重油转化--21世纪石油炼制技术的焦点
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石油焦定义:石油焦(PETroleum coke)是原油经蒸馏将轻重质油分离后,重质油再经热裂的过程,转化而成的产品,从外观上看,焦炭为形状不规则,大小不一的黑色块状(或颗粒),有金属光泽,焦炭的颗粒具多孔隙结构,主要的元素组成为碳,占有80wt%以上,其余的为氢、氧、氮、硫和金属元素。
石油焦具有其特有的物理、化学性质及机械性质,本身是发热部份的不挥发性碳,挥发物和矿物杂质(硫、金属化合物、水、灰等)这些指标决定焦炭的化学性质。
性状:石油焦的形态随制程、操作条件及进料性质的不同而有所差异。
从石油焦工场所生产的石油焦均称为生焦(green cokes),含一些未碳化的碳烃化合物的挥发份,生焦就可当做燃料级的石油焦,如果要做炼铝的阳极或炼钢用的电极,则需再经高温煅烧,使其完成碳化,降低挥发份至最少程度。
大部份石油焦工场所生产的焦外观为黑褐色多孔固体不规则块状,此种焦又称为海绵焦(sponge coke)。
第二种品质较佳的石油焦叫做针状焦(needle coke)与海绵焦比,由于其具较低的电阻及热膨胀系数,因此更适合做电极。
有时另一种坚硬石油焦亦会产生,称之为球状焦(shot coke)。
这种焦形如弹丸,表面积少,不易焦化,故用途不多。
加工工艺:石油焦是以原油经蒸馏后的重油或其它重油为原料,以高流速通过500℃±1℃加热炉的炉管,使裂解和缩合反应在焦炭塔内进行,再经生焦到一定时间冷焦、除焦生产出石油焦。
用途:主要用于制取炭素制品,如石墨电极、阳极弧,提供炼钢、有色金属、炼铝之用;制取炭化硅制品,如各种砂轮、砂皮、砂纸等;制取商品电石供制作合成纤维、乙炔等产品;也可做为燃料。
煅烧石油焦一、石油焦的性质石油焦是黑色或暗灰色坚硬固体石油产品,带有金属光泽,呈多孔性,是由微小石墨结晶形成粒状、柱状或针状构成的炭体物。
石油焦组分是碳氢化合物,含碳90-97%,含氢 1.5-8%,还含有氮、氯、硫及重金属化合物。
第六章催化加氢第一节概述一.催化加氢目的石油炼制工业发展目标是提高轻质油收率和产品质量,但世界范围内原油重质化和劣质化趋势及对高品质石油产品要求越来越加剧;而一般的石油加工过程产品收率和质量往往是矛盾的,而催化加氢过程却能几乎同时满足这两个要求。
炼油工业催化加氢广义上是指在催化剂、氢气存在下对石油馏分油或重油(包括渣油)进行加工过程,根据加氢过程原料的裂解程度分为加氢裂化和加氢处理两大类。
加氢裂化是指原料通过加氢反应,使其≥10%分子发生裂化变小的加氢过程。
加氢裂化一般是在较高压力下,烃分子与氢气在催化剂表面主要进行裂解和加氢反应生成较小分子的转化过程;另外还对非烃类分子进行加氢除去O、N、S、金属及其它杂质元素。
加氢裂化按加工原料的不同,可分为馏分油加氢裂化和渣油加氢裂化。
馏分油加氢裂化原料主要有直馏汽油、直馏柴油、减压馏蜡油、焦化蜡油、裂化循环油及脱沥青油等,其目的是生产高质量的轻质产品,如液化气、汽油、喷气式燃料、柴油、航空煤油等清洁燃料和轻石脑油、重石脑油、尾油等优质化工原料。
渣油加氢裂化以常压重油和减压渣油为原料生产轻质燃料油和化工原料。
加氢精制主要用于对油品的精制及下游加工原料的处理,主要是除掉油品及原料中的O、N、S、金属及杂质,同时还使烯烃、二烯烃、芳烃和稠环芳烃选择加氢饱和,改善油品的使用性能和原料生产性能;另外还对加氢精制原料进行缓和加氢裂化。
如汽油加氢、煤油加氢、润滑油加氢精制,催化重整原料预加氢处理等。
