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溶劑脫瀝青技術(shù)應(yīng)用與進(jìn)展

2023-10-14 07:51廖志新羅濤王紅孔佳駿申海平管翠詩(shī)王翠紅佘玉成
化工進(jìn)展 2023年9期
關(guān)鍵詞:重油渣油催化裂化

廖志新,羅濤,王紅,孔佳駿,申海平,管翠詩(shī),王翠紅,佘玉成

(中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院有限公司, 北京 100083)

中國(guó)2021 年進(jìn)口原油5.13 億噸,對(duì)外依存度達(dá)到72%,為保障能源安全需提高國(guó)內(nèi)油氣產(chǎn)量。國(guó)內(nèi)原油加工量保持在高位,2021 年突破7 億噸,同比增長(zhǎng)4.3%,主要化學(xué)品總產(chǎn)量增長(zhǎng)5.7%,成品油表觀消費(fèi)量增加10.3%。不斷增加的消費(fèi)量給原油開(kāi)采及煉化提出更高要求,一些已開(kāi)發(fā)50 多年的油田隨資源品位下降只能開(kāi)采“薄、小、碎、深”的油藏,提高效益和穩(wěn)定生產(chǎn)的難度陡增,原油質(zhì)量波動(dòng)及性質(zhì)特點(diǎn)變化愈加復(fù)雜[1]。國(guó)內(nèi)油田后期開(kāi)發(fā)、劣質(zhì)原油進(jìn)口增加、汽油質(zhì)量提升、催化/加氫裝置摻渣比降低等因素使渣油/劣質(zhì)剩余油數(shù)量增加[2]。渣油等重質(zhì)油Н/С 原子比低、劣質(zhì)組分(殘?zhí)恐怠⒘?、氮、金屬)含量高[3-4],存在大量膠質(zhì)、瀝青質(zhì)及與之結(jié)合的金屬,黏度高、密度大、運(yùn)輸性能差,易使催化劑結(jié)焦失活,污染、腐蝕、堵塞反應(yīng)器和閥門(mén)設(shè)備管線等[5-6]。煉油產(chǎn)業(yè)亟需一批高效節(jié)能、安全環(huán)保、可實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用的關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)強(qiáng)、粗向精、全面高質(zhì)量發(fā)展。提高渣油等重質(zhì)油轉(zhuǎn)化深度、輕質(zhì)油質(zhì)量及煉油廠盈利能力已成為重油加工技術(shù)的發(fā)展熱點(diǎn)[7]。

劣質(zhì)重油加工路線可按加氫和脫碳分類(lèi)。加氫按反應(yīng)器形式分固定床、沸騰床和懸浮床。脫碳分焦化、減黏裂化、溶劑脫瀝青、催化裂化等。脫碳工藝成本低,可處理過(guò)剩渣油及加氫未轉(zhuǎn)化油,適應(yīng)煉油廠總流程變化,提高煉油廠效益,副產(chǎn)的高等級(jí)石油焦等產(chǎn)品市場(chǎng)需求大,在低油價(jià)下有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。溶劑脫瀝青(SDA)技術(shù)[8-9]是液液萃取的物理分離過(guò)程,可歸類(lèi)于脫碳,用于處理減壓渣油(VR)等重質(zhì)油,根據(jù)渣油中不同類(lèi)型分子在輕烴類(lèi)溶劑中溶解度不同而進(jìn)行分離,可脫除渣油、油砂瀝青[10]中高殘?zhí)亢考暗宛ざ戎笖?shù)的膠質(zhì)/瀝青質(zhì)、多環(huán)芳烴、含金屬的非烴化合物等。SDA工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、裝置投資小、建設(shè)周期短、操作費(fèi)用低[11]、環(huán)境污染小,可與其他工藝技術(shù)進(jìn)行靈活組合,顯著提高VR等重質(zhì)原料轉(zhuǎn)化率和配套的加氫或催化裂化裝置操作穩(wěn)定性,降低裝置操作苛刻度及投資運(yùn)行成本[12],提高產(chǎn)品結(jié)構(gòu)靈活性,從而提高經(jīng)濟(jì)效益。

1 溶劑脫瀝青技術(shù)應(yīng)用

SDA 可將瀝青質(zhì)、對(duì)裂化/加氫催化劑有害的重金屬及雜原子化合物等濃縮于脫油瀝青(DOA)中,得到雜質(zhì)含量低、裂化性能好的脫瀝青油(DAO)。DOA 可直接調(diào)和成道路瀝青或氧化成建筑瀝青,也可用于生產(chǎn)石油瀝青或?yàn)r青黏合劑、隔熱材料、防水和防腐材料,還可以作為氣化、煉焦、熱縮聚原料等。DAO 后續(xù)精制后,可用作生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)、航空、氣缸、壓縮機(jī)、變速器和潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油等[13]。兩段式SDA 工藝可進(jìn)一步將DAO 分成輕脫瀝青油(LDAO)和重脫瀝青油(HDAO)。SDA 溶劑常采用C3~C6輕質(zhì)烷烴,丙烷適于生產(chǎn)潤(rùn)滑油原料,丁烷或丙丁烷混合溶劑適于生產(chǎn)催化裂化原料,戊烷SDA 與重油加氫組合可改善加氫原料性質(zhì),延長(zhǎng)催化劑使用壽命,改質(zhì)產(chǎn)品提供更多的催化裂化原料。全球有超百套不同工藝SDA 裝置,國(guó)外環(huán)球油品公司(UOP)/福斯特惠勒公司(FW)的Demex 工藝及凱洛格·布朗·路特公司(KBR)的ROSE 工藝技術(shù)應(yīng)用更廣,F(xiàn)W 公司的LEDA 工藝和法國(guó)石油研究院(IFP)的Solvahl 工藝等也占有部分市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)以中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院有限公司(RIPP,簡(jiǎn)稱(chēng)石科院)的RFSD等工藝技術(shù)具有代表性。

1.1 技術(shù)特點(diǎn)

