面對全球原油資源日益緊張,且呈現重質化、含硫高的現實,以重油為原料生產乙烯和丙烯將是必然選擇。在中國石油和石化工程研究會日前舉辦的煉油乙烯副產品深加工研討會上,將重油開發作為我國能源安全的戰略支點這一觀點得到了與會專家的認同。記者從會上獲悉,重油高效轉化與優化利用課題已列入國家“973”計劃,重油輕質化關鍵技術研究科技專項也正式啟動,這意味著我國重油開發與加工利用正在提速。
重油利用現實意義重大
隨著采油技術的進步、石油產量的提高和開采成本的降低,重油資源必將成為我國重要的接替能源之一。但席卷全球的金融風暴讓許多石油企業陷入窘境,原本是新寵的重油也難免失寵。對此,中國石油大學的專家表示,重油開發應該始終被置于重要地位,因為它關系到我國的能源安全戰略。
首先,重油資源非常豐富。目前在全球的大約10萬億桶剩余石油資源中,70%以上是重油資源。我國天然重油預測資源量約為198億噸,陸上重油、瀝青資源約占石油資源總量的20%以上;油砂地質資源量超過61.4億噸,可采資源量超過30億噸;油頁巖10151億噸,可采資源量160億噸。目前,國內的重油產量達到2386萬噸。隨著熱采技術的不斷成熟,重油已成為我國石油工業的重要組成部分。
其次,重油是油田增產的亮點。近幾年,中石油和中石化兩大集團都在加大重油的開發力度。近10年來,中石油每年新增的探明石油地質儲量中,重油儲量所占比例一般都在13%左右,并逐漸形成了遼河油區和新疆油區兩大主要的重油生產基地。中石化也逐漸形成了勝利油區和河南油區兩個重油生產基地,勝利油田更是重油開發的主力軍。
再次,我國能源需求不斷攀升。隨著經濟的快速發展,常規石油儲量日益減少,石油市場的需求形勢將會更加嚴峻。在這種情況下,重油等非常規石油資源將成為21世紀重要的能源資源。有人預言,未來全球的石油消費量將達到40億~50億噸/年,其中有超過30億噸來自重油。從這一角度來講,重油的開發利用將占據非常重要的地位。
規模開發橫亙技術障礙
一直以來,技術問題都是橫亙在我國重油開發道路上的障礙。由于重油中富含難加工的組分,其高效清潔轉化,尤其是常規原油蒸餾后的減壓渣油的再利用,成為國內外研究的重點和難點。譬如,大慶油田的渣油含量占到45%左右,如果能得到合理利用,將是一個巨大的潛在資源。但是怎樣加工利用以實現渣油的最大效能,仍是需要解決的問題。
中國石油和石化工程研究會的專家介紹,目前重油利用技術主要有焦化、催化裂化和加氫三種工藝。焦化過程是把重油的相當一部分變成焦炭,從資源優化利用角度看,不是最好的選擇;加氫技術的投資和操作成本比較高,制約了它的推廣應用;催化裂化一直以來都得到了研究機構和企業的重視,但也存在產品質量欠佳等缺陷。
未來的重油技術攻關應該從兩方面著手:一是優化現有的技術,二是開發新的組合路線。由于重油資源因產地不同而性質差別很大,在對重油深入了解的基礎上,要用不同的技術對其加工利用,同時針對不同情況選擇最優化的組合路線,找出真正適合我國國情的重油加工利用技術。
重油催化裂化形成特色
近些年來,我國煉油工業針對國內原油普遍偏重的特點,堅持走深度加工的道路,形成了以重油催化裂化為特色的深加工路線。與1998年相比,2008年,中石油、中石化兩大集團主要深度加工裝置占一次加工能力的比例已由50%提高到了59.8%,加氫精制裝置比例也由12%提高到了34.1%。通過多年的自主開發,我國已經擁有了幾項較為先進的重油利用技術。
據中石化石油化工科學研究院副總工程師張久順介紹,該院開發的以重油為原料的催化裂解技術(DCC),采用五元環高硅沸石催化劑和提升管+密相流化床反應器生產丙烯,具有獨創性和先進性。該技術已有16年以上工業運行經驗,不但在國內建成 7套大型工業生產裝置,成套技術還出口國外,在沙特建設的450萬噸/年DCC裝置今年6月開工。
我國蒸汽裂解原料嚴重短缺,開發重油原料生產乙烯的新技術具有現實意義。石科院在DCC基礎上發展起來的催化熱裂解工藝(CPP),通過改進工藝、催化劑和裝置構型生產乙烯,乙烯和丙烯的產率可在一定范圍內靈活調整。業內專家認為,CPP工藝是以重質原料發展石油化工的新途徑,是對傳統蒸汽裂解技術的可靠補充。
中石化洛陽石化工程公司副總工程師湯海濤稱,該院開發的重油催化裂解制烯烴技術(HCC),是一種可以利用各種重質烴類原料直接進行裂解制取乙烯和丙烯,并兼產丁烯和輕質芳烴的新工藝。工業試驗結果表明,HCC工藝的制造成本僅為管式爐工藝的78%左右,是一種能夠從重質烴類得到較高的低碳烯烴產率的成熟技術,有效地拓寬了生產低碳烯烴的原料范圍,具有良好的應用前景。