.66.9350℃2328350℃渣油ShellP值1.21.35API7.12.74.3粘度100℃cst17500061004000Aquaconversion工艺条件温度：410～470OC压力：1～3Mpa液体空速:0.001~3.5h-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重油催化51015101005001000Ni+Vppm残炭%固定床加氢热加工浆液床加氢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催化-延迟焦化组合工艺流程重油催化裂化延迟焦化常压渣油澄清油回炼油焦化蜡油针焦重油催化与重油催化-焦化工艺比较重油催化重油催化-焦化催化裂化进料万t/aVGO8080减压渣油25.234.2合计105.2114.2掺炼比%2430产品万t/a液态烃6.65.7汽油51.358.4柴油31.930轻质油83.388.4针焦02.8装置相对加工能力100108重油催化-溶剂脱沥青组合工艺流程溶剂脱沥青重油催化减压渣油沥青脱沥青油回炼油澄清油VGO重油热转化-溶剂脱沥青组合工艺流程减压蒸馏热处理溶剂脱沥青催化裂化浆化常压渣油气体汽柴油渣油气体汽油柴油硬沥青VGOPWSDAO管输减压渣油热处理后的金属分布金属分布%(对渣油)组份减压渣油转化率31%渣油转化率39%渣油芳烃22.42.51.7胶质70.041.429.0沥青质7.656.069.3两种脱沥青方案比较渣油脱沥青热转化脱沥青产品收率%（对减压渣油）汽柴油013.6脱沥青油74.670.9沥青25.414.1脱沥青油性质金属含量/10-61617(黄岛原油渣油）(九五）及其以后开发的重油加工技术★渣油固定床加氢脱硫━重油催化裂化★延迟焦化━含硫焦循环流化床发电★溶剂脱沥青━沥青气电一体化Safaniya重原油减压渣油脱沥青油减压渣油脱硫脱沥青油脱硫收率/%10070--硫含量/%6.04.40.750.2残炭/%27.713.7102.5Ni+V/μg.g-127061251不同原料加氢脱硫比较焦炭和石灰石旋风分离集尘室空气循环流化床锅炉造气脱硫空分硫回收燃气轮机蒸汽轮机甲烷化脱CO2变换沥青氧气脱盐水脱盐水电力电力烟气氢蒸汽蒸汽气电一体化流程造气反应-C+O2CO2-C+H2OCO+H2-C+CO22CO提供热量造气反应造气反应几种重质原料造气的消耗指标脱油沥青石油焦煤耗氧量Nm3/1000Nm3(Co+H)327360410原料消耗Kg/1000Nm3(Co+H)418523632需要发展的技术★效益更好的溶剂脱沥青━沥青气电一体化★CO2排放少的稠油加工工艺★生产燃料电池燃料的GTL技术硬沥青造粒工艺沥青蒸汽不凝气震动筛喷嘴沥青球冷却油沙沥青性质密度（20℃）/g.cm-31.0209初馏点℃D1160253硫%4.82氮/μg.g-14233残炭%14.7灰分%0.8V/μg.g-1209Ni/μg.g-182Fe/μg.g-1312Na/μg.g-155Si/μg.g-1838油沙沥青流化焦化产品收率气体%12馏分油%70焦炭%18稠油浆液床加氢生产合成原油浆液床反应器原料罐热分离固定床反应器减压闪蒸脱灰分离器原料催化剂灰渣合成原油氢气制氢天然气CO2去油田燃料电