SDA 基本原理是利用VR 等重質(zhì)油中各組分在低分子量烴類(lèi)溶劑(С3~С6)中的溶解度不同進(jìn)行的液-液萃取過(guò)程,是純物理溶解的質(zhì)量傳遞過(guò)程。溶解過(guò)程依分子相似原理,渣油中相對(duì)分子質(zhì)量較小的飽和烴和芳烴較易溶解,膠質(zhì)次之,瀝青質(zhì)則較差,甚至不溶。溶劑與渣油接觸后,渣油中大部分的飽和烴、部分芳烴、少部分膠質(zhì)溶解在溶劑中形成輕組分相(富溶劑相);少部分飽和烴、部分芳烴、大部分膠質(zhì)、不溶的瀝青質(zhì)和少部分溶劑形成重組分相(富瀝青質(zhì)相);輕組分相和重組分相形成液-液相平衡。原料相同時(shí)對(duì)渣油的溶解能力隨著烴類(lèi)溶劑分子量的增加而增大,但選擇性降低,更多的膠質(zhì)進(jìn)入到DAO 中導(dǎo)致性質(zhì)變差。與常規(guī)蒸餾相比,SDA能夠在較低的分離溫度下得到分子量更大、沸點(diǎn)更高的餾分。

不受原料組成和性質(zhì)限制及避免高殘?zhí)亢透呓饘俸恐萍s的技術(shù)優(yōu)勢(shì),使SDA 在煉油工業(yè)中占有重要地位[14]。通過(guò)SDA對(duì)高黏度重油和天然瀝青改質(zhì)能顯著降低其黏度和運(yùn)輸成本,脫除膠質(zhì)/瀝青質(zhì)、深度脫金屬、部分脫硫氮,得到雜質(zhì)含量低的DAO。優(yōu)先分離瀝青質(zhì)還能解決稀釋/混合時(shí)膠體不穩(wěn)定的問(wèn)題,油砂瀝青提質(zhì)也有工業(yè)應(yīng)用[15],工藝流程如圖1所示,冷湖天然瀝青經(jīng)SDA處理后DAO 產(chǎn)率>60%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),密度和黏度達(dá)到管道運(yùn)輸要求[16]。

圖1 油砂瀝青提質(zhì)工藝示意圖

SDA過(guò)程無(wú)熱化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)物裂化性能好,可作為催化裂化和熱裂化前置工藝,精制各種不同性質(zhì)組成的VR、未轉(zhuǎn)化油等,增加轉(zhuǎn)化率和加工深度,提高產(chǎn)品質(zhì)量,延長(zhǎng)催化劑壽命,降低催化劑用量和工藝成本。經(jīng)SDA 工藝得到DAO 進(jìn)行加氫處理的氫耗比不經(jīng)SDA 的重油原料加氫處理減少35%[17]。

煉油技術(shù)發(fā)展日臻成熟,新裝置在選擇工藝時(shí)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性將起決定作用,SDA在降低能耗后具有多方面技術(shù)優(yōu)勢(shì)。SDA 典型工藝溫度范圍為50~235℃,壓力范圍為20~40bar(1bar=100kPa)。根據(jù)原料和產(chǎn)品質(zhì)量使用從С3~С6等不同溶劑,將重質(zhì)原料分離為兩個(gè)(DAO、 DOA) 或三個(gè)(LDAO、HDAO、DOA)產(chǎn)品。寧愛(ài)民等[18]基于塔河原油殘?zhí)恐怠⒘?、酸、瀝青質(zhì)、金屬含量高及輕餾分油收率低等特點(diǎn),對(duì)比了其常壓閃蒸+SDA 與常壓蒸餾+延遲焦化兩種組合工藝,總液收分別為78.77%、69.30%,并且常壓閃蒸+SDA 具有操作溫度低、減緩裝置腐蝕等顯著優(yōu)勢(shì)。圖2是DAO收率與各項(xiàng)指標(biāo)間的關(guān)系,具體選擇工藝路線及操作條件應(yīng)根據(jù)原料性質(zhì)、煉廠定位、產(chǎn)品方案、技術(shù)水平、投資規(guī)模等多方面統(tǒng)籌考慮。

圖2 DAO收率與各項(xiàng)指標(biāo)

1.2 國(guó)外技術(shù)

行業(yè)領(lǐng)先的SDA 技術(shù)有UOP 的Demex 技術(shù)、KBR 的ROSE 技 術(shù)、FW 的LEDA 工 藝、IFP 開(kāi) 發(fā)Axens許可的Solvahl工藝等?,F(xiàn)行技術(shù)工藝流程相似,多為亞臨界抽提,超臨界溶劑回收,在內(nèi)構(gòu)件、混合/萃取/溶劑回收流程和操作條件方面有所不同。

1.2.1 ROSE工藝

ROSE 工藝于1979 年由Kerr-McGee 公司開(kāi)發(fā),1995 年凱洛格(Kellogg)公司買(mǎi)斷了專(zhuān)利技術(shù)。1998 年Kellogg 公司與布朗·路特公司合并為KELLOGG BROWN & ROOT(KBR),現(xiàn)KBR 在全球已有60 余套R(shí)OSE 技術(shù)轉(zhuǎn)讓。ROSE 工藝具有DAO 產(chǎn)量和質(zhì)量高、可靈活調(diào)整、超臨界回收溶劑成本低、DAO 中瀝青質(zhì)殘留量≤200μg/g 等優(yōu)勢(shì)[19],表1 是ROSE 工藝 近20 年產(chǎn)能>10000 桶/天的專(zhuān)利授權(quán)總結(jié)。

表1 ROSE工藝近20年高產(chǎn)能專(zhuān)利授權(quán)

常規(guī)兩產(chǎn)品渣油SDA 技術(shù)產(chǎn)出的DOA 太硬,難以直接作道路瀝青,而通過(guò)降低DAO 收率提高道路瀝青質(zhì)量并不經(jīng)濟(jì)。KBR三產(chǎn)品ROSE工藝在兩產(chǎn)品流程基礎(chǔ)上增加中間產(chǎn)物的抽出,如圖3中紅色流程所示,分離出的HDAO用于生產(chǎn)道路瀝青或陽(yáng)極焦,拓寬煉廠產(chǎn)品分布,增加經(jīng)濟(jì)效益和操作靈活性。KBR 的Aquaform 瀝青造粒技術(shù)所得瀝青質(zhì)顆粒尺寸為l~3mm,可磨性指數(shù)HGI>70,耐粉塵易于儲(chǔ)存和運(yùn)輸至終端用戶(hù)(水泥、鋼鐵、電力行業(yè)等),熱值比焦化的燃料級(jí)石油焦高20%~50%,經(jīng)濟(jì)性更高[20]。