一般对产品进行加氢改质过程称加氢精制,对原料进行加氢改质过程称加氢处理。
二. 催化加氢在炼油工业中的地位和作用近年来,世界范围内原油明显变重,原油中硫、氮、氧和重金属等杂质逐年上升;成品油市场中轻质燃料需求增加速度远高于重质燃料油,芳烃和乙烯原料的需求增长仅仅依靠原油加工量的增长已不能满足需要;环保意识日益增强,环保法规日趋严格,对生产过程清洁化及产品清洁性的要求越来越迫切。
重油加工的趋势重油加工是石油炼制过程中的重要环节,其主要目的是将重质宽馏分转化为高附加值的产品,提高炼油厂的利润和经济效益。
随着全球能源需求的增长和环境保护意识的提高,重油加工的趋势也在逐渐发生改变。
本文将重点探讨未来重油加工的发展趋势,并对其影响因素进行分析。
首先,未来重油加工的趋势将更加注重产品质量的提高。
重油是炼油厂生产的一种低附加值产品,其在燃烧过程中会产生大量的排放物,对环境造成严重污染。
为了降低污染物的排放量,未来重油加工将更加注重降低硫、氮等污染物的含量,提高产品的燃烧效率和环境友好性。
其次,重油加工将更加注重节能减排。
石油炼制过程中需要消耗大量的能源,尤其是对于重油加工过程来说,能源消耗较大。
未来的重油加工将通过采用先进的节能技术和设备,提高能源利用效率,降低能源消耗,并通过减少二氧化碳等温室气体的排放,减轻对气候变化的影响。
第三,未来重油加工会更加注重资源的高效利用。
重油加工过程中会产生大量的副产物,如焦炭、重油渣等,这些副产物会对环境造成污染,同时也浪费了有价值的资源。
未来的重油加工将通过采用废物利用技术,将副产物转化为可再生资源,实现资源的高效利用。
同时,未来重油加工将更加注重技术创新和升级。
随着科技的进步和石油炼制技术的不断发展,重油加工技术也在不断更新和升级。
未来的重油加工将采用更加高效的催化裂化、加氢裂化等技术,提高产品的转化率和选择性,降低生产成本,增强市场竞争力。
最后,重油加工将更加注重区域适应性和定制化生产。
不同地区的重油资源和市场需求存在较大的差异,未来重油加工将更加注重满足不同地区的需求。
在适应地区环境、资源等条件的基础上,重油加工将进行定制化生产,满足市场多样化的需求。
总之,未来重油加工的趋势将以产品质量的提高、节能减排、资源高效利用、技术创新和定制化生产为重点。
重油加工将更加注重环境友好性和经济效益的平衡,努力实现可持续发展。
同时,政府的政策支持和市场的竞争力也将对未来重油加工的发展起到重要作用。
石油的炼制一次加工过程是将原油用蒸馏的方法分离成轻重不同馏分的过程,常称为原油蒸馏,它包括原油预处理、常压蒸馏和减压蒸馏。
一次加工产品可以粗略地分为:①轻质馏分油(见轻质油),指沸点在约370℃以下的馏出油,如粗汽油、粗煤油、粗柴油等。
②重质馏分油(见重质油),指沸点在370~540℃左右的重质馏出油,如重柴油、各种润滑油馏分、裂化原料等。
③渣油(又称残油)。
习惯上将原油经常压蒸馏所得的塔底油称为重油(也称常压渣油、半残油、拔头油等)。
二次加工过程一次加工过程产物的再加工。
主要是指将重质馏分油和渣油经过各种裂化生产轻质油的过程,包括催化裂化、热裂化、石油焦化、加氢裂化等。
其中石油焦化本质上也是热裂化,但它是一种完全转化的热裂化,产品除轻质油外还有石油焦。
二次加工过程有时还包括催化重整和石油产品精制。
前者是使汽油分子结构发生改变,用于提高汽油辛烷值或制取轻质芳烃(苯、甲苯、二甲苯);后者是对各种汽油、柴油等轻质油品进行精制,或从重质馏分油制取馏分润滑油,或从渣油制取残渣润滑油等。
三次加工过程主要指将二次加工产生的各种气体进一步加工(即炼厂气加工)以生产高辛烷值汽油组分和各种化学品的过程,包括石油烃烷基化、烯烃叠合、石油烃异构化等。
