啃下重油加工硬骨頭，稠油不再是“愁油”
此次超級(jí)懸浮床加工的是由中石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司提供的新疆環(huán)烷基高鈣稠油渣油，屬于世界最難加工的重油之一，全球煉油工業(yè)均視此類重劣質(zhì)油的加工為重大挑戰(zhàn)。
新疆環(huán)烷基稠油常壓渣油加工的難度在哪里?
公告中給出的一組數(shù)據(jù)：新疆環(huán)烷基稠油常壓渣油中鈣金屬平均含量達(dá)到516ppm;殘?zhí)繛?0.1%;大于500℃的渣油占到60%以上;氮含量平均達(dá)到3300ppm;硫含量平均為2300ppm;100℃時(shí)的粘度達(dá)到1388mPa.s;酸值達(dá)到4.13mgKOH/g。
高粘度、高金屬、高酸值的“三高”特點(diǎn)讓高鈣稠油成為難以加工的“愁油”。然而無(wú)論是中國(guó)還是全球范圍內(nèi)，原油資源的重質(zhì)化、劣質(zhì)化已成大勢(shì)所趨，全球約10萬(wàn)億桶的剩余石油資源中,70%以上是重油資源，重油的高效加工利用已經(jīng)成為全球煉油行業(yè)無(wú)法回避的挑戰(zhàn)。誰(shuí)先攻克這一難題，誰(shuí)就占領(lǐng)了世界煉油行業(yè)的制高點(diǎn)。
2016年2月21日，由北京三聚環(huán)保新材料股份有限公司與北京華石聯(lián)合能源科技發(fā)展有限公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)成功的15.8萬(wàn)噸MCT超級(jí)懸浮床工業(yè)示范裝置在河南鶴壁一次開(kāi)車成功，并連續(xù)安全平穩(wěn)運(yùn)行141天13小時(shí)，期間加工全餾分高中低溫煤焦油及減壓渣油及石油瀝青等重質(zhì)油品取得了令人滿意的成果。
在取得了第一階段加工全餾分煤焦油階段性成果后，北京三聚環(huán)保新材料股份有限公司聯(lián)合中石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司等多家合作單位，向世界上最難加工的重劣質(zhì)油品種??新疆環(huán)烷基高鈣稠油發(fā)起挑戰(zhàn)。
針對(duì)新疆環(huán)烷基高鈣稠油的特點(diǎn)，參與各方通力合作，在原有懸浮床的基礎(chǔ)上，增加了催化劑切換系統(tǒng)，優(yōu)化了反應(yīng)后高鈣殘?jiān)姆蛛x系統(tǒng)，開(kāi)展了高鈣稠油催化劑調(diào)配研究及小試、中試評(píng)價(jià)，在試車階段進(jìn)行了工藝參數(shù)調(diào)整，摸索出一套切實(shí)可行的工藝條件。
在廣泛吸收匯集德日美等國(guó)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)的基礎(chǔ)上，技術(shù)人員通過(guò)系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論研究、催化劑研發(fā)、反應(yīng)器研發(fā)、關(guān)鍵單元技術(shù)開(kāi)發(fā)，以及小試實(shí)驗(yàn)、中試驗(yàn)證、工業(yè)示范裝置技術(shù)攻關(guān)，攻克了一系列重大技術(shù)難題，最終形成了具有數(shù)十項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。
輕油收率提高近50%，鈣脫除率達(dá)99%
懸浮床自2016年12月17日開(kāi)始加工新疆環(huán)烷基高鈣稠油渣油，截至2017年1月14日共加工3600噸，期間懸浮床各主要單元控制基本穩(wěn)定，反應(yīng)器沒(méi)有出現(xiàn)結(jié)焦、磨損、堵塞等不良現(xiàn)象，并且給固定床提供的原料鈣等金屬含量達(dá)到加氫裂化段催化劑的限定值，裝置轉(zhuǎn)化率、輕油收率均好于常規(guī)渣油轉(zhuǎn)化工藝，實(shí)現(xiàn)了懸浮床在高苛刻工況下的高轉(zhuǎn)化率，轉(zhuǎn)化率達(dá)94.21%，全裝置(懸浮床+固定床)輕油收率達(dá)到89.01%。
89.01%的輕油收率是什么概念?