圖3 兩產(chǎn)品及三產(chǎn)品ROSE渣油SDA

1.2.2 Demex工藝

Demex工藝所屬UOP公司[21],1977年在美國(guó)得克薩斯煉油廠實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,1996年UOP與FW公司簽署合作協(xié)議共享SDA技術(shù)。Demex采用管道靜態(tài)混合、兩段沉降、溶劑超臨界回收等工藝,應(yīng)用順流抽提技術(shù)和平行擾流板(PIP)內(nèi)構(gòu)件降低了溶劑比,減少了投資運(yùn)營(yíng)成本,表2是2010年后應(yīng)用Demex 工藝建成的產(chǎn)能>10000 桶/天的裝置。Demex工藝三產(chǎn)品流程也是在兩產(chǎn)品基礎(chǔ)上增加中間產(chǎn)物的抽出,如圖4 中紅色流程所示。與Sulzer合作開(kāi)發(fā)了規(guī)整填料及用于多級(jí)逆流接觸器和LDAO/HDAO 分離器的內(nèi)構(gòu)件,整體提高了萃取效率,得到的DAO產(chǎn)量和質(zhì)量都有提升。

表2 Demex工藝2010年后建成裝置

圖4 Demex兩產(chǎn)品及三產(chǎn)品渣油SDA

Demex 工藝與ROSE 工藝溶劑進(jìn)料比不同[22],ROSE工藝溶劑進(jìn)料比為8∶1,Demex 工藝僅需5∶1,溶劑回收的設(shè)備尺寸和能耗降低,優(yōu)化資本和運(yùn)營(yíng)成本。UOP/FW的瀝青焦化技術(shù)(ASCOT)是SDA與瀝青延遲焦化技術(shù)的組合,通過(guò)裝置間熱集成提高能效,增加裂解原料的產(chǎn)品產(chǎn)量,并降低殘?jiān)a(chǎn)量[23]。

1.2.3 Solvahl工藝

Solvahl 是IFP 開(kāi)發(fā)的專(zhuān)利技術(shù),現(xiàn)屬于法國(guó)Axens 公司。Solvahl 工藝用于處理未轉(zhuǎn)化的常壓渣油(AR)及VR,常與Axens 的另一項(xiàng)沸騰床加氫專(zhuān)利技術(shù)H-Oil組合應(yīng)用。Solvahl采用C3~C6溶劑,有兩個(gè)溶劑注入點(diǎn),逆流運(yùn)行,溶劑進(jìn)料比低。圖5 是Solvahl 工藝流程示意圖,2008 年以前共12 套工業(yè)裝置運(yùn)行,總產(chǎn)能690×104t/a,近年新工業(yè)裝置投產(chǎn)的報(bào)道較少。恒力石化2000×104t/a 煉化一體化項(xiàng)目于2016年簽約了Axens的重油加氫裂化組合工藝,規(guī)模為1150×104t/a,包含兩套平行的HOil沸騰床加氫裝置轉(zhuǎn)化VR,一套Solvahl裝置加工未轉(zhuǎn)化的渣油,產(chǎn)出的DAO 去加氫裂化,DOA 去氣化。

圖5 Solvahl工藝流程示意圖

1.2.4 技術(shù)對(duì)比

傳統(tǒng)SDA 采用蒸發(fā)法回收溶劑,分離過(guò)程相變潛熱大[24],20 世紀(jì)占有SDA 市場(chǎng)的主要是KBR的ROSE 工藝和FW 公司的LEDA 工藝。SDA 的核心技術(shù)亞臨界抽提及超臨界溶劑回收已廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外,裝置整體能耗大幅下降,穩(wěn)定性也有保障。新建或改建SDA 裝置應(yīng)優(yōu)先考慮采用亞臨界抽提、超臨界溶劑回收技術(shù),可明顯降低能耗,且占地少、設(shè)備投資低。DEMEX、SOLVAHL工藝的劑油比更小,動(dòng)力消耗、設(shè)備投資相應(yīng)降低,設(shè)備體積更小,利于平面布置。國(guó)外SDA 技術(shù)對(duì)比見(jiàn)表3。

表3 國(guó)外SDA技術(shù)對(duì)比

21 世紀(jì)以來(lái),新上裝置的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)集中在進(jìn)一步降低能耗和裝置大型化。用戶(hù)會(huì)在產(chǎn)品要求、總投資、全廠產(chǎn)品方案及系統(tǒng)配套方面綜合比選。LDAO和HDAO是良好的潤(rùn)滑油、催化裂化、加氫裂化原料,現(xiàn)代化的煉廠根據(jù)行業(yè)新變化、全廠生產(chǎn)情況有靈活改變產(chǎn)品方案的需求,因此可同時(shí)產(chǎn)出三產(chǎn)品的兩段式脫瀝青工藝更受市場(chǎng)青睞。

1.3 國(guó)內(nèi)技術(shù)

我國(guó)SDA 技術(shù)起步略晚,首套SDA 裝置于1958年在蘭州煉油廠建成,現(xiàn)有SDA裝置近30套,年總生產(chǎn)能力接近9Mt[26]。國(guó)內(nèi)SDA 裝置多采用丙烷兩段脫瀝青工藝,代表性的有RIPP-RFSD工藝、中國(guó)石油大學(xué)-SELEX Asp工藝等。

1.3.1 RFSD工藝

RFSD 是中國(guó)石化石科院針對(duì)重油在不同溶劑體系下溶解和傳質(zhì)特性開(kāi)發(fā)的SDA 技術(shù)。具有DAO 產(chǎn)品質(zhì)量好、收率高、能耗低和操作靈活等特點(diǎn)。中國(guó)石化石科院還開(kāi)發(fā)了以RFSD為龍頭的催化-RFSD、緩和熱轉(zhuǎn)化-RFSD、RFSD-加氫處理-催化裂化-DOA氣化、RFSD-催化裂化-DOA氣化、RFSD-延遲焦化等重油加工系列組合工藝及配套的DOA 產(chǎn)品利用方案,均已進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。圖6 是RFSD 一段工藝流程示意圖。

圖6 RFSD一段工藝流程示意圖

中海油寧波大榭石化有限公司的160×104t/a 的丁烷兩段SDA 裝置是最大規(guī)模的國(guó)內(nèi)自有技術(shù)應(yīng)用。于2022 年2 月一次開(kāi)車(chē)成功并生產(chǎn)出合格產(chǎn)品,標(biāo)志著中國(guó)石化自主開(kāi)發(fā)RFSD大型化技術(shù)成功工業(yè)應(yīng)用。該裝置以VR 為原料、以丁烷為溶劑,采用兩段抽提工藝生產(chǎn)LDAO、HDAO 和DOA三種產(chǎn)品。為豐富重油加工手段,生產(chǎn)重質(zhì)光亮油原料并改善加氫/催化裂解原料性質(zhì),LDAO作生產(chǎn)光亮油原料,HDAO 和DOA 根據(jù)原料性質(zhì)和市場(chǎng)情況綜合利用。各RFSD工藝裝置見(jiàn)表4。

