《现代石油加工技术》教学课件
工技术
孟祥海
本章主要内容
第一节重质油及其分离表征方法第二节重质油加工工艺技术
重质油加工现状
重质油催化裂化工艺技术2
重质油溶剂脱沥青工艺技术
重质油加氢转化工艺技术
重质油热加工工艺技术
第三节重质油加工工艺的选择及组合加工工艺
重质油热加工工艺技术
一、重质油热加工概况二、重质油减粘裂化工艺三、重质油焦化工艺四重质油热加工工艺技术3四、重质油热加工工艺技术 一、重质油热加工概况
重质油热加工过程是指靠热的作用，将重质原料油
转化成气体、轻质燃料油和焦炭的工艺过程
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重质原料油
气体
轻质燃料焦炭
1、热加工过程分类
热裂化：以石油重馏分或渣油为原料生产汽油和柴油的过程，1913年工业化，后逐渐被催化裂化取代
高温热解：由轻烃或轻质油生产乙丙烯的主要过程5中草药大典
减粘裂化：将重油或减压渣油经轻度裂化使其粘度降低以便符合燃料油的使用要求
焦炭化：以减压渣油为原料生产汽油、柴油、中间馏分（焦化蜡油，CGO ）和焦炭
焦炭化和减粘裂化属渣油热加工过程，至今仍广泛应用捍卫阳光
2、重质油热加工的特点
热加工是目前重质油加工的主要途径，约占重质油加工量的60%
原料适应性大，AR 、VR ，杂原子含量、沥青质含量和残炭值可以很高6
不需要催化剂或溶剂
流程简单，投资和操作费用均较低，往往能取得较好的经济效益
原料转化率低，产物性质不理想，均含有较多的不组分，必须进行加氢精制将其中的不饱和烃及非烃化合物进行转化
二、重质油减粘裂化工艺
Visbreaking ，以重油为原料的浅度热裂化过程温度较低400~450℃，反应时间较短，转化率一般不高
其目的产物以粘度较低的燃料油为主，同时还产生7
少量轻质馏分油
也有的装置采用较苛刻的条件（主要是延长反应时间）以提高转化率，为进一步轻质化提供原料
二、重质油减粘裂化工艺
闪蒸分馏裂化气
汽油
减压渣油
8
塔
塔
柴油减粘渣油
加热炉
水
✓注入约1%的水，以避免炉管内结焦
✓加热炉出口注入急冷油，降低温度终止反应，以免后续管路结焦✓流程简单，目的产品为减粘渣油
二、重质油减粘裂化工艺
反应分馏裂化气
变异系数cv
汽油
柴油
减压渣油
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塔
塔
减粘渣油
加热炉
水
✓蒸发塔换为反应塔，延长反应时间，提高轻油收率
✓反应器出口注入急冷油，降低温度终止反应，以免后续管路结焦✓流程简单，目的产品为轻油和减粘渣油
三、重质油焦化工艺
焦化（焦炭化，coking ）是以减压渣油为原料，在高温（400～550℃）下进行深度热裂化和缩合反应的热加工过程
相对于减粘裂化，焦化的反应温度高，反应时较长10
其主要产物是焦化汽油、柴油和蜡油
三、重质油焦化工艺
焦化过程的产物有气体、汽油、柴油、蜡油和焦炭
气体：7%~8% 汽油：14%~16% 柴油：35%~37%液收：70%~80%
11 蜡油：20%~25%
焦炭：15%~24%
三、重质油焦化工艺
焦化汽油和焦化柴油不饱和烃含量高，而且含硫、含氮等非烃类化合物的含量也高
性很差，必须经过加氢精制等精制过程才能作为商品汽柴油的调和组分
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焦化蜡油主要是用作催化裂化原料，焦化柴油也可以用作加氢裂化或催化裂化原料
焦化蜡油中碱性氮含量高，不能直接作为催化裂化的原料，往往在VGO 中掺炼
三、重质油焦化工艺
焦炭（石油焦）可用作冶炼工业或其它工业用的燃料，还可用于高炉冶炼
如果焦化原料及生产方法选择适当，石油焦经锻烧及石墨化后，可用于制造炼铝、炼钢电极
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当原料来自含硫原油时，所产的焦炭会因其硫含量过高而难以利用
焦化气体含有较多的甲烷、乙烷以及少量的丙烯、丁烯等，可用作燃料或制氢原料
三、重质油焦化工艺
优点
可加工各种劣质渣油
工艺简单，操作灵活，投资低
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缺点
液体产品质量差
焦炭产率高
尽管它尚不是一个十分理想的渣油轻质化过程，但十分重要，占重油加工总量的比例相当大