眾所周知，傳統(tǒng)煉油工藝??催化裂化和延遲焦化組合工藝下輕油收率只有60%左右，而懸浮床+固定床的新工藝的輕油收率接近90%，較傳統(tǒng)加工方式提高收率近50%，這對(duì)于60%原油依賴進(jìn)口的中國(guó)能源行業(yè)來(lái)講，其意義不言而喻。
更為神奇的是，高粘度、高鈣含量并沒(méi)有影響超級(jí)懸浮床的“胃口”，它完全通吃通消，沒(méi)有任何的消化不良的反應(yīng)，20多天的生產(chǎn)運(yùn)行中，系統(tǒng)沒(méi)有出現(xiàn)任何的結(jié)焦、堵塞和磨損問(wèn)題，成為世界上首個(gè)采用懸浮床加氫工藝加工環(huán)烷基高鈣稠油渣油原料的成功案例。
這一點(diǎn)讓業(yè)界感到有些不可思議。
三聚環(huán)保總裁林科表示：“懸浮床工業(yè)示范裝置的運(yùn)行結(jié)果表明，其加氫工藝、催化劑以及整個(gè)系統(tǒng)對(duì)高鈣稠油渣油原料加工有很好的適應(yīng)性，不僅可以將高鈣稠油渣油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油品，金屬鈣脫除率達(dá)99%，同時(shí)產(chǎn)物中的硫、氮、氧、金屬等雜元素的含量大幅降低，而且經(jīng)過(guò)固定床加氫精制和裂化以后可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)石腦油及國(guó)Ⅴ柴油。”
林科介紹說(shuō)，懸浮床加氫工藝克服了傳統(tǒng)工藝一系列不足，在重劣質(zhì)油加工上的優(yōu)勢(shì)十分突出，凸顯出獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及良好經(jīng)濟(jì)前景，不僅工藝流程較短、裝置投資適中、原料適應(yīng)性強(qiáng)、操作靈活，并且高壓臨氫操作條件下的輕油收率高、氣體產(chǎn)率低、殘?jiān)佟a(chǎn)品質(zhì)量好，投資回報(bào)率高，是我國(guó)提升重油加工水平的重要技術(shù)手段。
保障能源安全，構(gòu)建能源多元化供給格局
這一進(jìn)展對(duì)于構(gòu)建我國(guó)化石能源多元化供給格局以及保障我國(guó)能源安全具有重要意義。
中國(guó)原油高度依賴進(jìn)口是不爭(zhēng)的事實(shí)，也是我國(guó)能源安全的一大痛點(diǎn)。在可見(jiàn)的未來(lái)，現(xiàn)有的煉油工業(yè)很難改善這一現(xiàn)實(shí)。而懸浮床加氫工藝在加工環(huán)烷基高鈣稠油渣油原料上的成功卻給我國(guó)的化石能源行業(yè)點(diǎn)燃了希望之火。
據(jù)測(cè)算，若懸浮床加氫工藝可以在全國(guó)范圍內(nèi)推廣應(yīng)用，每年能多產(chǎn)4000萬(wàn)噸清潔油品，相當(dāng)于新增幾個(gè)大型油田的產(chǎn)量。這項(xiàng)技術(shù)的突破，不僅可以大幅提升煤化工、石油化工行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且相當(dāng)于客觀上降低了原油的進(jìn)口依存度，對(duì)保障我國(guó)能源安全意義重大。
三聚環(huán)保表示，未來(lái)將進(jìn)一步對(duì)高鈣稠油渣油進(jìn)行系統(tǒng)性的工程技術(shù)優(yōu)化，并圍繞環(huán)烷基高鈣稠油渣油的特性，制定效益最大化的超級(jí)懸浮床加工技術(shù)方案，并有效嵌入煉廠加工流程中，進(jìn)行綜合優(yōu)化。
三聚環(huán)保還稱，懸浮床技術(shù)是一項(xiàng)平臺(tái)技術(shù)，未來(lái)三聚環(huán)保將根據(jù)市場(chǎng)需要開(kāi)展多種石油組分渣油的工業(yè)試驗(yàn)，對(duì)不同用戶的特種原料進(jìn)行工業(yè)運(yùn)行測(cè)試，為建設(shè)大規(guī)模工業(yè)裝置提供可靠的工業(yè)化技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。目前三聚環(huán)保正與國(guó)內(nèi)石油化工企業(yè)及俄羅斯、拉脫維亞、美國(guó)、印度等國(guó)的煉化企業(yè)開(kāi)展廣泛的商務(wù)合作交流。