1.3.2 SELEX Asp工藝

SELEX Asp是中國(guó)石油大學(xué)開(kāi)發(fā)的超臨界溶劑梯級(jí)分離脫瀝青耦合瀝青造粒技術(shù)[27]。采用超臨界戊烷連續(xù)萃取重油,分離出LDAO 和HDAO,以噴霧造粒分離回收溶劑和殘?jiān)?,可處理軟化點(diǎn)>150℃的瀝青,直接獲得瀝青粉更易于后續(xù)應(yīng)用,圖7為SELEX Asp 中試裝置的流程圖[28]。SDA 結(jié)合噴霧造粒突破了傳統(tǒng)SDA 對(duì)DAO 收率的制約[29],DAO 質(zhì)量收率達(dá)70%~85%,殘?zhí)恐岛椭亟饘倜摮史謩e達(dá)到50%和70%,并可將DAO 靈活地分為多個(gè)餾分,大幅改善重油輕質(zhì)化加工性能。DAO 中質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)85%的溶劑可在超臨界狀態(tài)下高壓直接回收,無(wú)需降壓氣化,瀝青中回收溶劑無(wú)需高溫加熱爐。

圖7 SELEX Asp工藝流程示意圖

2009 年中國(guó)石油遼河石化公司建成300 桶/天的工業(yè)示范廠,可將95%的C7瀝青質(zhì)、70%的鎳和釩及50%的殘?zhí)繚饪s到DOA 中(15%~30%)。DAO 黏度遠(yuǎn)低于渣油原料,易于加氫處理和催化裂化。在固定床加氫/流化床催化裂化(FCC)前組合SELEX Asp工藝,液收質(zhì)量分?jǐn)?shù)比焦化工藝提高3%~5%,且大幅降低催化劑中毒概率,延長(zhǎng)了催化劑壽命。山東一套產(chǎn)能16000 桶/天的SELEX Asp自2015年起運(yùn)行,為加氫裂化供應(yīng)原料,顯著提高了輕油收率。

SELEX Asp 在處理催化裂化油漿已有應(yīng)用,2015—2016年兩套產(chǎn)能為4000桶/天的工業(yè)裝置成功運(yùn)行,可去除催化裂化油漿中約96%的金屬,解決了制約催化裂化油漿高價(jià)值利用的固體分離難點(diǎn)。DAO可進(jìn)一步分為富飽和餾分和富芳烴餾分,是催化裂化、加氫裂化、針狀焦及其他碳材料的良好原料,DOA可用于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高速公路路面瀝青。

2 溶劑脫瀝青技術(shù)進(jìn)展

SDA去除雜質(zhì)和不良組分時(shí)無(wú)熱化學(xué)反應(yīng),可精煉重質(zhì)原油及渣油、催化裂化油漿、油砂瀝青等,生產(chǎn)高黏度潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油、重質(zhì)潤(rùn)滑油原料油,為熱裂解、加氫裂化、催化裂化等供給優(yōu)質(zhì)原料,近年來(lái)備受關(guān)注。在新溶劑、新內(nèi)構(gòu)件、組合工藝、模擬優(yōu)化流程、提能降耗等多方面有研究進(jìn)展。

2.1 組合工藝

SDA工藝簡(jiǎn)單、操作條件溫和、工藝運(yùn)行成本低,如圖8所示可與多種核心煉油技術(shù)靈活組合轉(zhuǎn)化重油,大量回收加工有煉化升級(jí)潛能的高價(jià)值油。組合工藝含流化催化裂化(FCC)、SDA、氣化、延遲焦化、加氫、減黏裂化等兩種或多種。以SDA 作龍頭的組合工藝對(duì)渣油/重油預(yù)處理可優(yōu)化原料性質(zhì),有效解決催化劑積炭中毒、設(shè)備結(jié)焦等問(wèn)題,提高高附加值產(chǎn)品收率。

圖8 含SDA的重油轉(zhuǎn)化組合工藝

2.1.1 SDA+氫轉(zhuǎn)化

SDA 經(jīng)常與加氫處理/轉(zhuǎn)化組合使用,重油經(jīng)SDA 分離出DAO 再去加氫精制/裂化,氫耗大幅降低。DOA 經(jīng)部分氧化制氫產(chǎn)生的氫氣可用到加氫脫硫(HDS)/裂化[30]。先SDA 后加氫的組合工藝可稱(chēng)為上游SDA,例如原油SDA+加氫處理+蒸汽熱解一體化工藝直接生產(chǎn)烯烴、芳烴等化學(xué)品,原油先經(jīng)SDA 處理生產(chǎn)DAO 和DOA,DAO 送入加氫處理,加氫后的餾分油在蒸汽下熱裂解,從產(chǎn)物中分離回收烯烴、芳烴及裂解燃料油[31-32]。上游SDA可先將重油中瀝青質(zhì)、殘?zhí)恐怠⒔饘俸匡@著降低,使后續(xù)加氫轉(zhuǎn)化在更溫和條件下進(jìn)行,具有更高轉(zhuǎn)化率和輕餾分產(chǎn)率。同時(shí),DAO 中不含瀝青質(zhì),催化劑消耗顯著降低,操作條件也更為緩和,相應(yīng)后續(xù)加氫裝置尺寸減小,組合工藝裝置的投資運(yùn)維降低。缺點(diǎn)是重金屬等被濃縮到DOA 中,后續(xù)利用DOA難度加大,原料總轉(zhuǎn)化率降低[33]。

下游SDA 是先進(jìn)行加氫裂化,未轉(zhuǎn)化的加氫裂化殘?jiān)M(jìn)SDA[34],產(chǎn)生的DAO可循環(huán)至加氫轉(zhuǎn)化或與加氫后餾分混合成升級(jí)原料油,DAO 的產(chǎn)量和質(zhì)量比上游SDA 更高。法國(guó)石油研究院(IFP)處理VR等重油的專(zhuān)利技術(shù)是先進(jìn)行深度加氫轉(zhuǎn)化分離出輕餾分,重餾分(80%沸點(diǎn)≥250℃)送SDA分離出DAO 去沸騰床加氫轉(zhuǎn)化[35]、流化床催化裂化或固定床加氫裂化繼續(xù)深加工[36]。

