溶剂脱沥青技术 讲座石科院 黄伟祈2006.09.28内容1 溶剂脱沥青技术发展概况 1.1 国外概况 1.2 国内概况 2 溶剂脱沥青工艺过程 2.1 基本流程 2.2 原料油 2.3 主要操作参数 2.4 关键设备 2.5 能耗和节能 3 溶剂脱沥青工艺的作用 3.1 产品应用 3.2 组合工艺 1 溶剂脱沥青技术发展概况 溶剂脱沥青技术溶剂脱沥青是一个劣质渣油的预处理过程 通过溶剂的作用把减压渣油中很难转化的沥 青质和稠环化合物以及对催化转化过程有害 的重金属和硫、氮化合物脱除出去，而把质 量较好的脱沥青油作为润滑油、催化裂化和 加氢处理/裂化的原料 溶剂脱沥青技术发展概况 o二十世纪三十年代溶剂脱沥青技术首次 工业化o最初用于从减压渣油中生产高粘度润滑 油料，后来逐渐用于生产催化裂化和催 化加氢的原料，从而发展成为一种重要 的重油加工工艺溶剂脱沥青技术发展概况 o目前全世界溶剂脱沥青装置超过100套， 总加工能力估计在5000万吨／年以上最大的一套装置能力是260万吨／年o我国现有溶剂脱沥青装置28套，总加工能 力约895万吨／年2.1 国外概况国外专利商提出的溶剂脱沥青过程过程名称Kellogg LEDAUOP DemexROSEIFP- BASFDoben日本 丸善Hydro- cyclone密度/ g/cm31.0321.0321.0301.022 1.0031.003 0.957-粘度(100℃)/ mm2/s 305021907100-345--51S/ ω%-5.05.2 4.04.14.63.7 -残炭/ ω%24.021.318.520.816.416.769.4-Ni + V/ mg/kg139.9138.0131.098.080.0140.062.081.0脱沥青油收率/ ω%-77.380.080.085.586.0--残炭/ ω%4.512.512.713.07.9 11.56.9Ni + V, mg/kg1.631.029.029.0 22.564.020.022.4脱油沥青软化点/ ℃94193 -177-137-国外溶剂脱沥青工业化情况oKBR公司：ROSE工艺，32套，最大260万吨／年 ，总能力超过2500万吨／年。
在运转的有19套 ，能力为1600万吨／年oUOP公司：Demex工艺，13套，最大210万吨／ 年，总能力约1300万吨／年oFoster-Wheeler公司：LEDA工艺（主要是转盘 塔丙烷脱沥青），42套，总能力1250万吨／年 注：UOP和Foster Wheeler的SDA技术于1996年合并 oIFP：Solvahl工艺，7套，能力不详ROSE工艺的发展oKerr-McGee从二十世纪五十年代中期开 始研究超临界抽提技术，1954年建成并 运行了一套750桶／天的示范装置o70年代将开发重点转为节能的研究，并 建成一套1桶／天的实验装置，用于超临 界回收技术研究和原料评价研究o1979年，ROSE技术工业化o1995年，KBR公司收购了ROSE技术ROSE工艺技术特点o亚临界抽提－超临界溶剂回收工艺o一段／两段抽提－沉降流程o早期使用乱堆填料和高压降进料分配器 ，后来改用高效规整填料（KOCH-GLITSCH公司提供）和低压降进料分配器（ROSEMAX）oROSEMAX：1995年工业化，处理量提高最 大达60％，循环溶剂纯度提高达90％（含 油量从4.01%降到0.41%）。