原油加工流程是各种加工过程的组合,也称为炼油厂总流程,按原油性质和市场需求不同,组成炼油厂的加工过程有不同形式,可以很复杂,也可能很简单。
如西欧各国加工的原油含轻组分多,而煤的资源不多,重质燃料不足,有时只采用原油常压蒸馏和催化重整两种过程,得到高辛烷值汽油和重质油(常压渣油),后者作为燃料油。
这种加工流程称为浅度加工。
为了充分利用原油资源和加工重质原油,各国有向深度加工方向发展的趋势,即采用催化裂化、加氢裂化、石油焦化等过程,以从原油得到更多的轻质油品。
各种不同加工过程在生产上还组成了生产不同类型产品的流程,包括燃料、燃料-润滑油和燃料-化工等类产品的典型流程(见石油炼厂)。
常用的燃料油品汽油煤油柴油燃料重油沥青石油焦液化石油气一油品及炼制原9.1 石油炼制工艺油品分类润滑油品润滑油润滑脂石蜡理俗称黄油俗称黄油,,是润滑剂加稠化剂制成的固体或半流体,用于不宜使用润滑油的轴承用润滑油的轴承、、齿轮部位齿轮部位。
石蜡主要做包装材料石蜡主要做包装材料、、化妆品原料及蜡制品料及蜡制品,,也可做为化工原料产脂肪酸产脂肪酸((肥皂原料肥皂原料)。
)。
不同馏分有不同的沸点炼油原理一炼油原理一::原油按沸点不同分割成不同馏分原油按沸点不同分割成不同馏分。
催化重整反应:催化裂化反应一油品及炼制原炼油原理二炼油原理二::根据油品的需要根据油品的需要,,通过化学反应转化成所需要的组分转化成所需要的组分,,如催化裂化如催化裂化、、催化重整催化重整、、催化加氢化加氢、、延迟焦化等。
理石油炼制技术上一个最常用的术语“馏分馏分””就是指馏出的组分9.1 石油炼制工艺一油品及炼制原沸点小于沸点小于180℃180℃180℃为汽油馏分为汽油馏分180~350℃180~350℃为煤为煤为煤、、柴油馏分350~500℃350~500℃为减压馏分为减压馏分大于大于500℃500℃500℃为渣油为渣油理原油通过炼制可以获得几百种甚至更多的油品我国石油产品的构成百分比大体如下石油燃料72.772.7%%化工原料及石油溶剂9.1 石油炼制工艺一油品及炼制原2020%%石油沥青 2.52.5%%石油焦 2.52.5%%润滑油类 1.51.5%%石蜡0.80.8%%理原油的初加工原油常减的预处理压蒸馏压蒸馏原油的预处理原油含水在加工过程中必然增加燃料动力消耗原油含水在加工过程中必然增加燃料动力消耗,,严重时会引起蒸馏塔超压或出现冲塔现象严重时会引起蒸馏塔超压或出现冲塔现象;;脱盐脱水原油含盐大部分是氯化钠,原油含盐大部分是氯化钠,其余是氯化钙其余是氯化钙、、氯化镁氯化镁,,受热后易水解成盐酸受热后易水解成盐酸,,腐蚀设备腐蚀设备,,并容易结成盐垢堵塞管路塞管路,,而且原油中的盐在蒸馏时大都残留在重馏分油或渣油中油或渣油中,,影响二次加工过程及其产品质量影响二次加工过程及其产品质量。
石油炼制的主要过程和工艺简介石油、天然气是不同烃化合物的混合物,简单作为燃料是极大的浪费,只有通过加工处理,炼制出不同的产品,才能充分发挥其巨大的经济价值。
石油经过加工,大体可获得以下几大类的产品:汽油类(航空汽油、军用汽油、溶剂汽油);煤油(灯用煤油、动力煤油、航空煤油);柴油(轻柴油、中柴油、重柴油);燃料油;润滑油;润滑油脂以及其他石油产品(凡士林、石油蜡、沥青、石油焦炭等)。
有的油品经过深加工,又获得质量更高或新的产品。
石油加工,主要是指对原油的加工。
世界各国基本上都是通过一次加工、二次加工以生产燃料油品,三次加工主要生产化工产品。
原油在炼厂加工前,还需经过脱盐、脱水的预处理,使之进入蒸馏装置时,其各种盐类的总含盐量低于5mg/L,主要控制其对加工设备、管线的腐蚀和堵塞。
