劣质重油加工新技术-中国石油天然气集团

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1、劣质重油加工新技术 中国石油天然气集团公司 科技管理部 CHINA NATIONAL PETROLEUM CORPORATION 2013 年 2013 Science & Technology Management Department 中国石油劣质重油加工新技术， 为资源高效应用加油助力! 目 录 1 简介 3 2 特色技术 5 3 典型案例 23 4 科研装备 26 5 资质与标准 33 6 专家团队 36 中国石油天然气集团公司（简称“中国石 油集团” ，英文缩写 ： CNPC）是根据国务院机 构改革方案，于 1998 年 7 月在原中国石油天然 气总公司的基础上组建的特大型石油石化企

2、业 集团，系国家授权投资的机构和国家控股公司， 是实行上下游、内外贸、产销一体化、按照现 代企业制度运作，跨地区、跨行业、跨国经营 的综合性石油公司，主要业务包括油气业务、 石油工程技术服务、石油工程建设、石油装备 制造、金融服务、新能源开发等。中国石油天 然气集团公司 2012 年国内生产原油 1.1 亿吨， 生产天然气 798.6 亿立方米，加工原油 1.91 亿 吨，全年实现营业收入 2.69 亿元，实现利润 1391 亿元。 2012 年，中国石油在美国石油情报周刊 世界 50 家大石油公司综合排名中位居第 4 位， 在财富杂志全球 500 家大公司排名中位居 第 6 位。 中国石油天

3、然气集团公司履行资源、市场 和国际化战略，坚持“主营业务战略驱动，发 展目标导向，顶层设计”科技发展理念和“自 主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”的 指导方针，以国家科技重大专项为龙头、公司 重大科技专项为核心、重大现场试验为抓手、 重大装备、软件、产品、标准为载体，持续推 进科技进步，提升科技创新能力，取得一大批 具有自主知识产权的先进实用技术。 劣质重油加工新技术就是具有代表性的重 大创新成果之一。 2 1简 介 3 结合海外劣质重油开发利用的需要，中国 石油组织开发了以超稠油、超重油和油砂沥青 等为代表的劣质重油加工新技术。成功开发出 了供氢热裂化、 延迟焦化、 生产沥青、 腐蚀防护

4、、 污水处理等关键技术及全球首套重质原油数据 库，拥有国内外发明专利、技术秘密、标准和 软件著作权 133 项。 劣质重油加工新技术 劣质重油改质降黏成套技术 劣质重油炼制加工 成套技术 劣质重油加工配套技术 劣质重油组成结构与 反应性的关联 劣质重油脱盐脱水技术 劣质重油延迟焦化降黏组合技术 劣质重油供氢热裂化技术 劣质重油减黏裂化技术 劣质重油渣油延迟焦化技术 劣质重油生产清洁汽柴油技术 劣质重油生产特种润滑油技术 劣质重油生产重交沥青技术 劣质重油生产环保型橡胶填充油技术 劣质重油脱盐脱钙加工技术 劣质重油腐蚀防护技术 劣质重油污水加工处理技术 劣质重油性质表征分析方法 重油性质数据库

5、2.1 劣质重油改质降黏成套技术 劣质重油改质降黏成套技术包含劣质重油 脱盐脱水技术、延迟焦化降黏组合技术、供 氢热裂化技术和减黏裂化技术。 2.1.1 劣质重油供氢热裂化技术 供氢热裂化技术 (HDTC) 是指在渣油热裂 2 特色技术 劣质重油改质油长周期储存稳定性管柱装置 化过程中掺兑一定量的供氢剂，部分终止热裂 化过程中生成的大分子自由基，实现提高渣油 转化率、改善渣油胶溶能力，进而提高生成油 储存稳定性的技术。 技术特点 优选出适宜的供氢剂馏分，优化了工艺 参数。 劣质重油供氢热裂化工业应用装置 4 委内瑞拉大于 420减压渣油，经过供氢 热裂化（HDTC）和调和后，改质油能达到 50

6、 运动黏度控制在 200mm2/s 左右，API 度达到 11 12，稳定储存 90 天不分层的技术指标。 适用范围 适用于委内瑞拉井口油的改质降黏加工， 降低原油黏度，改质油达到长期储存稳定性要 求，满足委内瑞拉超重油长期输送的技术要求。 2.1.2 劣质重油减黏裂化技术 减黏裂化是一种以渣油为原料的浅度热裂 化过程，其生产目的是把重质高黏度渣油通过 浅度热裂化反应转化为较低黏度和较低倾点的 燃料油，以达到燃料油的规格要求。 技术特点 优化了减黏裂化工艺参数。 委内瑞拉大于 350 常压渣油，经过减 黏裂化和调和后，改质油 50 运动黏度能控 制在 200mm2/s 左右，API 度达到 1

