炼油业面临的挑战和应对策略

1炼油业面临的挑战和应对策略胡志海2013年5月16日2内容炼油业面临的挑战资源高效利用清洁汽柴油生产生产过程清洁化替代燃料技术生产优质润滑油基础油和特种油的加氢技术结束语微利生产过程清洁化高油价原油高硫化产品清洁化原油重质化挑战资源高效利用质量升级步伐加快降低SOx、NOx和CO2排放替代燃料成为焦点和热点炼油业面临的主要挑战提高轻质油收率4内容炼油业面临的挑战资源高效利用清洁汽柴油生产生产过程清洁化替代燃料优质润滑油基础油和特种油的生产结束语资源高效利用高效的含义高轻质油收率清洁化生产高效益关键在重油转化，包括蜡油和渣油我国目前轻质油收率平均只有75%左右原油加工流程产品重油高效转化加氢是关键石脑油航空煤油柴油减压蜡油减压渣油常减压蒸馏劣质原油石油资源的高效利用，最关键的就是要提高以减压蜡油，尤其是以减压渣油为原料重油转化过程的轻质油品收率RIPP的经验，以及日本、西欧、美国等炼油发达国家的实践证明，加氢是提高石油资源利用率的关键技术手段减压蜡油的高效加工减压蜡油的高效加工可以有两条路线：1.加氢裂化（RMC/RHC系列）以生产优质化工原料和煤油、柴油为目的2.经预加氢后进催化裂化（RVHT技术）以生产优质汽、柴油为目的石脑油航空煤油柴油减压蜡油减压渣油常减压蒸馏劣质原油8RIPP加氢裂化系列技术高脱氮性能的精制段催化剂RN-2/RN-20RN-32/RN-32VRN-400中压加氢裂化（RMC）技术单段串联、一次通过流程已发展到第二代，工业应用4套，是低成本转化蜡油的好选择尾油型加氢裂化（RHC-U）技术单段串联、一次通过流程，RHC-1/RHC-3/RHC-131加氢裂化催化剂以降低尾油BMCI值／提高粘度指数为目标，已工业应用多套多产中馏分加氢裂化（RHC-M）技术单段串联尾油循环或并流反序全循环流程RHC-130/RHC-132/RHC-140加氢裂化催化剂多产化工料的灵活加氢裂化（RHC-C）技术单段串联或+煤油、柴油、尾油循环流程，RHC-5加氢裂化催化剂以多产石脑油或中馏分或石脑油+尾油为目标，已工业应用RHC-M技术全转化典型结果9原料油齐鲁HC原料密度(20℃)/(g/cm3)0.9274氮含量/(μg/g)1700终馏点/℃534工艺参数氢分压/MPa15.0新鲜料总体积空速/h-10.65液体产品分布/w%C5～65℃轻石脑油3.6065～145℃重石脑油17.92145℃～230℃航煤28.24230℃～370℃柴油48.03总液体收率/w%97.79航煤+柴油总收率/w%76.27主要产品质量：航煤烟点/mm29柴油硫质量分数/(µg/g)10十六烷指数(D-4737)61.0蜡油加氢预处理可改善催化裂化产品分布原料油JSVGO1SH-02JSVGO2SH02原料硫含量，%1.900.241.800.24工艺FCCMIP产品分布/%干气1.590.862.642.08液化气18.0918.8927.4230.53C5+汽油43.8749.0640.1243.70柴油19.3319.6414.9413.61油浆14.9810.439.375.95焦炭2.141.125.524.13转化率/%65.6969.9375.6980.44轻收/%81.2987.5982.4887.84蜡油加氢预处理可降低催化裂化汽油硫含量和硫传递系数原料油JSVGOSH-02JSVGOSH02工艺FCCFCCMIPMIP原料硫含量/%1.900.241.800.24产品硫质量分数H2S硫产率/%0.620.090.720.087汽油馏分硫/（µg/g）2009177103266柴油馏分硫/%2.600.1630.14重油馏分硫/%4.300.964.91.1汽油硫传递系数/%10.577.365.732.75液体产品总硫/%1.80.230.21液体总硫传递系数/%959688汽油硫传递系数=汽油硫质量