原油一次加工,主要采用常压、减压蒸馏的简单物理方法将原油切割为沸点范围不同、密度大小不同的多种石油馏分。
各种馏分的分离顺序主要取决于分子大小和沸点高低。
在常压蒸馏过程中,汽油的分子小、沸点低(50~200℃),首先馏出,随之是煤油(60~5℃)、柴油(200~0℃)、残余重油。
重油经减压蒸馏又可获得一定数量的润滑油的基础油或半成品(蜡油),最后剩下渣油(重油)。
一次加工获得的轻质油品(汽油、煤油、柴油)还需进一步精制、调配,才可做为合格油品投入市场。
我国一次加工原油,只获得25%~40%的直馏轻质油品和20%左右的蜡油。
原油二次加工,主要用化学方法或化学-物理方法,将原油馏分进一步加工转化,以提高某种产品收率,增加产品品种,提高产品质量。
进行二次加工的工艺很多,要根据油品性质和设计要求进行选择。
主要有催化裂化、催化重整、焦化、减粘、加氢裂化、溶剂脱沥青等。
如对一次加工获得的重质半成品(蜡油)进行催化裂化,又可将蜡油的40%左右转化为高牌号车用汽油,30%左右转化为柴油,20%左右转化为液化气、气态烃和干气。
如以轻汽油(石脑油)为原料,采用催化重整工艺加工,可生产高辛烷值汽油组分(航空汽油)或化工原料芳烃(苯、二甲苯等),还可获得副产品氢气。
浅谈催化裂化工艺及催化剂的技术进展催化裂化工艺及催化剂的技术发展至今经过了几十年的时间,该种技术在工业领域中得到了广泛的应用,并且在未来的发展前景客观。
基于此本文结合国内外催化裂化工艺及催化剂的技术进展,阐述当代催化裂化工艺及催化剂的特点和具体技术应用。
标签:催化裂化工艺;催化剂;能源开发石油化学工业作为化学工业的重要组成部分是近代发达国家的重要工业,然而20世纪70年代后由于原油价格的上涨而导致石油的发展速度急剧下降,而催化裂化工艺由于其拥有着较低的投资操作成本、高转化率以及原材料适应性强发展成为了实际炼油过程中的核心工艺,而且经过数十年的发展其技术比较成熟稳定,成为了炼化重油的一种较为重要的手段。
1 催化裂化工艺的技术进展1.1 当代催化裂化工艺的特点分析当代化工催化裂化工艺的特点如下:①技术稳定,可持续性应用;催化裂化工艺(英文缩写RFCC)一般由再生系统、分馏系统、吸收-稳定系统三部分组成,是石油二次加工的主要方法之一。
在高温和催化剂的作用下,使重质油发生裂化反应,转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。
虽然目前世界对于重油提炼的工艺趋于成熟稳定,但就目前环境问题来讲各项技术仍有待提高,重油提炼出现了原材料的价格问题、环境问题、规格问题、石油化工的发展问题。
但是,催化裂化工艺对于环境保护法律规定的要求已经基本满足,使得此项技术未来可以取得长足的发展空间;②应用广泛;石油仍然是目前世界所需的重要能源,对于石油加工的新工艺就显得尤为重要,发达国家对于石油工业的生产水平已经占据前列,我国从20世纪60年代开始着手钻研石油工業也逐步迈入世界顶尖行列,目前我国自主研制的石油催化裂化工艺基本全方位覆盖本国石油行业,排入世界前列。
MGD和MIP工艺、催化汽油改制技术、催化裂化组合工艺、用添加剂强化的催化裂化工艺等已经被我国灵活运用到生产、生活等各个领域。
随着我国自主研究人员的不断努力,我国开发的催化裂化工艺可以有效的为各个企业取得优秀的经济效益,以及减轻原有重油炼制手段对于环境的危害。