7、1 12，稳 定储存 90 天不分层。 5 劣 质 重 油 加 工 新 技 术 特色技术 适用范围 对委内瑞拉大于 350常压渣油、大于 420减压渣油进行减黏裂化后，再与原油调和 降低原油黏度，改质油达到长期储存稳定性要 求，满足委内瑞拉超重油长期输送的技术要求。 2.2 劣质重油炼制加工成套技术 中国石油劣质重油炼制加工成套技术包含 劣质重油渣油延迟焦化技术、渣油梯级分离技 术、生产清洁汽柴油技术、生产特种润滑油技 术、生产重交沥青技术和生产环保型橡胶填充 油技术。中国石油针对目前世界最劣质的原油， 开发出了一套成熟可靠的技术方案。 6 2.2.1 劣质重油渣油延迟焦化技术 延迟焦化工艺是

8、一种重油深度热转化工艺，具有 原料适应性强、转化深度高、投资费用低等特点，并 且其产品焦化汽油经过加氢后是较好制乙烯的原料 ； 焦化柴油具有较高的十六烷值 ； 焦化干气和富气是制 氢的好原料。焦化工艺优势明显，已成为重质油改质 和零排放首选工艺之一。 技术特点 抑制生焦，优化了延迟焦化工艺参数，形成了 430 万吨 / 年劣质重油延迟焦化工艺包。 通过对加热炉、焦炭塔、分馏系统进行改造， 可以使液收提高，能耗大幅降低。 通过采用优化的减黏焦化组合工艺，与单 独延迟焦化相比，总液收可提高 5%，焦炭产率降低 1.5%。 7 劣 质 重 油 加 工 新 技 术 适用范围 委内瑞拉超重油减压渣油、

9、委内瑞拉 MEREY16 减压渣油、辽河超稠油减压渣油、克 拉玛依风城超稠油减压渣油。 2.2.2 劣质重油生产重交沥青技术 重交道路石油沥青主要用于高速公路、机 场等重交通量道路。要求道路沥青要有更好的 承载和耐磨能力。一般由低蜡的环烷基原油来 制取。劣质重油生产重交沥青技术以委内瑞拉 超重油、辽河超稠油为原料制取的重交沥青， 产品质量满足标准。 技术特点 优化利用辽河稠油低温性能优异的特性， 成功开发出直馏、改质蒸馏三种生产重交沥 青的加工工艺，产品满足技术要求。 以工业生产的沥青为基质沥青，开发出 高性能改性沥青产品。 特色技术 适用范围 适用于委内瑞拉超重油、辽河超稠油生产 高性能重交

10、沥青。 8 2.2.3 劣质重油生产环保型橡胶填充油技术 以克拉玛依风城超稠油为原料进行常减压 蒸馏，得到变压器油馏分油、减二线馏分油、 减三线馏分油、减四线馏分油和渣油等试验用 油。通过三段高压加氢工艺，可以获得满足技 术指标研发要求的 KN4006、KN4010、KN4016 橡 胶填充油。 以辽河糠醛抽出油为原料，采用改进的糠 醛为溶剂直接精制，可以提高精制油的收率， 在适宜的条件下，可以制出 CA 值在 18.0% 以 上、各项环保指标满足欧盟环保指令要求，其 收率在 40.0% 左右。 技术特点 针对辽河稠油生产的芳烃油特点，通过 对传统溶剂精制工艺加以改进，创造性地开发 出了一种新

11、的工艺技术，在国内首次以富含芳 烃的辽河稠油糠醛抽出油为原料，生产出了具 有较高芳烃含量的满足欧盟环保法规要求的环 保橡胶油。 9 劣 质 重 油 加 工 新 技 术 2.3 劣质重油加工配套技术 劣质重油加工配套技术包含劣质重 油脱盐脱钙技术、腐蚀防护技术和污水 加工处理技术。中国石油除了提供劣质 重油炼制加工成套技术外，还开发出了 一套与之相配套的技术方案。劣质重油 金属含量很高，脱除难度很大，若不能 完全脱除，对后续加工会有很大影响。 高硫氮含量对设备腐蚀影响很大，要重 视腐蚀防护。炼厂废水中也会含有较多 的金属、烃类、含硫化合物等污染物， 不加处理地排放必然会严重污染环境。 中石油为您

