G12 溶剂脱沥青
溶剂脱沥青讲义-课件(PPT演示)
国内溶剂脱沥青的装臵水平
我国现有溶剂脱沥青装臵28套（22个炼厂)， 其中丙脱19 套（能力502.5万吨／年），丁 烷脱沥青 8 套（能力390万吨／年，异丙醇 脱沥青1套（2.5万吨／年）。 最大能力：丙脱60 万吨／年（国外100万吨 ／年，Exxon公司Bayton炼厂），丁脱80 万 吨／年（国外最大260万吨／年，波兰）。 能耗：丙脱1170~2295.6MJ/t，丁脱 2284.6~1017.8MJ/t。
残炭/ ω%
Ni + V, mg/kg 脱油沥青 软化点/ ℃
4.5
1.6 94
12.5
31.0 193
12.7
29.0 -
13.0
29.0 177
7.9
22.5
11.5
64.0 -
6.9
20.0 137
国外溶剂脱沥青工业化情况
KBR公司：ROSE工艺，32套，最大260万吨／年， 总能力超过2500万吨／年。在运转的有19套， 能力为1600万吨／年。 UOP公司：Demex工艺，13套，最大210万吨／ 年，总能力约1300万吨／年。 Foster-Wheeler公司：LEDA工艺（主要是转盘 塔丙烷脱沥青），42套，总能力1250万吨／年。
ROSE工艺技术特点
亚临界抽提－超临界溶剂回收工艺 一段／两段抽提－沉降流程 早期使用乱堆填料和高压降进料分配器， 后来改用高效规整填料（KOCH-GLITSCH公司提供） 和低压降进料分配器（ROSEMAX）。 ROSEMAX：1995年工业化，处理量提高最 大达60％，循环溶剂纯度提高达90％（含 油量从4.01%降到0.41%）。
溶剂脱沥青技术 讲座
溶剂脱沥青工艺优化
结果对比及讨论
结果对比
将实验数据与已有数据进行对比，分析优 化措施对溶剂脱沥青工艺的影响。通过对 比可以发现，优化后的溶剂脱沥青工艺具 有更高的分离效率和更好的分离效果。
结果讨论
对实验结果进行分析，探讨溶剂脱沥青工 艺的优化原理及实际应用价值。结果表明 ，优化后的溶剂脱沥青工艺能够提高渣油 的利用率和降低废弃物排放量，具有较好 的经济效益和环保效益。
07
参考文献
参考文献
张三, 李四. 溶剂脱沥青工艺研究进展. 石油化工, 2020, 49(1): 1-8. 王五, 马六. 溶剂脱沥青工艺中影响因素的研究. 石油学报(石油加工), 2021, 37(2): 143-150. 刘七, 王五. 基于溶剂脱沥青工艺的节能优化研究. 节能技术, 2019, 37(3): 23-28.
随着原油品质的劣质化和市场需求的变化，溶剂脱沥青工艺面临着诸多挑战，如 提高产品质量、降低能耗和减少环境污染等。
研究目的和意义
研究目的
通过对溶剂脱沥青工艺的优化，提高产品质量、降低能耗和减少环境污染。
研究意义
为石油化工企业提供更加高效、环保和经济的生产方式，满足市场需求，提 高企业竞争力。
02
溶剂脱沥青工艺概述
溶剂脱沥青工艺原理
基于相分离的原理
利用溶剂与沥青的溶解度差异，通过加热和混合，使沥青从 油料中分离出来。
分离过程
溶剂与油料混合，加热至一定温度，沥青溶解在溶剂中，形 成沥青溶液；然后冷却至室温，沥青从溶液中沉淀出来，实 现与溶剂的分离。
溶剂脱沥青工艺流程
原料准备
选择合适的油料，如原油、渣油等。
沉降分离
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THANKS
工业化应用前景及经济效益分析
我国溶剂脱沥青工艺的主要技术进展.
