加工油砂沥青新工艺HTL即将实现工业化

油砂沥青是重要的非常规石油资源,其性质组成是其加工方案及设计的重要基础。对加拿大油砂沥青(bitumen)的直馏轻瓦斯油(vlgo)、减压瓦斯油(hvgo)和常压渣油(atb)进行了分析评价,对其加工性能作了分析判断。

以在加拿大建设千万吨级的燃料型炼油厂为例,按完全加工稀释沥青设计,减压渣油加工选用加氢裂化、延迟焦化和溶剂脱沥青三种典型成熟的重油加工技术,蜡油加工采用加氢裂化工艺,以最大化生产柴油为目的,采用pims线性规划软件,对各种炼油技术方案和投资经济性进行分析对比。结果表明,在西得克萨斯轻质原油(wti)价格为95美元/bbl的价格体系下,采用渣油加氢裂化工艺投资最高,氢气消耗量最大,但该工艺可最大程度地将沥青轻质化,全厂轻油收率高,并可充分依托当地稳定可靠的天然气、电力和氢气供应,是项目执行的首选方案。而延迟焦化、溶剂脱沥青两种脱碳工艺虽然投资和运行成本较低,但轻油收率低,且在加拿大天然气供应充足、价格适中的情况下,大量的高硫石油焦和沥青只能作为废物填埋处理,经济性要差一些。

加工加拿大油砂沥青-炼厂的选择与调整

国际石油经济2013.11·82· refining&petrochemicals 炼化广角 世界炼油工业已经过百余年的发展历程，现 代化的炼油企业仍需应对原油来源及性质变化、 油品需求结构变化、油品质量标准变化、安全环 保要求逐渐严格等一系列挑战。bp、埃克森美 孚和壳牌公司在各自的未来能源展望报告中均指 出，2030-2050年，石油仍是生产交通运输燃料 的最主要原料，因此未来炼厂确保正常运营的关 键要素之一就是有稳定长期的、多元化来源的油 源，以避免因可能出现的政治危机、自然灾害等 原因造成供应中断。 随着获取常规原油资源的难度逐渐加大，美 国、欧洲和亚太地区的石油公司纷纷开始与加拿 大、南美、中东、俄罗斯等资源国或地区的石油公 司合资，开拓非常规原油上游开发和下游加工的 机遇。在油价高位波动、轻质原油越来越稀缺的时 代，炼油企业可以从非常规原油中发现更多机会。 在

油砂沥青油为高密度、高黏度、高金属含量、高残炭的劣质原料,采用沸腾床加氢催化剂,利用高压釜进行加氢处理,考察了反应温度和反应时间对其反应性能的影响,以寻求最佳的沸腾床加氢处理反应条件。实验结果表明,随着反应温度升高、反应时间增加,油砂沥青油的加氢生成油中fe,na,ni,v含量和残炭逐渐降低,最佳反应条件为反应温度430℃、反应时间80min,在该条件下,fe,na,ni,v的脱除率分别为99.97%,99.99%,98.11%,99.61%,残炭降低率为72.61%。利用沸腾床进行油砂沥青油的加氢处理,可以有效改善油品性质,满足深加工要求。

在超临界溶剂脱沥青耦合脱油沥青喷雾造粒装置上,将加拿大油砂沥青分离为脱沥青油及脱油沥青,通过对比在正戊烷中加入体积分数10%环戊烷前后得到的脱沥青油及脱油沥青性质变化来考察环戊烷对溶剂脱沥青的影响。结果表明,加入环戊烷可以提高脱沥青油质量收率1%～4%,当收率为67%～71%时,2种溶剂得到的脱沥青油性质接近,但是脱油沥青软化点比加入环戊烷之前却可以提高3～13℃,从而能够生产出优异的沥青粉。

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分析了加拿大油砂沥青合成原油(sco)、大港原油以及混合原油(sco与大港原油的混合比例为3:7)的宽馏分性质。sco石脑油馏分的芳烃潜含量较低,不是良好的催化重整原料。混合原油石脑油馏分是良好的重整原料。sco和混合原油汽油馏分是良好的蒸汽裂解制乙烯原料,但辛烷值不高,不宜作为汽油调合组分。sco的煤油馏分的芳烃含量高、烟点低、闪点低,不适合生产喷气燃料;混合原油煤油馏分的酸度稍高、烟点略低、闪点低,通过精制可以生产1号喷气燃料。sco柴油馏分凝点低、冷滤点低、硫含量低,用作调合馏分可降低调合柴油的冷滤点,但其十六烷值低。混合原油柴油馏分可生产-10号车用柴油,但硫含量略高,十六烷值略低,需要精制。sco减压馏分的氢碳原子比和烷基碳含量较低,而芳香碳含量较高,裂化性能低于大港减压馏分的裂化性能,大港原油掺兑30%sco后减压馏分的裂化性能有所降低。sco常压渣油和减压渣油的氢碳原子比低,胶质、沥青质和金属的含量较低;而混合原油常压渣油和减压渣油的胶质、沥青质和金属的含量较高。

本文利用自行设计的重油热反应静态评价装置对油砂沥青常压渣油进行了减粘裂化结焦倾向评价静态实验，考察了反应温度、反应时间和聚焦剂等因素对结焦倾向的影响，同时与动态实验进行对比。结果表明，静态减粘实验时，405℃左右开始结焦，400℃以下无结焦现象；加聚焦剂能明显的降低结焦量；动态减粘实验反应温度在410℃～415℃时开始结焦，与静态实验相比，开始结焦的温度有所上升。