為使煉廠效益最大化,組合工藝時(shí)應(yīng)深度優(yōu)化工藝,SDA與加氫轉(zhuǎn)化組合時(shí),加氫催化劑(或前體)可先與重油原料混合再進(jìn)SDA,產(chǎn)生的含有分散催化劑的DOA 再進(jìn)行加氫裂化。將分散的過(guò)渡金屬氧化物形式催化劑顆粒引入重油原料,作瀝青質(zhì)納米聚集體吸附劑,有效提高SDA 效率和DAO質(zhì)量[37-38]。采用固定床加氫時(shí)進(jìn)料性質(zhì)受限,需摻入較多DAO 改善渣油性質(zhì),SDA 加工量將由DAO所需當(dāng)量決定。漿態(tài)床渣油加氫和沸騰床渣油加氫工藝對(duì)進(jìn)料性質(zhì)要求不高,SDA負(fù)荷通常由全廠耗氫量確定[23]。

近年來(lái)油砂瀝青利用增多,從油砂(天然瀝青)和油田中提取氫和提高油砂瀝青輸送性能成為研究熱點(diǎn),輕度熱裂解是低成本方法之一,SDA結(jié)合熱轉(zhuǎn)化的新技術(shù)不需外部H2源即可升級(jí)轉(zhuǎn)化瀝青。采用瀝青質(zhì)熱誘導(dǎo)氫轉(zhuǎn)移作氫源,飽和裂解石腦油中的烯烴,以1∶4 的裂解石腦油與瀝青質(zhì)在350℃反應(yīng)3h,可轉(zhuǎn)化質(zhì)量分?jǐn)?shù)>60%的烯烴(以1-癸烯計(jì))[39]。

2.1.2 SDA+裂化

SDA組合加氫處理工藝可促進(jìn)FCC裝置處理劣質(zhì)原料[40-41],提高烯烴產(chǎn)量并減少輕石蠟和焦產(chǎn)量,F(xiàn)CC 產(chǎn)出的重餾分比常規(guī)硫燃料油附加值更高[42]。中國(guó)石化九江分公司在渣油催化裂化前增設(shè)SDA,產(chǎn)出DAO 再去FCC,不僅FCC 加工量提高,且產(chǎn)品分布改善大,液化氣產(chǎn)率、柴油收率、輕油收率分別增加1.14%、2.70%,1.64%[43],為煉廠提升經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)各大煉化公司已有多種SDA 與裂化組合方案,如組合SDA+混合進(jìn)料蒸汽裂解+柴油蒸汽裂解[44],將原油轉(zhuǎn)化為烯烴、芳烴等高附加值石化及燃料產(chǎn)品的綜合工藝等。

中國(guó)石油長(zhǎng)慶石化1.4Mt/a 兩段提升管催化裂化裝置因原料過(guò)重、殘?zhí)窟^(guò)高導(dǎo)致主分餾塔和沉降塔結(jié)焦嚴(yán)重[45]。建成0.8Mt/a 的SDA 裝置后,減渣先脫去膠質(zhì)和瀝青質(zhì)再去FCC,配合新增廢催化劑循環(huán)管路等技改,催化劑的劑油比大幅提升,催化裂化裝置產(chǎn)能和輕質(zhì)油收率分別提高35.16%、3.64%,干氣產(chǎn)量降低0.79%。孫學(xué)文等[46]以遼河VR及戊烷溶劑研究SDA+DAO催化裂化+DOA焦化組合工藝,壓力7.0MPa 時(shí)DAO 收率達(dá)到74.22%,LDAOHDAO 催化裂化平均液化氣、輕油收率分別為25.74%、12.72%,兩者加和比VR 直接焦化高4.06%。

SDA 是FCC 油漿利用的優(yōu)勢(shì)選擇之一,可將FCC油漿分離成具有較高蠟含量的輕油漿和改性油漿,提高芳香分>18%、降低飽和分>25%[47]。FCC 油漿也可摻兌到VR 的SDA 進(jìn)料中。FCC 油漿比VR 密度大、黏度小,可改變VR 膠體體系及相溶性,降低膠溶能力和穩(wěn)定性,提高分離效率,摻入FCC 油漿后萃取塔進(jìn)料密度變大,增加了與溶劑的密度差,進(jìn)料黏度減小萃取阻力降低,利于萃取并提高DAO 收率[48]。DOA 高效利用是SDA 關(guān)鍵技術(shù)之一,摻兌FCC 油漿回收其中有裂化潛力組分可有效提升DOA性質(zhì),生產(chǎn)更高品質(zhì)道路瀝青。劉以紅等[49]在373.5℃、4.2MPa 條件下以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80.30%的丙烷混合C3為溶劑,摻兌30%油漿后蠟質(zhì)量分?jǐn)?shù)<3%,DOA性質(zhì)明顯改善。

2.1.3 SDA+氣化/焦化

SDA+氣化組合工藝不受瀝青質(zhì)黏度限制,可從瀝青汽提器直產(chǎn)氣化原料DOA,加熱到氣化爐入爐最佳溫度后脫溶劑。高效戊烷SDA 增加重油API度、降殘?zhí)恐导敖饘俸?,DAO收率及柴油產(chǎn)量更高。從凈化氣中回收氫氣,總能耗降低,SDA和氣化單元運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)性提升[23],可靈活選擇氣化產(chǎn)氫作燃料,為溶劑加工供熱,或DAO 加氫生產(chǎn)燃料、潤(rùn)滑油等[50]。

SDA+延遲焦化一體化工藝可提升殘?jiān)鼉r(jià)值,提高餾分油和燃料油產(chǎn)品質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)渣油加工最大化[51]。胡艷芳等[52]提出一種重油SDA+延遲焦化+加氫工藝,重油經(jīng)SDA得到DAO,與延遲焦化蠟油、減壓蠟油混合去加氫處理,提升了加氫裝置進(jìn)料性質(zhì),脫質(zhì)量分?jǐn)?shù)85.51%的金屬、66.06%的殘?zhí)?,緩和了加氫操作條件、提高了加氫處理能力,裝置操作費(fèi)用降低、催化劑使用壽命延長(zhǎng)超一倍。DOA摻入延遲焦化原料,解決了DOA應(yīng)用難題。

