李 嘉，王紫玉，陳中娜

（中海油煉油化工科學(xué)研究院，山東青島 266555）

1 延遲焦化工藝及技術(shù)發(fā)展方向探討

1.1 工藝原理

延遲焦化指將原料油加熱到焦化反應(yīng)溫度，在反應(yīng)容器中暫不生焦，直到進(jìn)入焦炭塔再生焦的延時(shí)手法。原油中的大部分雜質(zhì)都在渣油中，甚至還伴有一些重金屬含量的元素，從而導(dǎo)致對(duì)渣油的深度加工較為困難。由于延遲焦化技術(shù)工藝較為成熟，已被普遍應(yīng)用于煉油工業(yè)中，是處理渣油能力最主要的技術(shù)之一。

1.2 中試裝置工藝描述

原料油加熱到120℃左右，由原料泵抽出，經(jīng)計(jì)量與來(lái)自分餾塔底的循環(huán)油以及一定比例的高溫水蒸汽混合后進(jìn)入重油加熱爐加熱，控制加熱爐的出口溫度為 450～510℃，然后高溫油氣經(jīng)轉(zhuǎn)油線從焦炭塔底進(jìn)入焦炭塔進(jìn)行焦化反應(yīng)，該過(guò)程控制焦炭塔的反應(yīng)溫度（塔頂400℃左右，塔底 490℃左右）和塔頂壓力；其生成油氣進(jìn)入蒸餾塔進(jìn)行分餾，控制分餾塔塔底的溫度為330℃左右，并在塔的下部注入一定量的高溫水蒸氣對(duì)重油進(jìn)行氣提；來(lái)自分餾塔塔頂?shù)奈锪辖?jīng)三級(jí)套管冷凝器冷卻后，不凝氣體計(jì)量放空，回收 C5 至蠟油餾分到輕烴接收罐和輕油接收罐；來(lái)自分餾塔塔底的重餾分油經(jīng)循環(huán)泵輸送到重油預(yù)熱爐的入口與新鮮原料混合，計(jì)量循環(huán)油量（計(jì)算循環(huán)比）。如圖1所示。

圖1 延遲焦化中試裝置工藝流程

1.3 延遲焦化的工藝現(xiàn)狀

目前焦化裝置的原料呈現(xiàn)多樣化，渣油類(lèi)主要有常壓、減壓和減黏類(lèi)，還有重質(zhì)燃料油、超稠原油（主要進(jìn)口）以及煤焦油等類(lèi)型；一些石油、化工、煉油廠、建筑等企業(yè)產(chǎn)生的原料廢品如油漿、瀝青、廢胺液、酸液、污泥、污油等也作為原料送入焦化裝置進(jìn)行處理，因此造成油品劣質(zhì)化明顯加重的趨勢(shì)。伴隨著環(huán)保要求的升高，隨之而來(lái)的加工難度也在增大[1]。

1.4 延遲焦化技術(shù)發(fā)展方向探討

1.4.1 針狀焦產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)

針狀焦近些年普遍受到國(guó)內(nèi)外客戶(hù)的青睞，主要在于其具有良好的結(jié)晶度和石墨化特性，另外針狀焦機(jī)械性能比較優(yōu)越，具備熱膨脹系數(shù)低，輕度高的優(yōu)點(diǎn)，目前針狀焦市場(chǎng)需求較大，國(guó)內(nèi)產(chǎn)能?chē)?yán)重不足。因此積極加大對(duì)針狀焦產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)力度，形成良好工藝生產(chǎn)流程，將有助于解決國(guó)內(nèi)外需求現(xiàn)狀，解決國(guó)內(nèi)油漿滯銷(xiāo)等銷(xiāo)售難題。按照市場(chǎng)價(jià)格，針狀焦煅燒后采購(gòu)價(jià)格已經(jīng)超過(guò) 1 萬(wàn)元/t，其加工副產(chǎn)品如汽油、柴油等市場(chǎng)價(jià)格均比原料油漿高，因此針狀焦產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效益較好，并且針狀焦加工生產(chǎn)工藝流程及技術(shù)一旦得到大力推廣并投產(chǎn)，將進(jìn)一步拓展延遲焦化技術(shù)新的發(fā)展局面。

1.4.2 嚴(yán)重劣質(zhì)化渣油處理

目前，比較成熟的生產(chǎn)工藝“渣油加氫+催化”路線應(yīng)用較為普遍，其特點(diǎn)在于輕油收率高，效益明顯，但是該技術(shù)對(duì)原材料劣質(zhì)化要求相對(duì)較高，原料中的殘?zhí)?、重金屬成分、瀝青質(zhì)比重不能超過(guò)一定區(qū)間值。劣質(zhì)渣油由于成分復(fù)雜，含硫及酸性物質(zhì)比重大，黏稠度高，殘?zhí)?、重金屬、瀝青質(zhì)含量普遍較高。尤其是采用移動(dòng)床加氫工藝技術(shù)產(chǎn)生的未轉(zhuǎn)化油含硫量更高。因此，采用常規(guī)延遲焦化裝置及加工生產(chǎn)工藝，很容易造成爐管、分餾塔嚴(yán)重結(jié)焦的現(xiàn)象，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的彈丸焦，造成設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，設(shè)備運(yùn)行周期大大縮短，設(shè)備檢修成本較高等。所以，要通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新和改進(jìn)，一以適應(yīng)原材料劣質(zhì)化日益較重的趨勢(shì)變化。