目前，加拿大的油砂资源中仅有很少一部分易于采用传统的表面开采的方法而得到，其余部分则大多不得不采用蒸汽辅助重力排水系统（sagd）进行原位回收。在该工艺中，蒸汽被注入含油地层中的水平井中使黏滞的沥青流动起来，然后被位于更低位置的产油井回收。由加拿大n—solv公司正在开发的一项原位工艺有望具有更高的效率及更少的费用，

委内瑞拉超重原油和加拿大油砂沥青都是高密度、高黏度、高硫、高氮、高酸、高残炭、高金属、高沥青质的劣质原油,不仅重馏分油和渣油中的金属含量高,而且轻馏分油中的金属含量也比较高,是当今世界上最难加工的原油。除了难以开采和开采成本高以外,对于炼厂还存在难以输送、难以脱盐脱水、难以正常生产运行等问题。炼厂加工高硫高酸超重原油或油砂沥青生产清洁燃料和裂解料难度很大:一是常压直馏馏分油太少;二是减压瓦斯油和减压渣油太多;三是常减压蒸馏各直馏馏分中硫含量和酸值都比较高,都需要深度精制或加工。而利用好高硫高酸超重原油和油砂沥青的减压渣油是用好非常规石油资源,提高轻油收率的关键所在。目前世界上只有委内瑞拉4座加工奥里诺科超重原油和加拿大6座加工油砂沥青的改质工厂在生产,产品为合成原油。正在建设中的加工委内瑞拉超重原油的炼油厂有4座,计划建设的油砂沥青炼油厂只有1座。加拿大油砂沥青改质工厂的技术和生产水平都比委内瑞拉超重原油改质工厂高一些。我国三大石油公司与委内瑞拉和加拿大的合作都取得了很大进展,在我国炼油厂大量加工委内瑞拉超重原油已指日可待,预计我国炼油厂加工加拿大油砂沥青也为时不远。为此,建议有关科研项目应抓紧工作,尽早提出研究成果和关键技术问题的解决方案;同时着手开展相关技术,特别是减压渣油悬浮床加氢裂化技术的开发工作;跟踪国外有关加工技术研发的工作进展,为我国的消化、吸收、再创新打好基础。

委内瑞拉超重原油和加拿大油砂沥青是世界上重要的2种非常规石油资源,都属于高密度、高黏度、高硫、高残炭、高金属、高沥青质的劣质原油,常规炼油厂直接加工这2种原料会出现一系列问题。目前,这2种非常规原油主要在其本国的改质工厂进行改质,得到的合成原油可作为炼油厂原料进一步加工生产运输燃料和其他石油产品。委内瑞拉现有4座超重原油改质工厂,其中3座生产重质高硫合成原油,另外1座生产高质量的轻质低硫合成原油。4座改质工厂采用的核心改质工艺都是焦化。加拿大现有6座主要的油砂沥青改质工厂,改质途径主要是焦化和/或加氢,生产的合成原油性质也有所差别。非常规石油资源是未来我国炼油厂原料重要的接替资源,我国石油公司必须加快相关领域关键技术的研发和推广应用,以技术提升核心竞争力,拓展与国际能源合作的机遇。

发展与新材料、新工艺、新技术地应用 沥青路面在交通载荷与气候影响地作用下，随着时间 地推移，路面状况和服务能力将逐渐地恶化.为了保持路面 良好地使用性能和延长它地使用寿命，在路面寿命周期地 各个不同阶段需要采用不同地养护维修措施.沥青路面地 养护维修工作对保持路面地服务能力，延长其寿命周期， 以及改善噪音、振动等对周边环境地污染有着重要地作用. 在我国高速公路建设地初期，路面养护地工作量还不是很 大，人们容易产生重建设、轻养护地思想，但是随着我国 公路建设地重点逐步向中、西部地区推移，在东南沿海地 区将迎来一个路面养护维修地高潮，因而养护维修技术正 日益成为人们关注地一个热点. 1沥青路面养护维修作业地分类 我国现行地沥青路面养护技术规范通常根据工程量地 规模大小、技术地难易程度将沥青路面地养护维修作业分 为保养小修、中修、大修、改善（改建）等四类.这种分类 方法地核心

个人收集整理勿做商业用途 发展与新材料、新工艺、新技术地应用 沥青路面在交通载荷与气候影响地作用下，随着时间 地推移，路面状况和服务能力将逐渐地恶化.为了保持路面 良好地使用性能和延长它地使用寿命，在路面寿命周期地 各个不同阶段需要采用不同地养护维修措施.沥青路面地 养护维修工作对保持路面地服务能力，延长其寿命周期， 以及改善噪音、振动等对周边环境地污染有着重要地作用. 在我国高速公路建设地初期，路面养护地工作量还不是很 大，人们容易产生重建设、轻养护地思想，但是随着我国 公路建设地重点逐步向中、西部地区推移，在东南沿海地 区将迎来一个路面养护维修地高潮，因而养护维修技术正 日益成为人们关注地一个热点. 1沥青路面养护维修作业地分类 我国现行地沥青路面养护技术规范通常根据工程量地 规模大小、技术地难易程度将沥青路面地养护维修作业分 为保养小修、中修、大修、改善（改建）等

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据美国《世界炼油商务文摘周刊》日前报道，加拿大ivanhoe能源公司已购买在alberta省athabasca矿区的三座油砂矿，为自己开发的htl重油改质专有技术建设第一套工业装置提供原料。据称，该工艺能将重油直接转化为可运输、部分改质的合成原油，副产品在现场转化为能源，使重油商无需购买输送重油的稀释剂和天然气汽化油藏。

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