SDA具有高度靈活性和適應(yīng)性,可使各工藝單元充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì),揚(yáng)長(zhǎng)避短,提升煉廠經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)力[25]。重油轉(zhuǎn)化組合中SDA工藝配置取決于煉廠已有工藝流程、上下游物料特性及價(jià)格、終端產(chǎn)品銷(xiāo)售市場(chǎng)等諸多條件,應(yīng)著重考慮應(yīng)對(duì)不同原料/產(chǎn)品市場(chǎng)的靈活性。原油劣質(zhì)化問(wèn)題愈加突顯,國(guó)際油價(jià)回升,SDA將在世界先進(jìn)重油加工轉(zhuǎn)化技術(shù)中起到更加關(guān)鍵的作用。

2.1.4 SDA+潤(rùn)滑油生產(chǎn)

DAO 是制備光亮油、汽缸油或其他潤(rùn)滑油的優(yōu)良原料[53],DOA與潤(rùn)滑油生產(chǎn)過(guò)程中的糠醛精制抽出油調(diào)和可生產(chǎn)高品質(zhì)的重交通道路石油瀝青,因此SDA 與潤(rùn)滑油生產(chǎn)的加工路線是面向終端產(chǎn)品的重要組合工藝。傳統(tǒng)工藝包含丙烷SDA、酮苯脫蠟、白土精制等物理分離過(guò)程,生產(chǎn)的基礎(chǔ)油黏度指數(shù)<105,對(duì)VR 原料進(jìn)料要求高,同時(shí)受硫及芳烴含量限制只能生產(chǎn)APIⅠ類(lèi)基礎(chǔ)油[54],現(xiàn)今全球APIⅠ類(lèi)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油產(chǎn)能呈下降趨勢(shì),通過(guò)加氫工藝生產(chǎn)APIⅡ、APIⅢ潤(rùn)滑基礎(chǔ)油產(chǎn)品的需求迅速增長(zhǎng)[55]。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)潤(rùn)滑油的煉廠有茂名石化、荊門(mén)石化、濟(jì)南石化、克拉瑪依石化、大慶石化等,其中茂名石化采用加氫工藝生產(chǎn)HVI Ⅲ類(lèi)和Ⅲ+類(lèi)高端潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油,克拉瑪依石化以DAO 為原料采用加氫工藝生產(chǎn)API Ⅱ類(lèi)150BS光亮油,荊門(mén)石化、濟(jì)南石化、大慶石化均采用組合工藝生產(chǎn)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油。

不經(jīng)加氫處理的基礎(chǔ)油中殘留的芳烴易被氧化,從而導(dǎo)致油變暗、油泥形成并在發(fā)動(dòng)機(jī)和工業(yè)用油中產(chǎn)生腐蝕性化合物[56],因此加氫是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)油的優(yōu)選加工工藝。萃取后加氫可提高產(chǎn)品飽和度和產(chǎn)量,??松梨诘某橛嘤图託涮幚恚≧HT)和抽余油加氫轉(zhuǎn)化(RHC)可以將Ⅰ類(lèi)溶劑潤(rùn)滑油廠轉(zhuǎn)化為先進(jìn)靈活、經(jīng)濟(jì)高效的Ⅱ/Ⅱ+/Ⅲ類(lèi)溶劑潤(rùn)滑油廠。引入加氫技術(shù)擴(kuò)大了SDA+潤(rùn)滑油生產(chǎn)的原料范圍,滿(mǎn)足生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油對(duì)基礎(chǔ)油質(zhì)量越來(lái)越高的要求。近年來(lái)的SDA+潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油生產(chǎn)可分為全加氫工藝和融入加氫的改進(jìn)傳統(tǒng)工藝(組合工藝)兩大類(lèi)。全加氫工藝核心是采用加氫處理臨氫降凝及異構(gòu)脫蠟補(bǔ)充精制,融入加氫的組合工藝包括加氫處理、溶劑萃取、溶劑脫蠟/異構(gòu)脫蠟、加氫補(bǔ)充精制等環(huán)節(jié),SDA+潤(rùn)滑油生產(chǎn)組合工藝如圖9所示。

2.2 溶劑

SDA 低碳數(shù)溶劑相對(duì)選擇性更好,DAO 殘?zhí)扛?,高碳?shù)溶劑(C5+)溶解度更大,DAO 收率更高,選擇性相對(duì)差,能耗方面也需要審慎核算。近年來(lái)溶劑研究熱點(diǎn)為低碳烴混合物、CO2及甲苯,糠醛、環(huán)丁砜[57]、丙酮、甲醇、乙酸乙酯[58]等也有研究。

2.2.1 低碳烴

SDA傳統(tǒng)溶劑為C3和C4,在混合C4方面有大量研究應(yīng)用[59]。黃灝等[60]在丙烷溶劑中混入20%~25%丁烷,研究溶劑對(duì)荊門(mén)石化生產(chǎn)加氫改質(zhì)原料和催化裂化原料的影響,得到LDAO+HDAO 收率大于60%。洛陽(yáng)石化80×104t/a的SDA運(yùn)轉(zhuǎn)以正丁烷為主溶劑,同時(shí)含有C1~C5烷烴、烯烴,溶劑比為(5~6)∶1,分析不同生產(chǎn)周期溶劑組分,隨碳數(shù)增加,輕烴對(duì)油的溶解度增大,選擇性降低,異構(gòu)烷烴溶解度小于正構(gòu)烷烴,同碳數(shù)烯烴溶解度大于烷烴,但生產(chǎn)要求溶劑烯烴含量盡量低,因此適宜溶劑組成為異丁烷≤4.8%、正丁烷≥85.3%、戊烷≤9.9%[61]。

近年來(lái)研究熱點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向更高碳數(shù)的C5+[53,62]、石腦油等[63-64]。Magomedov 等[65]在不同萃取溫度、壓力下研究正戊烷SDA,發(fā)現(xiàn)操作條件對(duì)產(chǎn)物金屬含量、DAO 殘?zhí)恐岛蜑r青軟化點(diǎn)幾乎沒(méi)影響,在接近臨界溫度220℃時(shí)超臨界萃取,DAO收率有所下降。高純度n-C5H12溶劑成本高,徐慶虎等[66]用n-C4H10質(zhì)量分?jǐn)?shù)<10%的n-C5H12與n-C4H10混合作溶劑,基本不影響DAO 收率,溶劑比降低到4∶1時(shí)DAO 收率僅降低0.8%,但綜合能耗降低33.4%。Koseoglu[67]采用與渣油同源的直餾石腦油作溶劑進(jìn)行SDA,DAO和溶劑的混合物料送加氫處理。

