啃下重油加工硬骨頭，稠油不再是“愁油”
此次超級懸浮床加工的是由中石油克拉瑪依石化有限責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到516ppm;殘?zhí)繛?0.1%;大于500℃的渣油占到60%以上;氮含量平均達到3300ppm;硫含量平均為2300ppm;100℃時的粘度達到1388mPa.s;酸值達到4.13mgKOH/g。
高粘度、高金屬、高酸值的“三高”特點讓高鈣稠油成為難以加工的“愁油”。然而無論是中國還是全球范圍內(nèi)，原油資源的重質(zhì)化、劣質(zhì)化已成大勢所趨，全球約10萬億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)無法回避的挑戰(zhàn)。誰先攻克這一難題，誰就占領了世界煉油行業(yè)的制高點。
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)合開發(fā)成功的15.8萬噸MCT超級懸浮床工業(yè)示范裝置在河南鶴壁一次開車成功，并連續(xù)安全平穩(wěn)運行141天13小時，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)。
針對新疆環(huán)烷基高鈣稠油的特點，參與各方通力合作，在原有懸浮床的基礎上，增加了催化劑切換系統(tǒng)，優(yōu)化了反應后高鈣殘渣的分離系統(tǒng)，開展了高鈣稠油催化劑調(diào)配研究及小試、中試評價，在試車階段進行了工藝參數(shù)調(diào)整，摸索出一套切實可行的工藝條件。
在廣泛吸收匯集德日美等國的先進經(jīng)驗與技術的基礎上，技術人員通過系統(tǒng)的基礎理論研究、催化劑研發(fā)、反應器研發(fā)、關鍵單元技術開發(fā)，以及小試實驗、中試驗證、工業(yè)示范裝置技術攻關，攻克了一系列重大技術難題，最終形成了具有數(shù)十項自主知識產(chǎn)權的核心技術。
輕油收率提高近50%，鈣脫除率達99%
懸浮床自2016年12月17日開始加工新疆環(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，反應器沒有出現(xiàn)結焦、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到加氫裂化段催化劑的限定值，裝置轉化率、輕油收率均好于常規(guī)渣油轉化工藝，實現(xiàn)了懸浮床在高苛刻工況下的高轉化率，轉化率達94.21%，全裝置(懸浮床+固定床)輕油收率達到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%，這對于60%原油依賴進口的中國能源行業(yè)來講，其意義不言而喻。
更為神奇的是，高粘度、高鈣含量并沒有影響超級懸浮床的“胃口”，它完全通吃通消，沒有任何的消化不良的反應，20多天的生產(chǎn)運行中，系統(tǒng)沒有出現(xiàn)任何的結焦、堵塞和磨損問題，成為世界上首個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)示范裝置的運行結果表明，其加氫工藝、催化劑以及整個系統(tǒng)對高鈣稠油渣油原料加工有很好的適應性，不僅可以將高鈣稠油渣油轉化為輕質(zhì)油品，金屬鈣脫除率達99%，同時產(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Ⅴ柴油。”
林科介紹說，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)勢十分突出，凸顯出獨特的技術優(yōu)勢及良好經(jīng)濟前景，不僅工藝流程較短、裝置投資適中、原料適應性強、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、殘渣少、產(chǎn)品質(zhì)量好，投資回報率高，是我國提升重油加工水平的重要技術手段。
保障能源安全，構建能源多元化供給格局
這一進展對于構建我國化石能源多元化供給格局以及保障我國能源安全具有重要意義。
中國原油高度依賴進口是不爭的事實，也是我國能源安全的一大痛點。在可見的未來，現(xiàn)有的煉油工業(yè)很難改善這一現(xiàn)實。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的化石能源行業(yè)點燃了希望之火。
據(jù)測算，若懸浮床加氫工藝可以在全國范圍內(nèi)推廣應用，每年能多產(chǎn)4000萬噸清潔油品，相當于新增幾個大型油田的產(chǎn)量。這項技術的突破，不僅可以大幅提升煤化工、石油化工行業(yè)的經(jīng)濟效益，而且相當于客觀上降低了原油的進口依存度，對保障我國能源安全意義重大。
三聚環(huán)保表示，未來將進一步對高鈣稠油渣油進行系統(tǒng)性的工程技術優(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懸浮床加工技術方案，并有效嵌入煉廠加工流程中，進行綜合優(yōu)化。
三聚環(huán)保還稱，懸浮床技術是一項平臺技術，未來三聚環(huán)保將根據(jù)市場需要開展多種石油組分渣油的工業(yè)試驗，對不同用戶的特種原料進行工業(yè)運行測試，為建設大規(guī)模工業(yè)裝置提供可靠的工業(yè)化技術基礎數(shù)據(jù)。目前三聚環(huán)保正與國內(nèi)石油化工企業(yè)及俄羅斯、拉脫維亞、美國、印度等國的煉化企業(yè)開展廣泛的商務合作交流。
