渣油又称“桶底油”,是石油中最难分离的重组分,硫含量高(2~4%以上),金属含量高达200ppm以上(主要是镍和钒)。渣油只能作为沥青或炼制焦炭,经济价值极低,所以往往是石油工业的鸡肋。
为了减少炼油过程的污染,提高炼油利润,将渣油转化为汽油和柴油是最佳的生产路线。经过几十年的研发,中国终于突破了国外的技术垄断,开辟了一条全新的技术路线。通过使用专利技术反应器和催化剂,实现了渣油自循环流化床加氢技术,使清洁低成本渣油转化成为可能。
第一,油提炼后,剩下的就是桶底油
目前,世界能源的核心“硬通货”仍然是石油资源,占世界能源消耗的33%以上。根据英国石油公司(2017年报告的分析数据,全球已探明石油储量连续多年上升,比20年前增加了1.5倍(达到1.7×1012桶),彻底宣告了石油峰值理论的破产。
中国流化床微球催化剂
球形催化剂的另一个优点是易于离心。可以想象,一些排出的催化剂必须仍然具有活性催化剂,并且它们的密度不同于废催化剂的密度。我国的流化床技术,球形催化剂,有利于催化剂的分离,可以通过密度差进行分离,从而有效利用废催化剂,进一步降低生产成本。
我国利用流化床技术改造油品(最右边的原料渣油、转化蜡油、柴油、石脑油等。在左边)
通过上述巧妙的设计,我国自主开发的流化床技术完全避开了国外流化床技术必须使用循环泵的死角,采用微球催化剂提高催化剂的流化性能,通过反应器结构的改进促进内部流体循环,设计了三相分离器防止催化剂夹带,拓宽了操作领域,用简单可靠的反应器实现了完整的流化床渣油加氢过程。
“强”流化床装置
这项技术在中国被称为“STRONG”流化床。2016年,第一台STRONG流化床演示装置启动,已连续运行2000多个小时。
与国外同类技术相比,我国流化床技术的单线反应可达到80%的残渣转化率;脱硫率、脱金属率等关键指标可达95%以上,与国外同类技术相当或略好。
不及物动词结论
中国炼油能力走在世界前列,已经逐渐离开欧美。不同于军工的崛起,民用化工受专利限制,国外先进技术既可以模仿学习,也不能有重叠的应用领域。
中国这次开辟的新技术路线,无疑是国内炼油技术发展的一个标杆,意味着中国有能力开发出一套完全原创、自主开发的高科技技术。未来,以中石化的STRONG流化床技术为技术平台,国内许多炼油厂将充分利用重油、渣油和沥青资源,实现渣油真正变废为宝。
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2017年8月10日,抚顺石油化工研究院、洛阳工程公司、金陵石化公司联合开发的STRONG流化床渣油加氢成套技术通过了中国石化北京市科技厅组织的专家鉴定。与会专家一致认为,新开发的5万吨/年流化床渣油加氢技术具有原料适应性强、操作灵活的特点。与国外同类技术相比,没有高温高压循环泵,消除了循环泵造成的装置停机,提高了反应系统的可靠性;根据5万吨/年工业示范装置的工业试验内容,该技术已具备工业应用条件,建议尽快启动百万吨级工业装置建设。
流化床渣油加氢工艺是一种高效可靠的劣质渣油加氢工艺,不仅可以以低转化率生产低硫优质燃料油或合成燃料,还可以以高转化率将优质渣油转化为馏分油,为下游装置提供优质原料,具有广阔的应用前景。经过近10年的努力,该技术“十龙”科技研究项目的研究团队从催化剂、工艺、工程、生产操作等方面进行了大量的研发,先后完成了工艺技术和催化剂、专利设备及其内部组件、催化剂控制系统、废催化剂处理、疲劳设备等一系列新技术的自主研发。,形成了具有中石化自主知识产权的STRONG流化床渣油加氢技术。随后在2010年,经过两次开工和8000多小时的工业试验,获得了全部关键数据,积累了运行经验,同时完成了200万吨/年工业装置工艺包的开发。
该技术目前已获授权中国发明专利155项,国外发明专利8项,均为原创。在评审会议上,与会专家还对STRONG技术工艺包进行了评审,一致认为该工艺包工艺设计合理,设备选型可靠,控制方案可行,技术指标先进,可作为工程设计的依据。
由于能源企业普遍面临原油变重变坏的现状,相应的重燃料油需求减少,轻油需求增加。针对这种情况,能源公司加大了对流化床渣油加氢技术的投资。
中石化对此技术非常重视,金陵石化5万吨/年流化床渣油加氢工业示范装置工业试验成功,推动了中石化大型流化床渣油加氢装置的发展。镇海炼化公司260万吨/年流化床渣油加氢装置正在紧张建设中,预计2018年9月竣工。这是中国第一个流化床渣油加氢装置。
外资企业和民营企业也加快了在华相关产业的布局。2017年8月21日,壳牌标准公司与青岛钟瑞泰丰合作生产项目奠基仪式在青岛举行,该项目主要生产流化床渣油加氢催化剂。预计2019年3月竣工投产,年产值14亿元。
2017年12月,抚顺石化研究院、中石化广州工程公司、金陵石化、华东理工大学联合开发的“300万吨/年流化床渣油加氢工艺包”通过了中石化组织的技术审查。
经过近十年科研人员的不懈努力,STRONG流化床渣油加氢技术完成了从概念设计、冷模试验、热模中试和中试到5万吨/年工业示范装置试验的全过程,特别是5万吨/年示范装置试验的成功实施,标志着STRONG流化床技术已经成熟,经受住了实践的考验。该技术已通过中石化专家技术鉴定。根据鉴定结果,该技术“成熟先进,具有工业应用基础,建议推广应用”。在此基础上,研究团队完成了300万吨/年流化床渣油加氢工艺包的编制。工艺包是实现从实验室研究到工业应用的关键步骤。在工艺包的编制过程中,研究组依托基础实验室研究,结合5万吨/年示范装置的成功运行经验和总结,对反应工艺流程、催化剂在线添加和排放、排放催化剂的分离和回用等进行了优化升级。这提高了系统的可靠性和设备的可操作性。与国外同类技术相比,STRONG流化床渣油技术中反应器空的利用率提高了10%以上,项目投资减少了15%以上,装置的操作灵活性得到了提高。
300万吨/年流化床渣油加氢工艺包的成功编制和审查,开启了技术产业化道路上的最后一个环节,拉开了即将实施的流化床渣油加氢产业化项目的序幕!
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