更高碳數(shù)的烴類(lèi)對(duì)SDA 過(guò)程中重組分沉降率作用機(jī)理不同。柴油含萘、烷基苯等大量芳香烴,是瀝青的良好溶劑,Lin 等[68]研究了添加環(huán)己烷/柴油對(duì)新型混合瀝青提?。℉BE)工藝的影響,通過(guò)在高壓釜監(jiān)測(cè)界面位置隨時(shí)間變化,測(cè)定庚烷稀釋瀝青泡沫乳液中聚合體沉降速率。室溫下質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的環(huán)己烷在HBE 中沉降率與高溫水萃取效率相當(dāng),質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的柴油乳化沉降率略低,3%~5%即可引發(fā)區(qū)域沉降,產(chǎn)出總固含量及水含量<1000μg/g的可銷(xiāo)售瀝青產(chǎn)品。

2.2.2 CO2+甲苯

CO2為低沸點(diǎn)溶劑,可用作有效的抗溶劑,有利于重油分散系統(tǒng)的穩(wěn)定和不溶性HDAO、DOA以分離相的形式沉淀[69]。CO2溶解高分子量重質(zhì)油能力低,阻礙了CO2在連續(xù)商業(yè)SDA 工藝的發(fā)展[70]。有機(jī)溶劑可極大增強(qiáng)分子分散、提高芳烴溶解度,甲苯作CO2改性劑可顯著提高溶劑效率,且DAO中金屬濃度低[71]。

CO2-甲苯二元混合溶劑的溶解能力和產(chǎn)物分離效率強(qiáng)[72],莫斯科物理與技術(shù)研究所與PAO Tatneft合作開(kāi)發(fā)使用CO2-甲苯混合溶劑[73]的重質(zhì)油SDA 工藝,DAO 產(chǎn)率>50%,瀝青質(zhì)、殘?zhí)恐岛徒饘俸康?。該工藝可用于從熱裂解或催化加氫處理裝置分離未轉(zhuǎn)化殘?jiān)苫厥諠饪s金屬餾分從而回收分散的催化劑前體,甲苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常為10%~40%,隨甲苯含量提高DAO 產(chǎn)量迅速增加,飽和烴含量降低,HDAO、殘?zhí)恐?、金屬含量增加。二氧化碳有抗溶劑特性,甲苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)>30%時(shí)對(duì)DAO 產(chǎn)率的影響不再顯著,HDAO 及DOA 溶解度增加,DAO 質(zhì)量下降,SDA 過(guò)程中СО2-甲苯中甲苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)在20%~30%為宜[74]。

制約SDA 工藝發(fā)展的瓶頸之一是能耗,使用何種溶劑應(yīng)重點(diǎn)考慮溶劑進(jìn)料比、萃取效率等工藝條件對(duì)能耗、產(chǎn)品質(zhì)量的影響。甲苯作為改性劑比甲醇更有效,Cossey 等[75]在24MPa、60℃條件下提取瀝青,單獨(dú)超臨界二氧化碳(SC-CO2)僅提取原料中39%的瀝青,隨加入改進(jìn)劑甲苯或甲醇濃度提高,萃取效率提高,甲苯摩爾分?jǐn)?shù)15%時(shí)DAO收率的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為76%,甲醇摩爾分?jǐn)?shù)33.7%時(shí)DAO收率的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55%。Im等[76]用CO2在相對(duì)較低溫度下從DAO 中分離正戊烷溶劑,80%溶劑回收率所需溫度可由200℃降至40℃,降低熱能節(jié)省操作成本,在相對(duì)低壓范圍,溫度升高及混合物向超臨界狀態(tài)轉(zhuǎn)變將導(dǎo)致溶劑密度、DAO 產(chǎn)率迅速下降。高于СО2-甲苯溶劑臨界溫度時(shí)需大幅增加壓力以保持溶劑混合物溶解能力、分離選擇性、DAO質(zhì)量,為保障溶劑在液相狀態(tài),溫度50~75℃、壓力10~15MPa是選用СО2-甲苯溶劑的SDA工藝優(yōu)選參數(shù)。

2.2.3 共沉淀劑

利用氧化鎳(NiO)納米顆粒作為瀝青質(zhì)共沉淀劑,可使SDA原位升級(jí)重質(zhì)原油。Ovalles等[77]添加NiO納米顆粒使API度平均提高17.1°(16%),黏度降低370mm2/s(16%),進(jìn)一步提高原油性能,基于高角度環(huán)形暗場(chǎng)檢測(cè)掃描透射電鏡、能量色散X射線等分析發(fā)現(xiàn),瀝青質(zhì)組分中的含碳層包裹了納米NiO,NiO 納米顆粒作為成核位點(diǎn)(團(tuán)聚體)與C7-瀝青質(zhì)相互作用,在NiO納米粒子表面形成納米級(jí)的氧化羧酸鎳或酚類(lèi)物質(zhì)。Hosseinpour等[78]將納米顆粒添加到瀝青質(zhì)-甲苯溶液中,研究金屬氧化物納米顆粒表面酸/堿度對(duì)瀝青質(zhì)吸附熱力學(xué)的影響,納米顆粒對(duì)瀝青質(zhì)的吸附與表面的凈電荷和酸性的協(xié)同作用有關(guān),吸附力大小為NiO>Fe2O3>W(wǎng)O3>MgO>CaCO3>ZrO2,吸附量為1.23~3.67mg/m2,酸堿相互作用和靜電吸附是瀝青質(zhì)吸附到金屬氧化物/鹽表面的主要貢獻(xiàn)。

SDA過(guò)程加入有機(jī)碳酸鹽可快速形成富含瀝青質(zhì)、釩和鎳瀝青質(zhì)絡(luò)合物、含硫和氮雜原子有機(jī)化合物的易分離固體沉淀物[79],去除沉淀物并降低溫度,或添加比碳酸鹽極性更強(qiáng)的溶劑后,混合物分離為純化DAO 和富含釩和鎳卟啉絡(luò)合物及雜原子化合物的DOA。Eni 集團(tuán)工藝開(kāi)發(fā)有機(jī)碳酸鹽SDA工藝,在溫度80℃及溶劑進(jìn)料比2∶1 條件下,用碳酸二甲酯作溶劑,DAO 產(chǎn)率質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)70%且金屬含量<50μg/g。