石油炼制技术进展昆明理工大学化学工程学院二〇一三年五月-------------------------------------------------------石油炼制是国民经济的支柱产业和基础产业,资源、资金、技术密集,产业关联度高,经济总量大,产品应用范围广,在国民经济中占有十分重要的地位。
石油炼制工艺一般是指将原油加工成各种燃料(汽油、煤油、柴油)、润滑油、石蜡、沥青等石油产品或石油化工原料(如正构烷烃、苯、甲苯、二甲苯等)的工艺过程。
石油炼制技术大致经历了如下阶段:第一阶段:20世纪初,热裂化重油生产汽油;第二阶段:30~40年代,催化裂化(SiO2-Al2O3);第三阶段:50年代,铂重整(促进加氢技术发展);第四阶段:60年代,分子筛裂化催化剂;第五阶段:70~80年代,重质油轻质化;第六阶段:90年代,清洁油品的生产。
目前石油炼制工艺及相互关系如图1。
催化对石油炼制技术的发展贡献巨大,如图2。
图1石油炼制工艺及其相互关系图2催化对石油炼制技术发展的重要作用示意图1、常减压蒸馏技术常减压蒸馏是原油加工的第一道工序,将原油进行初步的处理、分离,为二次加工装置提供合格的原料,其流程简图如图3。
常减压蒸馏装置的构成:一般包括:电脱盐、常压蒸馏、减压蒸馏三部分,有些装置还有:航煤脱硫醇、初馏塔等部分。
常减压蒸馏主要产品:常压系统,石脑油、重整原料、煤油、柴油等产品。
减压系统:润滑油馏分、催化裂化原料、加氢裂化原料、焦化原料、沥青原料、燃料油等。
常减压蒸馏发展的趋势:总体原油加工能力不会有大的增长;装置数目不断减少;装置能力不断扩大。
图3常减压蒸馏流程简图2、催化裂化技术催化裂化是在酸性催化剂作用下,通过裂化反应将重质油转化为轻质油的加工工艺。
其操作条件:460~570 ℃、1~2大气压。
催化裂化的化学反应包括,裂解、异构化、烷基转移、歧化、氢转移、环化、缩合、叠合、烷基化等反应是主要过程。
中国石油大学(北京)石油的催化裂化学号:xxxxxxxx班级:xxxxx 姓名:xxx石油炼制的催化裂化石油炼制工艺的目的可概括为:①提高原油加工深度,得到更多数量的轻质油产品;②增加品种,提高产品质量。
然而,原油经过一次加工(常减压蒸馏)只能从中得到10%~40%的汽油、煤油和柴油等轻质油品,其余是只能作为润滑油原料的重馏分和残渣油。
但是,社会对轻质油品的需求量却占石油产品的90%左右。
同时直馏汽油辛烷值很低,约为40~60,而一般汽车要求汽油辛烷值至少大于70。
所以只靠常减压蒸馏无法满足市场对轻质油品在数量和质量上的要求。
这种供求矛盾促进了炼油工艺的发展。
催化裂化技术是重油轻质化和改质的重要手段之一,已成为当今石油炼制的核心工艺之一。
催化裂化技术的发展概况最早的工业催化裂化装置出现于1936年,从技术发展的角度来说,催化裂化的发展最基本的是反应-再生型式和催化剂性能两个方面的发展。
催化裂化的工艺特点及实质450℃~510℃条件下,在催化剂的存在下,发生一系列化学反应,转化生成气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭的过程。
催化裂化过程具有以下几个特点:⑴轻质油收率高,可达70%~80%;⑵催化裂化汽油的辛烷值高,汽油的安定性也较好;⑶催化裂化柴油十六烷值较低,常与直馏柴油调合使用或经加氢精制提高十六烷值,以满足规格要求;⑷催化裂化气体,C3和C4气体占80%,其中C3丙烯又占70%,C4中各种丁烯可占55%,是优良的石油化工原料和生产高辛烷值组分的原料。
根据所用原料,催化剂和操作条件的不同,催化裂化各产品的产率和组成略有不同,大体上,气体产率为10%~20% ,汽油产率为30%~50%,柴油产率不超过40%,焦炭产率5%~7%左右。
