[00890366]提高轻油收率的深度延迟焦化技术

该项目属石油炼制领域。劣质重油轻质化主要通过延迟焦化完成：2015年中国加工原油约5亿吨，产生重油约3亿吨，焦化处理1.2亿吨。寻求以煤制油的中国每年副产3000万吨固体石油焦，浪费了宝贵的石油资源。降低石油焦产率、提高轻质油品收率是延迟焦化技术进步的关键，符合国家重大战略需求。延迟焦化是在炉管不结焦的前提下让重油快速通过加热炉管，使焦化反应“延迟”到焦炭塔进行的工艺过程。焦化炉是整个装置的核心，地位与乙烯装置的裂解炉等同，控制炉管结焦是该工艺过程安全平稳运行的关键。常规技术单纯通过提高焦化炉出口温度降低焦炭产率，易导致干气产率高影响轻油收率、造成炉管结焦过快，制约装置经济效益和操作安全。该项目基于重质油热反应化学和辐射传热理论，开发了结焦速率低、停留时间长、处理量大、轻油收率高的深度延迟焦化技术。主要科技创新如下：(1)原料评价创新：提出精确表征重油结焦倾向的关键指标—结焦因子，开发了新的评价方法及专用设备，将传统物性表征方式改为反应特性表征，解决了重油结焦倾向评价准确性和时效性差的难题。(2)设计与操作创新：建立了直接针对炉管结焦的设计和操作新准则，将焦化炉设计、操作过程由粗放的“加热炉”层级上升到精细的“反应炉”层级；基于辐射传热、炉管结焦机理研究，开发了焦化炉管内外工艺过程模拟技术，打破了国外核心技术的垄断。突破了国外焦化炉管内反应停留时间≯40s的限制，创立了低温长停留时间增加反应给热量的工艺思路，理论本质上保证了该技术优于国外同类技术。(3)工程应用创新：通过开发新炉型、附墙燃烧器、定向反射砖、与热强度匹配的炉管吊挂、匹配深度裂解的焦炭塔及分馏塔配件等，将追求炉膛热强度分布均匀的传统理念修正为辐射热定向反射、热强度分布匹配管内结焦过程的新理念，使最高边界底层温度降低20℃以上，从而保证了长停留时间、高反应深度条件下焦化炉仍能长周期运行。该技术研发始于上世纪80年代的基础研究，90年代基于基础研究剖析了国外先进技术并在解决生产实际问题过程中，形成优于国外同类技术的深度延迟焦化技术：单程处理量比国外最先进技术提高50%，注汽量降低50%，清焦周期延长1倍；工业标定数据表明，石油焦产率平均降幅达10%。全部采用该技术每年可为企业减少300万吨以上石油焦，相当于增加一个小型油田的产量。该技术获授权专利27项，成功应用于50多套工业装置，总加工量超过5500万吨/年，接近全国延迟焦化总规模的50%，每年减少石油焦130万吨以上，其中7家应用企业近三年新增利润20多亿元；该技术与壳牌、巴西、加拿大等国外石油公司开展了实质性合作；获得了中国主要炼油企业的高度肯定，2010年中国石化总公司发专文推广；入选体现中国21世纪炼油技术水平、具有国际竞争力和独立知识产权的16项外推专有技术之一。