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导读
劣质重油加工技术包括加氢和脱碳2种路线，加氢路线按反应器形式分为固定床、沸腾床和悬浮床3种，脱碳路线包括焦化、减黏裂化、溶剂脱沥青等。具体工艺路线的选择主要根据原料性质、炼厂定位、产品方案、技术水平、投资规模等多方面统筹考虑。
每一种劣质重油加工工艺，均有各自的优缺点和适用范围，而结合了多种技术优势的各种组合工艺路线，可以提升炼厂对原油的适应能力，增强炼厂抵抗市场冲击的能力和盈利能力，也是今后劣质重油加工技术的发展趋势。
劣质重油加氢路线
01渣油固定床加氢处理技术
渣油固定床加氢处理技术是迄今为止工业应用最多和最成熟的渣油加氢技术，主要用于催化裂化原料预处理。下表列出了主要渣油固定床加氢处理技术的特点、技术指标和工业应用情况。
可以看出，目前世界范围内有近80套的渣油固定床加氢装置运行。虽然渣油固定床加氢有多种技术来源，但这些技术在流程和工艺条件上大同小异，没有太多本质上的差别。
渣油固定床加氢工艺流程和操作简单，技术成熟可靠，但其转化率较低，对原料残炭和金属要求苛刻，使该工艺的工业应用受到一定限制，但在相当长的时期内仍将是大多数炼厂尤其是加工重劣质原料炼厂的优选技术。
未来发展固定床加氢发展趋势：
①开发更高脱金属、脱硫、脱氮活性的催化剂，提高催化剂寿命，延长其使用周期；
②开展催化剂级配技术研究，以提高处理原料的灵活性、硫氮等杂质脱除率和反应器效率；
③进一步开展固定床反应机理的研究，为工艺条件优化、催化剂级配提供理论支撑；
④探索渣油固定床加氢与渣油催化裂化等其他工艺的优化组合，为炼厂生产清洁油品提供灵活性高、经济效益最佳的组合工艺方案。
02渣油沸腾床加氢裂化技术
渣油沸腾床加氢裂化技术可用于处理更劣质的原料，近年来在渣油高效加工中应用的范围逐渐扩大。下表列出了主要渣油沸腾床加氢裂化技术的特点、技术指标和工业应用情况。
渣油沸腾床加氢裂化技术除用于常规渣油的加氢裂化外，还在油砂沥青等劣质重油改质方面发挥了重要作用，多是与延迟焦化、溶剂脱沥青等工艺组合生产合成原油。近年来，沸腾床加氢裂化技术的研究也主要集中在与焦化、溶剂脱沥青等技术的工艺组合和高活性催化剂开发方面。渣油沸腾床加氢裂化技术虽已实现大规模应用，但仍存在较大的改进空间。
沸腾床加氢发展趋势：
①开发性能更优良的催化剂，延长催化剂寿命，降低成本。开发适用于沸腾床特点的高活性脱硫、脱氮、芳烃饱和的催化剂，高活性加氢裂化催化剂以及能够裂解胶质沥青质的催化剂或助剂等。
②提高硫、残炭、金属、氮的脱除率。研究如何通过改进提升反应器设计、优化操作条件等措施加强脱硫氮、脱残炭效果。
③降低结焦结垢，实现装置长周期运行。包括优化原料过滤流程设计，优化反应器内构件设计和操作参数，开展不同原料结焦结垢倾向规律、转化率与产物稳定关系等基础研究和实验研究。
④拓宽未转化渣油的出路。考虑将未转化渣油用作焦化、催化裂化原料油，作为制氢原料，生产沥青或用作燃料油等。
⑤进一步深入研究适应各种原料性质和加工要求的多种组合技术，包括渣油沸腾床加氢裂化-延迟焦化、渣油沸腾床加氢裂化-流化焦化、渣油沸腾床加氢裂化-溶剂脱沥青等，最大化发挥渣油沸腾床加氢裂化的优势。
03渣油悬浮床加氢处理技术