分数/原料硫质量分数*100%减压渣油高效转化技术路线当渣油中Ni、V等金属含量小于200ppm时，减压渣油加氢处理与重油FCC组合（RHT-FCC）、减压渣油加氢处理与重油FCC双向组合（RICP）技术或IHCC技术当渣油中Ni、V等金属含量大于200ppm时，浅度溶剂脱沥青-脱沥青油加氢处理-催化裂化（SHF）技术或浆态床技术石脑油航空煤油柴油减压蜡油减压渣油常减压蒸馏劣质原油减压渣油的高效转化13/32渣油加氢处理(RHT)技术劣质渣油经过加氢处理成为优质的重油催化裂化原料，然后经催化裂化转化为轻质油品。汽油、柴油、液化气RHT技术及系列催化剂具有较好的HDM、HDS、HDCCR和HDN活性催化剂稳定性好，在工业装置运转末期仍保持较高的活性，从而保证催化剂具有更长的使用周期催化剂相对用量少，可节省催化剂费用氢耗利用合理，降低能耗和加工成本14/32RHT系列渣油加氢催化剂已在7套工业装置上累计有20次工业应用业绩中石化5套台湾2套目前国内还有4套新建和在建渣油加氢装置采用了RHT技术，总加工能力达到1000万吨/年15/32RHT技术工业装置齐鲁石化茂名石化海南炼化长岭炼化台湾桃园炼厂上海石化加氢处理（RHT）催化裂化氢气重油气体石脑油柴油油浆干气重循环油(HCO)加氢重油液化气汽油柴油16渣油加氢处理与重油FCC双向组合RICP技术利用常规重油加氢与催化裂化组合工艺的便利条件，通过改变HCO的循环方式，巧妙地解决了催化裂化和重油加氢的技术难题，达到“一箭双雕”的效果，促进了重油高效转化2006年5月，RICP技术在中国石化齐鲁分公司工业应用。与常规重油加氢与催化裂化组合技术相比，在HCO仅占重油加氢装置进料量6％条件下，汽油和柴油收率提高1.9个百分点,低价值产物(油浆和焦炭)收率降低1.65个百分点减渣浅度溶剂脱沥青-脱沥青油加氢处理-催化裂化技术（SHF技术）SHF技术是加工高硫、高金属劣质渣油的有效途径DAO加氢处理装置投资只有渣油加氢装置的30%-40%催化剂用量只有渣油加氢装置的1/4左右加氢DAO是优质的FCC原料，可以直接生产低硫、低烯烃的清洁汽油18内容炼油业面临的挑战资源高效利用清洁汽柴油生产生产过程清洁化替代燃料技术生产优质润滑油基础油和特种油的加氢技术结束语清洁汽油生产19中国车用汽油国家标准主要指标项目GB17930-1999GB17930-2006（表1）GB17930-2006（表2）GB17930-2011（表2）排放要求国Ⅰ国Ⅱ国Ⅲ国Ⅳ标准实施时间2000.1.12005.7.1(3)2010.1.12014.1.1辛烷值（RON）不小于90/93/9590/93/9790/93/9790/93/97硫含量，%（m/m）不大于0.10（1）0.050.0150.005苯含量，%（v/v）不大于2.52.51.01.0烯烃含量，%（v/v）不大于35（2）353028芳烃含量，%（v/v）不大于40404040锰含量，g/L不大于0.0180.0180.0160.008注(1)从2000年7月1日起，在北京、上海和广州执行硫含量不大于0.08%（m/m）；从2003年1月1日起，在全国范围内执行硫含量不大于0.08%（m/m）。(2)该指标自2007年7月1日起，在北京、上海和广州执行，2003年1月1日起，在全国范围内执行。(3)硫含量执行不大于500mg/kg的要求,在GB17930-1999的第3号修改单中已做出要求.