重油流化热裂化技术

1、流化焦化技术
Exxon Mobil公司参考流化催化裂化技术特点，开发了能连续运行、原料适应性更广、液体产率更高、焦炭产率更低、处理量弹性更大、环境友好的流化焦化技术。流化焦化技术以一个流化床焦化反应器和一个流化床燃烧器为核心。

通过布置在反应器不同高度上的多层喷嘴，将重质原料（新鲜原料或新鲜原料/循环油混合物）雾化并喷射到流化的热焦炭颗粒上，热载体的存在强化了传热反应。轻质油品从洗涤塔进入分馏装置，焦粉在反应器内整体运动方向向下，经过底部汽提后带着沉积于表面的焦炭进入燃烧器发生燃烧反应。通过燃烧掉燃烧器中15%~30%的焦炭，实现了反应器与燃烧器间的热量循环，无需额外燃料的供应。原料中的金属和含硫、氮的杂环原子一般通过产品焦粉被排出。虽然流化焦化相比于延迟焦化有诸多提升，但其远没有延迟焦化普及和发展的迅速，最主要的原因之一就是流化生产的高含硫焦粉难以处理以及装置操作较为复杂。

目前，流化焦化所产高硫石油焦的处理途径越来越多，如可气化作为化工原料或燃料、可作为整体气化联合循环发电装置（IGCC）技术的原料、可采用循环流化床锅炉和尾气脱硫技术来清洁燃烧高硫石油焦以及用作制备天然气吸附剂等，这些都为流化焦化的工业推广创造了有利条件。

2、灵活焦化技术
同样为解决流化焦化的高硫石油焦问题，在流化焦化技术的基础上开发了灵活焦化技术。

与流化焦化技术相比，灵活焦化技术将燃烧器改为加热器，并新增加了一个气化器。焦化器产生的焦粉进入加热器后发生不完全燃烧，生成大量CO，然后一部分焦粉循环返回焦化器。另一部分焦粉从加热器中循环进入气化器，在气化器中和空气与水蒸气反应生成合成气（H2、CO、CO2和N2）。灵活焦化最大优势在于可将95%以上高硫石油焦气化成低热值合成气，经过脱硫处理后可达到技术脱硫率95%以上，且可将99%重金属富集在产率低于1%的焦炭产物中脱除。

为了进一步提高灵活焦化气体产物的经济性，将高含氮的低热值合成气转变成高含氢合成气，在灵活焦化技术基础上开发了双路灵活焦化技术。双路灵活焦化技术将原有的一个气化器分成了一个空气气化器和一个蒸汽气化器，前者负责燃烧焦炭提供热量，后者负责生产不含氮气的合成气。试验结果表明，双路灵活焦化合成气中氢气含量高达52.9%，远高于传统灵活焦化技术合成气产物中17%的氢气含量。

3、其它典型重油流化热裂化技术

除了流化/灵活焦化技术外，典型重油流化热裂化技术还包括沥青渣油处理技术（ART）、KKI技术（名字源于研发该技术的KobeSteel、KoaOil、IdemitsuKosar三家日本公司首字母）、OSI技术等。其中，中国石油大学（北京）研发的OSI技术将重油热裂化与焦炭气化处理集成在同一反应器内，实现了裂化与气化反应过程的物料互供、能量互补，降低了能耗和设备成本，相较于其他采用2~4个不同反应器的技术有天然经济优势。

OSI工艺流程如图7所示，重油经喷雾器进入高温裂化器（450~700℃)内，与流化热载体（可以选用焦粉、焦粉与催化剂混合载体或者低活性催化载体作为床料）接触，裂化生成轻质油气和焦炭。表面结焦较大粒径热载体颗粒向下进入气化器（850~1200℃),焦炭与向上流动的气化剂（以水蒸气和氧气为主）发生气化反应生成合成气；一部分粒径较小热载体颗粒与轻质油气从裂化器顶端出口进入气固分离系统；一部分中等粒径热载体颗粒留在裂解段继续作为热载体。两级气固循环系统提高了热载体和焦炭产物的利用率，进一步改善了轻质油与合成气的产率，提高了重油热裂化与合成气联产的效率。

相较于延迟焦化技术，各类重油流化热裂化技术采用不同的“流化热裂化+热载体再生”思路，显著延长运行时间、提高液体收率、焦炭产率大幅下降、增产氢气，且从不同侧面更经济地处理重油原料中重金属、沥青质、硫等带来的一系列问题。但从工业应用角度来看，延迟焦化工业应用程度相较于其他技术具有较大的领先幅度；流化与灵活焦化技术随着日益严格的环保要求和高涨的油价，工业应用势头向好但依然较弱；ART与KKI技术在20世纪均已成熟，但至今尚未被推广应用；OSI技术研发起步较晚，目前还处于中试验证阶段，距工业化应用还需时间。