渣油悬浮床加氢裂化技术是正在快速发展中的一种新型渣油加氢技术，是当今炼油工业的发展热点，可加工劣质含硫原油的渣油、劣质稠油、油砂沥青等劣质原料，转化率通常在90%以上。下表列出主要渣油悬浮床加氢裂化技术的特点、技术指标和工业应用情况。
悬浮床加氢裂化技术原料适应性较强，适合于加工高金属、高残炭、高硫、高酸值、高黏度劣质原料，轻质油收率高，产品质量好，未转化油产率低，加工费用低，优势明显。相比渣油固定床和沸腾床加氢技术，悬浮床加氢裂化技术加工的原料更加劣质，转化率也更高，技术开发和应用难度也最大，目前仍处于发展完善阶段。悬浮床加氢裂化技术是当今炼油工业的发展热点和前沿技术，一旦未来几年几套新建的单系列大规模装置通过开工运转，技术效果得以验证后，将具有广阔的发展前景。
目前，悬浮床加氢裂化技术虽已实现工业应用，但运行和在建的工业化装置不多，仍存在高转化率下装置难以长周期运转的难点问题，在工业化过程中也还会出现一些新的问题。
悬浮床加氢发展趋势：
①开发均相分散型催化剂、高度分散的水溶性催化剂等高活性、高分散催化剂，简化催化剂回收方式，降低催化剂成本。均相分散型催化剂可以减少设备积炭和提高转换效率比，高度分散的水溶性催化剂则具有良好的加氢和抑制焦炭生成的作用，微米或纳米级的多金属液体催化剂消耗量低、活性高、床层不易堵塞。
②降低结焦结垢，提高装置运转周期。开发设计具有优良传质传热性能的新型连续搅拌釜式反应器，优化工艺条件和反应器的体积，降低结焦结垢，减少设备投资，实现装置长周期运转和经济效益最大化。
③拓宽未转化渣油的利用。可考虑采用进焦化、用作水泥厂燃料、去调和沥青、从未转化油中提取或回收金属等方法处理。
④强化悬浮床反应机理研究。进一步深入研究反应物各组分在数量、性质和组成上的匹配性，氢气在原料油中的溶解性，反应器流体力学性质和传质、传热过程等关键问题，为悬浮床的设计开发与工业放大提供理论指导。
劣质重油脱碳路线
01焦化技术
焦化技术成熟，渣油转化率较高，原料适应性强，生产成本较低，广泛应用于炼厂重油深加工和劣质重油改质领域。在炼厂渣油加工工艺中，焦化的处理能力约占30%以上。下表列出了主要焦化技术的特点、技术指标和工业应用情况。
可以看出，目前工业应用的焦化技术主要有延迟焦化、流化焦化和灵活焦化3类，其中延迟焦化的应用最为广泛，处理能力约占87%，采用流化焦化技术的约占7%，采用灵活焦化和其他技术的仅占6%。
由于近年来全球原油市场、炼厂加工原油的性质、油品需求结构、清洁生产要求都发生了较大变化，焦化技术在重油加工领域的功能和作用也有所改变，其技术发展主要集中在装置安全环保运行、装置改进与优化操作、超重原油现场改质生产合成原油等方面。作为劣质重质原油改质的重要途径之一，未来焦化在重油加工能力中仍会占据较大的比例。
焦化技术发展趋势：
①提高液体产品收率，降低焦炭产率。根据原料性质不同，通过工艺操作参数的调整来优化焦化目的产品种类和产率。
②石油焦产品的高附加值利用。除了常规的用于发电燃料、水泥辅料等以外，高硫石油焦用于生产合成气或制氢是其高附加值利用的经济可行的路线。开发生产针状焦等市场需求大的高附加值石油焦也是提高装置经济效益的有效途径。
③减少环境污染。一方面是通过改进工艺的热集成和热回收提高能源效率；另一方面是安装废气回收设备，在处理焦炭的同时采取措施降低颗粒物排放等。