12、提供一系列炼制加工配套技 术保障，解决加工劣质重油加工中存在 的问题。 特色技术 a PAHA 罐 CAST 池b CAST池 c SAHA池d BAF池 10 2.3.1 劣质重油脱盐脱钙加工技术 在原油加工过程中，有机钙盐分解成钙沉 淀物而影响生产，钠盐对装置腐蚀作用很强。 在适宜条件下，对现有脱盐技术进行优化，达 到劣质重油脱盐脱钙的目的。 技术特点 完善优化了原油脱钙装置的结构。 建立和配套了在线分析技术，解决了工 业化过程中关键数据分析滞后的问题。 优化了再生反应器设计参数，使间歇式 操作优化为连续式操作，提高了装置的自动化 程度。装置运行平稳。 提出了超稠油掺稀电脱盐的工艺技术方

13、案，解决了高含水稠油对电脱盐装置冲击大、 脱水难的问题。 适用范围 适用于以克拉玛依风城超稠油为代表的劣 质重油脱盐脱钙加工。 11 劣 质 重 油 加 工 新 技 术 2.3.2 劣质重油腐蚀防护技术 原油中本身存在的一些物质，如 NaCl、 CaCl2等无机盐发生水解生成 HCl，或者是硫化 物，如 H2S、S、硫醇等就对装置有很强的腐蚀 能力。开采运输加工中加入的一些助剂，也可 能对装置发生腐蚀作用。通过采取适当的工艺 防腐措施，可以降低腐蚀作用效果，达到装置 长期平稳运行的目的。 技术特点 优化国内现有高硫高酸原油加工防腐技 术，形成了高硫含酸原油加工成套腐蚀防护技 术。 筛选适合的低

14、温缓蚀剂和配套的工艺防 腐注剂方案，制订腐蚀检测技术方案，能够满 足劣质重油加工装置设备防腐蚀的需要。 特色技术 以多支化空间体形的曼尼希碱缓蚀组分 为关键组分，分别制备出针对克拉玛依低凝 稠油、风城超稠油和委内瑞拉超重油加工的 NS-1、NS-2、NS-3 三个牌号防腐缓蚀中和剂， 缓蚀率可达 90% 以上。 制备出的脱钙缓蚀剂，缓蚀率可以达到 98% 以上，达到了国内领先水平。 适用范围 适用于委内瑞拉超重油、辽河超稠油、克 拉玛依风城超稠油等劣质重油加工装置的防腐 蚀工艺需求。 12 2.3.3 劣质重油污水加工处理技术 劣质重油具有酸值高、密度大、黏度大、 胶质和沥青质含量高、金属含量

15、高等特点，其 加工污水的污染物含量高，成分复杂，采用常 规污水处理工艺难以实现达标排放。通过采用 环流气浮技术和源头控制技术对炼厂污水进行 处理，可以达到国家排放标准。 技术特点 劣质重油加工污水含油量高、乳化严重， 通过中石油自主研发的表面活性剂及环流气浮 分离相结合的技术，对各种劣质重油加工污水 处理后除油率均可达到 95% 以上。 优化了环流气浮与生物降解组合技术， 能使劣质重油加工污水 COD 脱除率达到 80% 以上。 研发的污水处理成套技术实现了劣质重 油加工污水的达标排放，综合达标率 100%。 多级环流塔式污水处理技术开发 替代传统 的曝气池 substitution of A

16、LR for aeration basin 厌氧好氧耦 合处理难降解 有机物 Aerobic- anaerobic coupled in ALR 现场一体化小 型处理设备 Site-integrated airlift bioreactor system 123 环流气浮分离塔试验装置 适用范围 适用于委内瑞拉超重油、辽河超稠油、克 拉玛依风城超稠油等劣质重油加工污水处理加 工，污水排放指标满足国家标准。 13 劣 质 重 油 加 工 新 技 术 3典型案例 反应器入口温度（）420425420 生成油主要性质 黏度（50） （mm2/s）2191956.91296.0 稳定性（S 值） 2.0 6.4 2.3 斑点试验，级 + + 甲苯不容物（m%）0.010.030.09 改质油主要性质 黏度（50） （mm2/s）132.5113.6114.8 稳定性（S 值）0.10.10.1 斑点试验，级 + + 甲苯不容物（m%）0.0070.