由以上产品产率和产品质量情况可以看出,催化裂化过程的主要目的是生产汽油。
我国的公共交通运输事业和发展农业都需要大量柴油,所以催化裂化的发展都在大量生产汽油的同时,能提高柴油的产率,这是我国催化裂化技术的特点。
炼油设计PETROLEUM REFINERY ENGINEERING1999年第29卷第12期V ol.29 No.12 1999重油转化——21世纪石油炼制技术的焦点李志强摘要:由于常规石油资源的可利用量日益减少,在全世界资源中数量相当可观的重质原油将成为21世纪的重要能源。
同样,我国大多数原油较重,减压渣油含量一般高达40%~50%,甚至更高。
因此,如何采用脱碳和加氢等转化工艺加工重质原油或渣油就成为当今世界各国石油加工的重要课题和提高炼油厂经济效益的重要手段。
主题词:重质原油渣油加工综合利用催化裂化加氢处理延迟焦化沥青燃料油技术发展水平HEAVY OIL UPGRADING——A FOCUS OFPETROLEUM REFINING TECHNIQUES IN 21ST CENTURYLi ZhiqiangBeijing Design Institute of SINOPEC Engineering Incorporation(Beijing,100011)Abstract Because the conventional petroleum resources are becoming increasingly short,heavy crude becomes an important energy source in the 21st century due to its considerable reserves.Most of the Chinese crudes are heavy crudes.Of which the vacuum reside contents are generally 40%~50%,or even higher.Therefore,by decarbonization and hydroupgrading to process heavy crude or residue is important problems of petroleum processing in the world and important methods to enhance economic benefits of the refineries.Heavy oil upgrading is an important petroleum refining technique in the 21st century. Keywords heavy crude,residue,processing,comprehensive utilization,catalyticcracking,hydrotreating,delayed coking,asphalt,fuel oil,state-of-the-art全世界常规石油资源的可供利用量在日益减少,而重质原油资源量超过6 Tt,因而重质原油将成为21世纪的重要能源。
我国大多数原油较重,减压渣油的含量一般高达40%~50%。
特别需要指出的是在减压渣油中,重质非饱和烃组分占一半以上,除芳香组分含一些非烃类外,其他主要的非烃组分都在胶质和沥青质中(尤其是胶质)。
此外,产量日益增长的稠油,其相对密度高达0.98以上。
因此如何转化这些重质原油和大量的减压渣油,就成为21世纪我国炼油工业的重要课题。