2 減黏裂化工藝及技術(shù)發(fā)展方向探討

2.1 工藝原理

減黏裂化屬于重質(zhì)油的二次加工，即熱加工、熱破壞過(guò)程。使油料起化學(xué)反應(yīng)。熱破壞過(guò)程就是使渣油等重質(zhì)組分通過(guò)縮合反應(yīng)（放熱）將碳集中于更重的組分，甚至焦炭。而裂解反應(yīng)（吸熱）將氫集中于輕組分，已達(dá)和到重組分轉(zhuǎn)化為輕組分。減黏裂化是在較低的溫度（450～490℃）和壓力（0.4～0.5MPa）下使直餾重質(zhì)燃料油經(jīng)淺度裂化以降低其黏度和傾點(diǎn)，達(dá)到燃料油的使用要求。

2.2 中試裝置工藝描述

原料油加熱到 120℃左右，由原料泵抽出，經(jīng)計(jì)量（試驗(yàn)前先確定減粘的停留時(shí)間）與一定比例的高溫水蒸汽混合后進(jìn)入重油加熱爐加，控制加熱爐的出口溫度為 380～450℃，然后高溫物料經(jīng)轉(zhuǎn)油線進(jìn)入減黏反應(yīng)器進(jìn)行減黏裂化反應(yīng)， 該過(guò)程控制減黏反應(yīng)器入口的物料溫度、反應(yīng)溫度以及出口溫度，并控制一定的減黏塔塔頂壓力；其生成油氣進(jìn)入蒸餾塔進(jìn)行分餾，控制分餾塔塔底適當(dāng)?shù)臏囟龋⒃谒南虏孔⑷脒m量的高溫水蒸氣進(jìn)行氣提；來(lái)自分餾塔塔頂?shù)奈锪辖?jīng)三級(jí)套管冷凝器冷卻后不凝氣體計(jì)量放空，回收C5 至180℃（或 350℃）以前餾分至輕烴接收罐和輕油接收罐；來(lái)自分餾塔塔底的重油通過(guò)自動(dòng)放油閥排到減黏重油接收罐。

當(dāng)裝置運(yùn)行平穩(wěn)，需標(biāo)定計(jì)量新鮮進(jìn)料量、輕烴以及輕油（汽油、柴油以前餾分）量、減黏重油量以及富氣的體積（分析組成）等。

2.3 減黏裂化工藝現(xiàn)狀

我國(guó)早期減黏裂化工藝大多采用淺度減黏，而隨著原油加工深度升級(jí)，逐步開(kāi)始采用以重油、渣油改質(zhì)的深度減黏裂化工藝，開(kāi)始逐步應(yīng)用中間產(chǎn)品如中間餾分油等作為催化加工工藝生產(chǎn)原料。近年來(lái)，減黏裂化工藝中催化劑采用催化減黏。稠油及減壓渣油催化減黏工藝廣泛采用從 Se、Te、S 二氧化硒、四氫萘等元素中提取的單質(zhì)或化合物催化劑。另外利用計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)，對(duì)除焦系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制，得出各種操作參數(shù)與產(chǎn)品分布關(guān)系，并通過(guò)減黏-延遲焦化聯(lián)合裝置，大大提高了輕質(zhì)油品產(chǎn)出率，減少了焦炭生成黏度。

2.4 減黏裂化技術(shù)發(fā)展方向探討

2.4.1 臨氫減黏裂化工藝

臨氫減黏裂化技術(shù)工藝?yán)脷錃庾鳛榫徍蜔崃鸦淖杂苫湻磻?yīng)催化劑。氫氣有助于很好的捕獲烴自由基，從而加速阻滯反應(yīng)鏈快速增長(zhǎng)，起到了焦碳產(chǎn)生的抑制作用，進(jìn)一步提高了裂化反應(yīng)的苛刻度，更有利于中間產(chǎn)品如餾分油產(chǎn)出率的提升，增強(qiáng)了產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率，減少了縮合產(chǎn)物，可以實(shí)現(xiàn)常態(tài)下渣油改質(zhì)的生產(chǎn)性目的。但是，由于我國(guó)國(guó)內(nèi)氫氣儲(chǔ)量少，主要依賴(lài)國(guó)外進(jìn)口，因此臨氫減黏裂化工藝技術(shù)應(yīng)用較少，技術(shù)創(chuàng)新相對(duì)緩慢。

2.4.2 供氫減黏裂化工藝

由于我國(guó)氫能源相對(duì)匱乏，在生產(chǎn)過(guò)程一般通過(guò)加入含氫化合物，在生產(chǎn)裝置中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而釋放大量的氫氣，滿足渣油加氫的效果需求，同時(shí)減少直接加氫的危害。大量含氫化合物在裝置中產(chǎn)生熱化學(xué)反應(yīng)，為工藝提供充足的活性氫自由基，抑制了重油自由基縮合反應(yīng)，提高了裂化反應(yīng)苛刻度，進(jìn)一步提升中間餾分油產(chǎn)出率[2]。

3 結(jié)語(yǔ)

原料劣質(zhì)化趨勢(shì)越來(lái)越明顯，減黏裂化技術(shù)需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)研究催化減黏工藝、氫氣熱化學(xué)提取，水蒸氣-活性氫快速轉(zhuǎn)化等技術(shù)供氫減黏裂化工藝以及減黏-延遲焦化聯(lián)合裝置工藝等技術(shù)，拓寬供氫劑來(lái)源，有效提高收油率和輕質(zhì)油品質(zhì)量，加強(qiáng)煉油產(chǎn)業(yè)深加工處理合理調(diào)度，充分發(fā)揮裝置大型化、自動(dòng)化、智能化技術(shù)特點(diǎn)，提高減黏裂化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和苛刻度，提高中間餾分產(chǎn)出，逐步改善減黏裂化產(chǎn)品安定性。