李纳斯三、重质油焦化工艺
工艺过程
延迟焦化 流化焦化
灵活焦化
151、延迟焦化
延迟焦化－Delayed Coking
延迟焦化是利用在热转化率（热转化深度）较低时重油不易结焦特点，让重油快速通过焦化炉炉管并获得重油轻质化所需要的能量，使生焦反应“延迟16
到焦炭塔”的工艺过程
乌昌延迟焦化的原料广泛，可以处理残炭值高达50%的残渣原料，以及催化裂化油浆、热裂化渣油及溶剂脱油沥青等
1、延迟焦化17延迟焦化工艺原理流程图
2、流化焦化
流化焦化－Fluid Coking 连续生产过程
反应器内是灼热的焦炭粉末（20~100目）形成的18
流化床，焦粉在油气及底部进入水蒸气的作用下流化
反应温度480~560℃
反应后焦炭粒径增大，之后在加热器内部分燃烧，减小粒径并提供热反应所需的热量
2、流化焦化
192、流化焦化
与延迟焦化相比，具有以下特点
汽油产率低而中间馏分（柴油+蜡油）产率高 焦炭产率低，为残碳值的1.15倍
DC 1.5~2倍
加热炉只预热，避免了炉管结焦，可处理更劣质的原料20
为连续生产过程
焦炭为粉末状，难以煅烧，只能用作燃料
工艺和技术复杂
缺点
3、灵活焦化
灵活焦化－Flexicoking
在流化焦化的基础上多设置了一个流化床气化器在800～950℃下用蒸汽和空气来气化焦炭，生产21
空气煤气，不生产流化焦空气煤气的显热用于加热原料
空气煤气的用途不好，炼厂消耗不了，外销不畅技术和操作复杂，投资高
第一套1976年在日本投产后，未被广泛采用
3、灵活焦化
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四、重质油热加工工艺技术
1、临氢减粘裂化
2、催化减粘裂化
3、Soaker 减粘裂化E reka 23
4、Eureka 渣油热转化
5、HSC 深度热转化
6、ART 渣油预处理
7、FTC 流化热裂化
1、临氢减粘裂化
临氢减粘裂化指的是有H 2存在下的减粘裂化不使用催化剂，不同于催化加氢
氢的作用：抑制自由基链增长，抑制缩合反应
当转化率相同时缩合产物的产率低于不存在氢气时的
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当转化率相同时，缩合产物的产率低于不存在氢气时的产率
以不生成焦炭为反应转化率的限度，临氢减粘裂化的最大转化率高于常规减粘裂化的最大转化率
1、临氢减粘裂化
与常规减粘裂化相比，临氢减粘的产品稳定好，原料转化率可以提高，产品的粘度可以更低
供氢剂的效果比氢气更好，常用的供氢剂是四氢萘
反应过程中，四氢萘分子中环烷环的亚甲基上的氢原子25
因相邻芳香环的影响而比较活泼，易于被自由基夺走，四氢萘转化为萘的同时提供活泼氢
过程
常规减粘裂化
临氢减粘裂化
溯雪怎么用供氢剂减粘裂化
最大转化率，wt%
27.9
30.5
45.9
孤岛减压渣油在不生焦条件下的最大转化率
1、临氢减粘裂化
减压供氢剂
氢气
分裂化气
汽油
26
渣油
加热炉
水
临氢减粘裂化工艺流程示意图
馏塔
柴油
减粘渣油
2、催化减粘裂化
催化减粘裂化：在减粘裂化过程中使用催化剂，以提高传统热减粘裂化工艺的轻质油收率类型
非临氢27
临氢
（1）非临氢催化减粘裂化
Mobil 公司开发的
以SeO 2为催化剂，担载在惰性担体材料上，直接混入渣油进料中一起进加热炉
在减粘裂化过程中，部分氢从渣油中转移出来与裂化产28
生的不稳定分子碎片反应，从而使这些不稳定的裂化产物稳定
减粘裂化反应时加入SeO 2催化剂可以使渣油中转移出来的氢明显增加，从而可以抑制生焦过程，在不缩短开工周期的前提下增加工艺过程的反应深度
（1）非临氢催化减粘裂化
催化剂加入量为渣油原料的0.001%~1%，催化剂可以一次通过，也可以循环使用
裂化气汽油
29分离装置
柴油
减粘渣油
减压渣油
加热炉
蒸汽
新鲜催化剂
循环催化剂
（2）临氢催化减粘裂化
临氢催化减粘裂化--催化加氢减粘裂化
Phillips 公司提出用钼化合物与二羟基苯（或其它多酚类）化合物作为分散型催化剂的临氢催化减粘裂化过程
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采用高分散型催化剂（包括水溶性催化剂和油溶性催化剂）的渣油悬浮床加氢技术都可用于临氢催化减粘裂化
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