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未來原油性質(zhì)總體上將逐漸變重，這已得到廣泛認可，意味著未來原油中的渣油組份將逐漸增多。若原油處理量和加工技術(shù)條件不變，則輕質(zhì)油品的油收率將下降。然而，成品油市場對交通燃料的品質(zhì)和需求量將表現(xiàn)為逐漸提高的趨勢，而重質(zhì)燃料油的需求量將處于下降趨勢。這是需要妥善解決的矛盾，而這一矛盾的解決將主要體現(xiàn)于渣油的處理技術(shù)。

渣油處理技術(shù)現(xiàn)狀

目前可處理渣油的典型技術(shù)有重油催化裂化、延遲焦化、減粘裂化、溶劑脫瀝青、渣油加氫等技術(shù)。重油催化裂化、延遲焦化、減粘裂化和溶劑脫瀝青均屬“脫碳”技術(shù)。重油催化裂化產(chǎn)出的汽油辛烷值較高，經(jīng)脫硫后可直接調(diào)和為成品汽油。而其它產(chǎn)物均不能直接銷售，還需精制處理。雖然重油催化裂化的輕油收率較高，但也有相當(dāng)比例的低價值產(chǎn)品油漿和干氣副產(chǎn)，且劣質(zhì)原料對裝置操作的經(jīng)濟性影響很大。延遲焦化對劣質(zhì)原料有很強的適應(yīng)能力，輕油收率尚好，但必須為大量的石油焦產(chǎn)品找到合適的去處，流行的做法是配套CFB鍋爐。在原油緊缺的大環(huán)境下，用“石油焦”代替“煤”發(fā)電，是單純從焦化投資少、當(dāng)?shù)仉娏Σ蛔慊驗榱藢崿F(xiàn)生產(chǎn)企業(yè)電力自給考慮，沒有權(quán)衡考慮效益最大化、不追求原油最高利用率，從這個意義上說，焦化技術(shù)的采用值得重新思考，至少在煤碳資源豐富的中國大量采用焦化技術(shù)更應(yīng)從戰(zhàn)略高度來分析決策。減粘裂化與焦化從某種意義上說是類似的，只是轉(zhuǎn)化深度不同，減粘是輕度裂化，產(chǎn)品中渣油的比率還很大，產(chǎn)出的渣油去做重質(zhì)燃料為目的，應(yīng)該說與未來的市場需求背道而馳。溶劑脫瀝青技術(shù)可將渣油中的“有用”組分抽提出來作為加氫或催化的原料，從這個角度說，提高了原油的利用率。但是脫油后的瀝青如果作為燃料油產(chǎn)出，同樣沒有實現(xiàn)最大化的原油利用率，如果作為硬瀝青產(chǎn)品(經(jīng)調(diào)和)產(chǎn)出用于附加值高的高等級瀝青，經(jīng)濟效益上比較合算，但這種方案與原油性質(zhì)有直接關(guān)系，并非所有原油都可以生產(chǎn)高等級瀝青產(chǎn)品，這也是溶劑脫瀝青技術(shù)處理重質(zhì)原料不利的方面。

而渣油加氫技術(shù)分渣油加氫脫硫和渣油沸騰床加氫裂化。渣油加氫脫硫的轉(zhuǎn)化率相當(dāng)較低，反應(yīng)產(chǎn)物仍然有相當(dāng)大比例的渣油組份沒有得到轉(zhuǎn)化，重端產(chǎn)品仍需進一步加工才能從整體上將輕油收率提高。另外，渣油加氫脫硫?qū)υ托再|(zhì)也有限制；沸騰床渣油加氫裂化的轉(zhuǎn)化率高于渣油加氫脫硫，對渣油的適應(yīng)能力較強。那么，除了沸騰床渣油加氫技術(shù)外，是否還有轉(zhuǎn)化率更高、原料適應(yīng)能力更強、產(chǎn)品質(zhì)量更好的渣油加氫技術(shù)？答案是VCC™漿態(tài)床加氫裂化技術(shù)。因為它的一次轉(zhuǎn)化率達到95%甚至更高、原料可以是極劣質(zhì)的渣油甚至是渣油和煤粉的混合物、主產(chǎn)品是硫含量超低的石腦油、柴油、蠟油等，總體積液收率高于100%?？梢哉f，VCC™漿態(tài)床加氫裂化技術(shù)是實現(xiàn)原油利用率最大化的最佳選擇。

VCC™技術(shù)發(fā)展史

VCC™是 Veba Combi Cracker 的縮寫，是以漿態(tài)反應(yīng)器為特征的重質(zhì)油加氫裂化技術(shù)。該技術(shù)最初起源于Bergius-Pier的煤液化技術(shù)，如今VCC™為BP公司所擁有。歷史上每一次原油價格大幅上漲都曾使煤液化技術(shù)展現(xiàn)出光明前景；而原油價格大幅回落也均導(dǎo)致該技術(shù)陷入銷聲匿跡的局面，致使已建成的煤液化裝置一度被迫拆除或改造為渣油處理裝置。伴隨每次煤液化技術(shù)的應(yīng)用復(fù)蘇過程，及多次的實驗和技術(shù)創(chuàng)新，該技術(shù)也得到不斷的完善并趨于成熟。