2.3 新技術(shù)

2.3.1 工藝

Petrosonic Energy 開(kāi) 發(fā) 聲 學(xué) 處 理SDA 工 藝[80],溶劑用戊烷、己烷或異辛烷,溶劑進(jìn)料比可低至3.5∶1,聲學(xué)處理顯著提高了物料混合強(qiáng)度、傳質(zhì)效率,進(jìn)而提高萃取效率。低頻聲波比超聲波更節(jié)省工業(yè)裝置尺寸,且最佳頻率范圍在100~1000Hz,以1.16 的質(zhì)量比混合正戊烷與重質(zhì)阿爾伯塔原油,用40kW 聲學(xué)處理60s,密度、黏度、金屬和硫含量分別降低7%、99%、25%和14%,DAO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)85.3%。

中國(guó)石油大學(xué)開(kāi)發(fā)的SELEX Asp 核心之一是固體-蒸汽分離器,實(shí)現(xiàn)了噴霧造粒過(guò)程與超臨界萃取的耦合,可直接形成干固體瀝青質(zhì)顆粒。開(kāi)發(fā)的二級(jí)噴霧造粒噴嘴,單噴嘴造粒速度為0.8~1.2kg/min,改善了粒度分布,堆積密度為150kg/m3,具有接觸器尺寸小、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、能效高、溶劑消耗低、資本和運(yùn)營(yíng)成本低等優(yōu)點(diǎn)[28]。

從瀝青水乳化液中快速同時(shí)去除水和瀝青質(zhì)生產(chǎn)高質(zhì)量原油的快速脫瀝青工藝在逐漸興起,Zhao等[81-82]在1.590m3/d中試裝置上,423~453K、正戊烷/瀝青體積比≥3.0條件下,將瀝青水乳化液中>98%的瀝青質(zhì)和>99.9%的水同時(shí)脫除。在最佳操作條件下,DAO收率質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%、瀝青質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%,DOA含硫38%、氮47%、鎳和釩85%。瀝青質(zhì)顆粒與水滴的相互作用有利于脫去瀝青質(zhì)和提高DAO質(zhì)量,在溫度180~190℃、正戊烷/瀝青體積比3.2~3.5、壓力約35bar的最佳條件下,水-瀝青乳液中回收的DAO中瀝青質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)<1%。

2.3.2 設(shè)備

萃取塔是SDA 工藝中的關(guān)鍵設(shè)備,塔內(nèi)放置不同內(nèi)構(gòu)件會(huì)對(duì)分離的流場(chǎng)特性產(chǎn)生影響[83]。清華大學(xué)在萃取塔和填料方面有深厚的研究基礎(chǔ)[84],新型導(dǎo)向格柵填料萃取塔通量有大幅提高,當(dāng)分散相與連續(xù)相流速比為1∶5 時(shí),液泛通量達(dá)到150m3/(m2·h)[85],在SDA 等工業(yè)領(lǐng)域有良好應(yīng)用前景。蔡衛(wèi)濱等[86]開(kāi)發(fā)一種新型舌形波紋規(guī)整填料,該填料具有較大液泛通量及傳質(zhì)性能,是一種綜合性能優(yōu)良的新型萃取塔填料,可用于舊塔改造,提高塔處理能力和產(chǎn)品質(zhì)量。

因溶劑和重質(zhì)物料密度差異大,對(duì)SDA 裝置的泵運(yùn)行要求極高,機(jī)械密封的SDA 溶劑泵操作中存在泵震動(dòng)大易產(chǎn)生泄漏,改用干氣密封極大延長(zhǎng)整機(jī)使用壽命[87],降低檢維修費(fèi)用,保障SDA長(zhǎng)周期安全運(yùn)行。鎮(zhèn)海煉化0.6Mt/a 的SDA 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng),部分設(shè)備管線存在腐蝕等問(wèn)題,對(duì)抽提器、DAO 汽提塔、低壓溶劑系統(tǒng)進(jìn)行檢修改造后,原料改為VR+未轉(zhuǎn)化油,加工量由60t/h提到80t/h[88],瀝青汽提塔頂?shù)娜軇y帶瀝青量降低11.2%,裝置運(yùn)行良好。

3 結(jié)語(yǔ)

SDA 工藝簡(jiǎn)單且靈活性高,投資低于延遲焦化、渣油催化裂化和渣油加氫,其高兼容性的特點(diǎn)使其可與其他工藝技術(shù)優(yōu)勢(shì)組合,顯著提高VR/油砂瀝青等重質(zhì)劣質(zhì)油轉(zhuǎn)化率及原油采購(gòu)/產(chǎn)品結(jié)構(gòu)靈活性,提高煉廠經(jīng)濟(jì)效益。近年來(lái)隨著SDA 操作費(fèi)用和能耗不斷下降,逐漸提高了在重油改質(zhì)技術(shù)中的競(jìng)爭(zhēng)力并占據(jù)重要地位。為進(jìn)一步降低能耗、拓寬原料適應(yīng)性、提高DAO 收率及瀝青產(chǎn)品品質(zhì),近年來(lái)在新工藝和組合工藝流程優(yōu)化、塔及內(nèi)構(gòu)件結(jié)構(gòu)優(yōu)化、新設(shè)備研發(fā)及溶劑等方向有研發(fā)進(jìn)展。

未來(lái)仍需對(duì)SDA 技術(shù)進(jìn)行更多基礎(chǔ)和優(yōu)化研究,促進(jìn)技術(shù)革新并向低碳轉(zhuǎn)型,擴(kuò)大在非常規(guī)原油改質(zhì)中的應(yīng)用,將劣質(zhì)油/油砂直接或間接轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品。根據(jù)現(xiàn)有SDA 裝置的情況,未來(lái)SDA 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)如下:①燃料型SDA 裝置趨于大型化,單套處理能力大于100×104t/a;②更加靈活應(yīng)用SDA 于催化油漿、油砂瀝青等深加工組合工藝中;③不斷模擬和優(yōu)化SDA 過(guò)程以降低能耗,提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和競(jìng)爭(zhēng)力;④為追求高DAO 收率,溶劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)將越來(lái)越重,如戊烷或混合C4~C5;⑤隨加工量越來(lái)越大,開(kāi)發(fā)更高效的內(nèi)構(gòu)件提高抽提塔分離效率;⑥拓寬DOA出路。

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