近年来,由于国内对石油产品需要的迅速增长、轻质油与重质油价格差异的加大以及政府税收和政策性的调节,促使石化企业、科研开发和工程设计单位联合,以探索有效利用重油的商业政策和致力于开发与完善各种重油转化工艺。
因此,我国在重油转化领域已取得了许多重大的技术进展,如脱碳和加氢工艺有了新的发展与突破、溶剂萃取沥青和胶质的改性工艺日趋完善、以及许多不同工艺联合的组合工艺等,为重油转化提供了多种可供选择的手段。
1 脱碳工艺延迟焦化和重油催化裂化在脱碳工艺中仍占主导地位,是重要的重油加工手段。
1.1延迟焦化1.1.1 世界延迟焦化现状据资料统计,1991年世界主要地区延迟焦化装置约有81套,处理能力达110.41 Mt/a;到1994年增加到112套,处理能力增至143.0 Mt/a;1997年初全世界延迟焦化总处理能力达185.57 Mt/a;1998年初延迟焦化装置增加到133套,总处理能力增加到190.51 Mt/a。
1997年初全世界有焦化装置的国家为26个,1998年为28个。
1997年和1998年初世界焦化处理能力排名前10位的国家见表1。
表1 1997年和1998年初焦化处理能力世界排名前10位国家Mt/a*按我国统计应为16.01 Mt/a。
据预测,到2000年美国将增加延迟焦化能力约11.40~15.37 Mt/a。
今后20年内美国将为延迟焦化投资70×108US,其中30×108US用来增加生产能力,10×108US维持装置生产能力,其余30×108US用于满足空气清洁修正案要求所需的项目。
1.1.2国外延迟焦化技术的进展国外延迟焦化技术的发展以美国为代表,其显著特点之一是装置规模趋于大型化。
据1997年统计,单套装置规模一般在1.75~3.0 Mt/a,最大的为5.45 Mt/a(见表2)。
表2 1997年美国焦化装置加工能力①灵活焦化;②流化焦化。
美国焦化技术以Foster Wheeler Energy(FW)公司的延迟焦化技术为代表。
该公司从1982—1995年共设计延迟焦化装置47套。
1990—1995年,世界上(除中国外)建设的54套延迟焦化装置中,有20套是采用FW公司技术建设的。
1998年,该公司为印度Reliance工业有限公司炼油厂设计建成的延迟焦化装置处理能力达6.73 Mt/a。
该公司为委内瑞拉Sincor炼油厂设计的处理能力为7.7 Mt/a的延迟焦化装置,预计2002年2月建成。
对于生产燃料级焦炭的延迟焦化装置来说,该公司的技术特点是采用低压和超低循环比,以确保获得最大的液体产品收率。
(1)焦炭塔的典型设计操作压力为0.103 MPa,焦化分馏塔顶受液罐压力为0.014 MPa。
(2)循环比主要用来控制馏分油的干点和质量。
该公司推荐采用的超低循环比为0.05。
如果下游装置允许重焦化馏分油产品有较高的干点、金属含量和康氏残炭,则循环比可以低至零。
(3)生焦周期一般为16~18 h。
国外延迟焦化技术的进展主要表现在以下几个方面:(1)焦化工艺操作技术①生产燃料级焦提高液体产品收率的工艺改进;②采用馏分油循环的低压焦化操作技术;③生产阳极焦和针状焦的设计改进;④焦炭塔采用消泡剂技术。
(2)主要焦化设备的改进①对加热炉进行优化设计,采用新炉型(双面辐射炉);加热炉管在线清焦、多点注汽;加热炉设计的灵活性。
②适当加大焦炭塔塔径以提高焦化装置的生产能力、降低单位投资、改进焦炭质量和节能。
目前美国焦炭塔直径一般为8 m,单塔处理能力为0.5 Mt/a。
③在分馏塔的喷淋室下面设挡板代替填料构件,以防止填料塔结焦堵塞。
④水力除焦及中子料位计都有所改进。