2002年， BP公司收購了VEBA Oel 公司，取得VCC™技術(shù)所有權(quán)，而后決定重新推出該技術(shù)，但技術(shù)側(cè)重點從煤液化轉(zhuǎn)向煉廠渣油的加氫裂化處理為目的。為配合該技術(shù)的商業(yè)實施，BP 公司已建造了一套非常先進的、仿商業(yè)裝置的實驗裝置，可進行全面的試驗分析以滿足工程化需求。KBR公司于2010年與BP公司簽署了合作協(xié)議，推廣VCC™技術(shù)，擴大市場，共同為客戶提供技術(shù)授權(quán)、技術(shù)咨詢和服務(wù)。

 

VCC™技術(shù)特點

從技術(shù)演變過程看，VCC™技術(shù)來源于煤液化工藝，對原料有非常廣的適應(yīng)性，而且它是惟一對眾多種類原料做過驗證運行的技術(shù)，測試原料的范圍包括從煉廠渣油一直到煤，以及煤和油的混合物等。除一般的減壓渣油外，其它的常規(guī)原料，如脫瀝青塔底油、瀝青減壓殘油、減粘減壓渣油和熱解焦油等，均在德國的 Bottrop/Scholven 裝置中做過測試。除此之外，一些非常規(guī)原料，如用過的潤滑油、切削油、脫脂劑殘余液、氯化后的溶劑、油漆殘渣、變壓器油、廢加氫催化劑、失活的活性炭和回收的塑料等均能得到成功處理。

各種原料的測試表明，本技術(shù)可以達到 95% 甚至更高的轉(zhuǎn)化率，瀝青的轉(zhuǎn)化率達到 90% 以上，而且原料越重，其總體經(jīng)濟效益也越好。該技術(shù)非常適用于難于處理的酸性重油，原料中的硫含量越高，反應(yīng)活性越高，從而可以在更低苛刻度下實現(xiàn)目標(biāo)轉(zhuǎn)化率。

VCC™技術(shù)與其它同類技術(shù)不同，采用單程無循環(huán)工藝。主加氫裂化反應(yīng)器無內(nèi)件，通過獨到的設(shè)計實現(xiàn)反應(yīng)動力學(xué)和流體動力學(xué)的要求，保證高轉(zhuǎn)化率及高選擇性地生成餾份油產(chǎn)品。VCC™技術(shù)中設(shè)置了加氫精制反應(yīng)段后，使得 VCC™裝置能夠生產(chǎn)商品級的產(chǎn)品。加氫精制段采用固定床催化反應(yīng)器，操作壓力與第一加氫轉(zhuǎn)化段基本相同。其二段加氫精制的融入早于20世紀(jì)50年代開發(fā)和實踐。而且，該加氫反應(yīng)段可以設(shè)計成“加氫精制”，也可以設(shè)計成“加氫裂化”。煉廠中的低價值油品如瓦斯油、脫瀝青油或催化裂化循環(huán)油，可直接送入第二反應(yīng)段。第二段反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后，可根據(jù)業(yè)主需要將回收的液相產(chǎn)品通過簡單汽提來生產(chǎn)合成原油、或者通過分餾來生產(chǎn)可以直接銷售的終端餾份油產(chǎn)品。

VCC™技術(shù)所用的添加劑可以保證未轉(zhuǎn)化、高金屬含量的渣油得到可靠捕集和脫除，有效防止設(shè)備結(jié)垢。這不同于其他同類技術(shù)，需要添加芳烴溶劑來防止結(jié)垢。VCC™裝置的歷史運行數(shù)據(jù)可追溯到上世紀(jì) 60 年代，那時裝置的在線率就高于 90%。VCC™典型工藝流程見圖1。

高投資回報率

伴隨新一代 VCC™技術(shù)應(yīng)運而生的是更低的安裝成本、高轉(zhuǎn)化率及卓越的產(chǎn)品質(zhì)量，使 VCC™技術(shù)成為升級煉廠渣油或重質(zhì)油非常有吸引力的選擇。基于實際煉廠的研究數(shù)據(jù)進行評估比較的情況參見圖2?？梢钥闯觯簾o論原油價格是否高于$50，VCC™裝置的凈現(xiàn)值和內(nèi)部收益率這兩大重要指標(biāo)均好于沸騰床加氫裂化；而當(dāng)原油價格超過每桶 $50 時，VCC™裝置的凈現(xiàn)值和內(nèi)部收益率均將優(yōu)于焦化裝置。

如今，原油價格已大大超過$50每桶，世界對能源的長期依賴已經(jīng)有目共睹，發(fā)展中國家的崛起將促使石油的需求量提高，石油資源變得越發(fā)緊俏，而新型能源的開發(fā)和利用還無法從根本上改變現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)，未來原油價格跌至$50的可能性已經(jīng)越來越?。涣硪环矫?，原油的性質(zhì)正逐漸變重，將更大比例的渣油組份轉(zhuǎn)化為更清潔的輕型燃料技術(shù)正受到青睞。VCCTM加氫裂化技術(shù)正是滿足這一市場需求的絕佳選擇。因此，投資興建 VCC™裝置的時代已經(jīng)到來。