中国车用汽油地方标准主要指标项目DB11/238-2004（表1）(京Ⅱ)DB11/238-2004（表2）(京Ⅲ)DB11/238-2007(京Ⅳ)DB11/238-2012(京V)DB31/427-2009(沪Ⅳ)DB44/694-2009(粤Ⅳ)标准实施时间2004.10.12005.7.12008.1.12012.5.312009.10.12010.6.1辛烷值（RON）不小于90/93/9590/93/9590/93/9789/92/9590/93/9790/93/97硫含量，mg/kg不大于50015050105050苯含量，%（v/v）不大于2.51.01.01.01.01.0烯烃，%（v/v）不大于301825252525烯烃+芳烃，v%不大于40（芳烃）42（芳烃）60606060锰含量，g/L不大于__0.0060.0020.0060.008夏季蒸气压,kPa不高于706565656545-60(全年)中国与发达国家和地区汽油质量对比22欧I欧II欧III欧IV欧V国I国II国III京II京IV京III国IV京V23各国汽油生产现状重整16.4%MTBE2.0%烷基化0.4%催化73.8%其它6.4%直馏1.1%重整16.4%MTBE2.0%烷基化0.4%催化73.8%其它6.4%直馏1.1%中国汽油池结构美国汽油池结构欧盟汽油池结构直馏8%烷基化4%MTBE2%异构化5%丁烷6%催化27%重整47%直馏8%烷基化4%MTBE2%异构化5%丁烷6%催化27%重整47%催化汽油35%烷基化等30%重整汽油35%催化汽油35%烷基化等30%重整汽油35%我国催化裂化是重油轻质化的主要装置之一，原料趋向重质化、劣质化且多数未加氢。我国汽油组成以硫含量和烯烃含量高的催化裂化汽油为主，高辛烷值组分以烯烃、芳烃为主。24解决汽油烯烃、硫问题的措施重点解决催化裂化汽油脱硫降烯烃问题涉及到的技术单元催化裂化原料预处理催化裂化催化裂化汽油后处理RIPP生产清洁汽油技术25MIP、RIDOS技术高桥/燕山石化欧Ⅲ/欧Ⅳ/欧VRSDS-Ⅱ技术长岭分公司国Ⅳ/欧VRSDS技术上海石化欧Ⅲ/欧Ⅳ2000年01年02年03年04年05年06年07年08年09年10年11年12年13年14年国I欧III国II欧IV国III国Ⅳ欧V标准实施京IV京V京II京IV沪IV粤IV京III蜡油加氢处理RVHT技术济南/长岭/荆门等国ⅢSZorb技术燕山京ⅣSZorb技术高桥/广州沪Ⅳ/粤ⅣMIP技术燕山京Ⅲ蜡油加氢处理RVHT技术青岛/天津/茂名/福建等国Ⅲ/国Ⅳ技术应用RIPP蜡油加氢预处理RVHT技术RVHT技术解决的关键问题：抑制结焦、控制压降上升，实现长周期运行大分子硫化物的高效脱除，同时兼顾脱氮优化与催化裂化的协同，改善过程经济性•RVHT技术关键参数：–原料：VGO、深拔重VGO、CGO、DAO等–氢分压：6.4～10.0MPa–反应温度：350～410℃–体积空速：1.0～1.6–氢油体积比：400～600RVHT-MIP组合灵活生产硫含量合格的国Ⅲ、Ⅳ甚至是国Ⅴ汽油！来源青岛炼化时间精制蜡硫量/%MIP汽油硫/ppm2008年6月2日0.159106月9日0.174306月16日0.235386月30日0.2131327月8日0.25422009年7月2日0.369818月4日0.253769月2日0.3419510月3日0.307920.000.030.060.090.120.150.180.210.240.270.302010-1-22010-1-222010-2-112010-3-32010-3-232010-4-122010-5-22010-5-222010-6-11运转日期精制蜡油硫含量/%0.0000.0050.0100.0150.0200.0250.0300.0350.0400.0450.050催化汽油硫含量/%精制蜡油硫含量/%催化汽油硫含量/%天津分公司：精制蜡油硫含量控制在2000～2500μg/g左右，后续MIP汽油硫含量小于50μg/g280200400600800100012001400弘润荆门*长岭青岛*九江*清江*中原*上海长岭长岭硫含量/(μg/g)01234567△RON原料产品△RON在运装置汽油原料硫含量350μg/g~1200μg/g，产品硫含量满足国三~国五汽油要求汽油辛