④联合其他重油加工技术组合发展。焦化与催化裂化、溶剂脱沥青等其他重油加工技术相结合形成组合工艺，可以实现优势互补，也是扩大传统焦化技术竞争力的重要手段，同时还可以增加灵活性、提高资源利用效率和装置利润。
02减黏裂化技术
减黏裂化是一种缓和、低转化率的轻度热裂化过程，可将高黏度重质油经过轻度热裂化得到低黏度、低凝固点的燃料油，也可以通过降低黏度改善重油稠油流动性能而利于重油管道输送和后续加工。减黏裂化技术主要分为管式炉减黏和上流式反应塔减黏2种类型。下表列出了主要减黏裂化技术的特点、主要技术指标和工业应用情况。
减黏裂化曾经是应用最广泛的渣油转化工艺，随着环保要求的提高以及市场对轻质清洁油品需求的增长，减黏裂化装置的作用和竞争力在减弱，逐渐被焦化、渣油催化裂化、溶剂脱沥青、渣油加氢等工艺所替代和赶超。新装置的建设数量非常有限，且其应用将仅限于与其他渣油加工装置(如渣油沸腾床加氢裂化)相结合而进行重油加工。今后应用的最大可能是在油砂沥青和委内瑞拉超重原油生产现场改质中，通过降低黏度改善稠油、超重油流动性能以利于重油的管道输送。另一方面，现有炼厂减黏装置操作将进一步优化，同时会推进与其他重油工艺组合发展。
减黏裂化发展趋势：
①优化现有炼厂减黏装置操作，推进与其他重油工艺组合发展。现有的减黏裂化装置可以通过减少设备结垢、节能降耗、优化操作等途径提升装置的盈利能力。新建的减黏裂化装置主要是与其他渣油转化工艺(如加氢裂化、焦化等)的组合，提高轻质油收率。
②近期有些公司开始关注催化减黏技术，临氢/供氢/催化减黏技术将有一定发展空间。
③拓展应用到劣质重油的现场改质，主要目标是降低黏度，便于运输。
03溶剂脱沥青技术
溶剂脱沥青是一种重要的炼厂渣油加工方法。该技术将渣油中最劣质的组分沥青质首先脱除，使渣油的绝对量减少35%左右，再将脱油沥青进行延迟焦化或其他利用，既可生产汽油、柴油和重瓦斯油，又降低了焦炭产率。近年来，随着重质劣质原油加工量的上升，溶剂脱沥青也成为一些石油公司进行重油(渣油)改质的技术路线选择之一。下表列出了主要溶剂脱沥青技术的特点、技术指标和工业应用情况。
常规溶剂脱沥青技术已较为成熟，在上游生产的应用中，技术研发主要针对用该技术改质劣质重油生产炼厂可以加工或便于运输的原料，同时通过气化技术将溶剂脱沥青装置中的沥青质转化生产蒸汽或其他高附加值的产品。在炼厂应用中，技术研发主要涉及工艺改进、硬件设备改进、特种产品生产等方面。
溶剂脱沥青发展趋势：
①溶剂脱沥青将向提高原料灵活性、提高产品收率、优化溶剂和操作条件、节能降耗、装置升级改造方向发展，如何处理重质脱油沥青、装置设备硬件改进等也是研发关注的方向；
②需要对溶剂脱沥青技术加工劣质重油进行更多的建模和机理研究，扩大该技术在非常规原油改质中的应用；
③渣油超临界溶剂脱沥青装置的投资低于延迟焦化、渣油催化裂化和渣油加氢，操作费用和能耗有所下降，在重油改质技术中具有竞争力；
④溶剂脱沥青与其他加工工艺组合发展。包括催化裂化-溶剂脱沥青、渣油热转化-溶剂脱沥青-催化裂化、溶剂脱沥青-气化(IGCC)组合工艺等，充分发挥组合优势，提高炼厂灵活性和经济效益。
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