Demex工艺oDemex工艺由UOP公司和墨西哥石油研究 院(IMP)联合开发oDemex工艺主要用于从减压渣油中生产催 化料，使用C4、C5等比较重的溶剂oDemex工艺采用混合－沉降－超临界回收 流程，塔中进料，胶质可回炼脱胶质 塔为卧式罐o进期开发了新型抽提塔内构件：平行折 流板（PIP）LEDA工艺oLEDA工艺：低能耗脱沥青工艺o主要用于生产润滑油料，也可生产催化料o主要特点：采用转盘抽提塔和双效蒸发回收 流程2.2 国外概况国内溶剂脱沥青技术发展o1958年采用前苏联技术，在兰炼建成了第 一套丙烷脱沥青装置，能力为12万吨／年 oRIPP从1961年开始研究溶剂脱沥青工艺o1965 年,两段沉降法丙烷脱沥青工艺在锦 西石化总厂实现工业化o1966年,丙烷临界回收技术在兰州炼油厂实 现工业化，此后，该技术在中国的溶剂脱 沥青装置上广泛应用国内溶剂脱沥青技术发展o1978年,高效抽提塔在锦西石化总厂应用成 功o1980年,C3/C4混合溶剂脱沥青技术在大连 石油七厂工业应用o1987年,一段超临界混合 C4溶剂脱沥青 技 术在吉林化学工业公司投入工业应用o1992年,两段超临界混合C4溶剂脱沥青技术 在天津炼油厂实现工业应用。
国内溶剂脱沥青技术发展o90年代，开发了溶剂脱沥青和其他重油加 工的组合工艺以及软沥青乳化和硬沥青制 浆技术o“七五”和“八五”期间，石油大学开发 了超临界溶剂脱沥青技术，对渣油－轻烃 溶剂的相平衡进行了一些实验和基础理论 研究o“八五”期间，清华大学开发了格栅填料 ，用于丙烷脱沥青装置蜂窝格栅填料的应用o已用于锦西、兰州、高桥、茂名等炼厂的 丙烷脱沥青塔的改造，尚未用于丁烷脱沥 青装置o锦西丙烷脱沥青装置使用填料效果：ò在相同条件下，塔的比负荷增加12～15％ ；轻脱油收率提高4％，总的脱沥青油收率 提高3.5%；ò生产催化料时，溶剂比（质量）从3.0降到 2.6，装置处理能力提高44％国内溶剂脱沥青的装置水平o我国现有溶剂脱沥青装置28套（22个炼厂)， 其中丙脱19 套（能力502.5万吨／年），丁 烷脱沥青 8 套（能力390万吨／年，异丙醇 脱沥青1套（2.5万吨／年）o最大能力：丙脱60 万吨／年（国外100万吨 ／年，Exxon公司Bayton炼厂），丁脱80 万 吨／年（国外最大260万吨／年，波兰）o能耗：丙脱1170~2295.6MJ/t，丁脱 2284.6~1017.8MJ/t。
与国外溶剂脱沥青技术的差距o大型化o内构件o工艺模拟软件o换热优化o硬沥青处理2 溶剂脱沥青工艺过程溶剂脱沥青过程Ø溶剂脱沥青的核心就是液-液萃取，在炼油界 将它称之为抽提Ø抽提塔是一个多段接触器，通常装有一定数 量的内构件，以保证有足够的分离效率Ø抽提时，渣油以分散相的形式由上往下移动 ，而溶剂则作为连续相由下往上流动，这时 渣油中的油分就溶解在溶剂中，沥青则沉降 到塔的底部脱沥青的相平衡2.1 基本流程丙烷脱沥青的抽提和油的回收丙烷脱沥青的沥青回收部分国外主要的脱沥青工艺v LEDA工艺v Demex工艺v ROSE工艺LEDA工艺流程带回收胶质的Demex工艺流程图 Demex过程的脱沥青效果举例-1原 料>566℃的沙轻减压渣油>566℃的沙重减渣密度1.02241.052S/ω%4.06.0N/ω%0.310.48残炭/ω%13.327.7Ni＋V/ mg/kg98269沥青质/ω%1015DMO收率/φ%4060783055DMO性质密度0.94060.96380.98610.95760.9861S/%2.342.833.253.534.29N/%0.10.10.210.140.2残炭/%2.856.3610.74.7910.1Ni＋V/ mg/kg37191638Demex过程的脱沥青效果举例-2沙轻减渣沙重减渣沥青收率6040227045密度1.0771.1101.1541.091.133S/ω%4.965.526.316.937.82Ni＋V/ mg/kg154216341364515软化点/℃88102177104149ROSE两段脱沥青的工艺流程 R0SE三段脱沥青流程 ROSE过程的脱沥青效果举例沙 特西德克 萨斯加利弗 尼亚加拿大中 东中 东原料 密度/ g/cm31.02320.98611.02691.00281.03211.0138残炭/ ω%15.012.122.218.924.019.798.8℃粘度/ mm2/s 1700012020003203000690金属 Ni mg/kg73.616.013946.629.929.7V mg/kg365.027.613630.9110.089脱沥青油收率/ φ% 对进料49.866.052.867.845.654.8密度/ g/cm30.94590.93650.94480.94780.95800.9523残炭/ ω%5.92.25.35.44.55.498.8℃粘度 / mm2/s 140245050102140金属 Ni mg/kg3.51.08.13.90.90.6V mg/kg12.41.32.31.40.74.0脱金属率/ %96.594.796.295.398.495.7续上表沙 特西德克 萨斯加利弗 尼亚加拿大中 东中 东渣油原料密度/ g/cm31.02320.98611.02691.00281.03211.0138残炭/ ω%15.012.122.218.924.019.7粘度/ 98.8℃ mm2/s 1700012020003203000690金属 Ni mg/kg73.616.013946.629.929.7V mg/kg365.027.613630.9110.089沥青收率/ φ% 50.234.047.232.254.445.2密度/ g/cm31.08681.07521.11951.11571.08681.0927软化点/ ℃137771191079489针入度/ 1/10mm1-7000国内部分 v沉降法二段脱沥青工艺 v临界回收脱沥青工艺v超临界抽提溶剂脱沥青工艺沉降法二段溶剂脱工艺沥青沉降法两段脱沥青是在常规一段脱沥青基础 上发展起来的。
在研究大庆减压渣油的特有 性质的基础上，注意到常规的丙烷脱沥青不 能充分利用好该资源，而开发出的一种新脱 沥青工艺沉降法二段脱沥青工艺 进行沉降法两段丙烷脱沥青技术研究，于1965年在 锦西石油五厂用大庆减压渣油进行沉降法两段丙烷 脱沥青工业试验获得成功，将脱沥青油的收率提高 近1倍沉降法与萃取法脱沥青的区别沉降法两段脱沥青的效果原料油沉降法 两段脱沥青一段法 对比组工业生产 结 果抽提塔顶温度/ ℃-656565沉降塔顶温度/ ℃-87-79溶剂比/ φ 抽提塔/沉降塔-6.0/2.05.25.6/1.7轻脱沥青油收率/ w%10034.0-36.8密度/ g/cm30.92220.8816-36.8残炭/ w%7.480.53-0.65粘度/ （100℃） mm2/s121.6821.44-24.17重脱沥青油收率/ w%-34.068.230.4密度/ g/cm3-0.9050---残炭/ w%-2.581.823.62粘度/ （100℃） mm2/s-72.9035.23-Ni/ mg/kg9.80.70.9-脱油沥青 软化点/℃39525148针入度/ 1/10 mm＞350476066延度/ cm3.0>10088.6>85临界回收溶剂脱沥青工艺1965年研究丙烷脱沥青的溶剂临界 回收技术。
在1966年在兰州炼油厂获得工业应 用能耗降低50%以上 临界回收溶剂脱沥青的理论依据溶剂对油的溶解能力随温度的升 高而降低，当温度和压力接近到 临界条件时，溶剂对油的溶解能 力已降到很低，这时，该丙烷溶 剂经冷却后可直接循环使用，不 必经过蒸发回收 临界回收能耗的测算回收方式常规蒸发临界回收2.1MPa 100℃4.2MPa 93℃4.2MPa 96.8℃回收条件下的焓H /kcal/kg1287287需要热量（H-48）/kcal/kg相对百分数80 10024 3039 50 需要冷却量 （H-27） /kcal/kg相对百分数101 10045 4560 60注： 进入挥手系统温度70℃，液态；循环丙烷冷却到。