1.1.3我国延迟焦化的现状和水平据1997年资料统计,我国正在运行的延迟焦化装置共24套(其中22套分布在原中国石化总公司的21个炼油厂中,总设计能力为12.80 Mt/a),1998年加工能力可达16.01 Mt/a,1997年实际加工量为13.38 Mt。
从总体来看,我国焦化加工能力仅次于美国,居世界第二位。
但在单套装置规模上和单塔、单炉能力上均较小,平均单套装置规模为0.64 Mt/a,最大的为1.0 Mt/a。
我国各延迟焦化装置循环比一般按0.40设计。
在实际生产中,各炼油厂根据各自的情况采用不同的循环比操作,一般为0.60~0.25。
若要多生产汽油柴油,则采用大循环比;若要增加处理量,则可采用小循环比。
如果循环比降至0.20操作,在基本不增加设备和投资的情况下,处理量就可提高20%。
若将目前这22套装置(原中国石化总公司系统)都按0.20循环比操作,其总加工能力将可达17.76 Mt/a。
如把循环比降至零(即单程转化),则加工能力可达到20.72 Mt/a。
因此,在有相应保障措施的情况下,采用低循环比或超低循环比,甚至零循环比操作,则是提高延迟焦化装置处理能力、增加液体产品收率的经济有效的方法。
上海石油化工股份有限公司正在建设的1.0 Mt/a延迟焦化装置,采用一炉两塔流程,实现了装置和设备大型化,其焦炭塔直径达8.4 m,为国内最大。
引进了国外先进的双面辐射、炉管多点注汽和在线清焦等技术以及先进的水力除焦设备,可使我国延迟焦化装置水平大大提高一步。
预计该装置将在1999年底建成投产。
1.2重油催化裂化美国是世界上最早开发重油催化裂化的国家之一。
据报道,近年来美国催化裂化(FCC)装置在掺炼重油方面没有多大变化,一般重油催化裂化(RFCC)装置原料的残炭值平均为2%~4%。
据UOP公司介绍,Ashland的RFCC 装置10多年来,一直加工常压渣油,渣油的平均残炭水平为6%~8%,重金属(Ni+V)含量为30~40 μg/g;短期内曾加工过残炭高达10%、重金属(Ni+V)含量达69 μg/g、K值为11.7~11.8的重质原料。
这是至今看到的加工原料最重、金属含量最高的装置之一。
另据报道Kellogg公司RFCC技术可加工100%常压渣油。
它设计的德克萨斯州Corpus Christi市的V alero 炼油厂的RFCC装置原料的残炭为7.1%。
在澳州Altona的Mobil公司炼油厂的RFCC装置加工100%常压渣油,其残炭为6.61%。
FCC装置是我国重油深度加工的最主要装置。
从渣油转化量来看,已仅次于延迟焦化而成为我国第二位的渣油转化工艺,而其产品质量和经济效益却远远高于延迟焦化装置。
特别是随着原油和成品油价格与国际市场接轨,RFCC在炼油工业中的地位将日趋重要。
自1993年大庆常压渣油FCC装置在石家庄炼油厂建成投产以来,RFCC技术得到了迅速发展。
由中国石化集团北京设计院设计的全部加工重油的RFCC装置,最大规模达2.0 Mt/a(RFCC)和1.80 Mt/a(ARGG),其再生器直径达14 m以上,能量回收机组的烟气轮机功率达18 MW以上,大型三级旋风分离器的直径达6.6 m,且全部用国内开发的技术进行制造。
值得一提的是新近由中国石化集团石油化工科学研究院、北京设计院和燕山石油化工公司等单位联合开发的全大庆减压渣油FCC工艺,采用专门设计的新型渣油裂化催化剂、封闭式提升管出口剂油快速分离器、富氧再生、新型高效原料雾化喷嘴、新的进料段设计、短接触时间的提升管反应、提升管混合温度控制、大剂油比操作等15项技术,对北京燕山石油化工公司II套RFCC装置进行了全面技术改造,在加工大庆原油情况下,减压渣油的掺炼率可达75%~100%。