我国溶剂脱沥青工艺的主要技术进展
第六图书馆
总结了我国溶剂脱沥青工艺的主要技术进展如新溶剂的应用,沉降两地脱沥青工艺开发、组合工艺的开发、模式识别调优技术的应用、临界溶剂回收技术的应用、新设备的应用、超临界溶剂脱沥青开发换热,探讨了溶剂脱沥青工艺的发展趋势,如广泛使用混合C4等重溶剂,发展和完善组合工艺,综合利用脱沥青油组分等。
总结了我国溶剂脱沥青工艺的主要技术进展如新溶剂的应用,沉降两地脱沥青工艺开发、组合工艺的开发、模式识别调优技术的应用、临界溶剂回收技术的应用、新设备的应用、超临界溶剂脱沥青开发换热,探讨了溶剂脱沥青工艺的发展趋势,如广泛使用混合C4等重溶剂,发展和完善组合工艺,综合利用脱沥青油组分等。
溶剂脱沥青 技术进展 工艺 重油炼油设计沈本贤华东理工大学2000第六图书馆。
溶剂对油砂沥青改质溶剂脱沥青影响研究
溶剂对油砂沥青改质溶剂脱沥青影响研究徐庆虎，崔德春，纪钦洪，熊 亮，于广欣，刘 强（中海油研究总院有限责任公司新能源研究中心，北京市１０００２８）摘要：为优化某油砂沥青改质厂溶剂脱沥青单元操作水平，分析了溶剂脱沥青装置运行状况及存在问题，通过研究溶剂组成和工艺条件对溶剂脱沥青单元效率和能耗的影响规律，结合理论计算和工业对标，提出该单元操作优化建议。
该溶剂脱沥青装置使用纯度高于９９．９％的ｎ Ｃ５Ｈ１２，对溶剂质量要求苛刻，造成溶剂成本高；溶剂／渣油（质量比）高达７，造成装置能耗高。
分析研究表明：采用ｎ Ｃ４Ｈ１０质量分数不超过１０％的ｎ Ｃ５Ｈ１２与ｎ Ｃ４Ｈ１０混合溶剂替换高纯度ｎ Ｃ５Ｈ１２溶剂，调整溶剂／渣油（质量比）为４，脱沥青油收率仅降低０．８％，但对溶剂品质的要求大幅降低，并且溶剂脱沥青装置能耗降低约３３．４％。
关键词：溶剂 油砂沥青 溶剂脱沥青 溶剂比 脱沥青油收率 装置能耗 加拿大油砂沥青密度大、沥青质含量高、黏度高、残炭高和硫含量高，一般需要经过改质才能满足管输要求［１ ４］。
某油砂沥青改质厂采用溶剂脱沥青 热裂化 加氢裂化组合的改质工艺，脱沥青油（ＤＡＯ）进行热裂化，再经过加氢裂化后获得高品质的合成原油，采用渣油气化制氢。
溶剂脱沥青单元是改质厂的核心单元之一，ＤＡＯ的收率决定了整个改质厂的产品收率，而脱油沥青（ＤＯＡ）收率又影响了沥青气化单元的加工负荷。
分析了该改质厂溶剂脱沥青单元在设计与运行中存在的问题，研究了溶剂组成和工艺条件对溶剂脱沥青效率的影响规律，提出溶剂脱沥青装置操作的优化建议，以进一步提高装置能效和操作水平。
１ 某油砂沥青改质厂工艺简述该油砂沥青改质厂的工艺流程如图１所示。
图１ 某油砂沥青改质厂工艺流程示意Ｆｉｇ．１ Ｐｒｏｃｅｓｓｆｌｏｗｏｆｏｉｌｓａｎｄｓｂｉｔｕｍｅｎｕｐｇｒａｄｅｒ收稿日期：２０２０－０６－２２；修改稿收到日期：２０２０－１２－０９。
作者简介：徐庆虎，高级工程师，博士，主要从事石油加工、煤化工相关工艺和催化剂研究。
溶剂脱沥青的工艺流程
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我国溶剂脱沥青工艺的主要技术进展[1]
![我国溶剂脱沥青工艺的主要技术进展[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/b6f91775a417866fb84a8ed1.png)
我国溶剂脱沥青工艺的主要技术进展沈本贤华东理工大学(上海市200237)摘要:总结了我国溶剂脱沥青工艺的主要技术进展如新溶剂的应用、沉降两段法脱沥青工艺开发、组合工艺的开发、模式识别调优技术的应用、临界溶剂回收技术的应用、新设备的应用、超临界溶剂脱沥青技术开发和优化换热等。
探讨了溶剂脱沥青工艺的发展趋势,如广泛使用混合C4等重溶剂,发展和完善组合工艺,综合利用脱沥青油组分等。
主题词:溶剂脱沥青 技术开发 国内的 国外的 技术发展水平 述评 重油深度加工已成为当前炼油工业的主要组成部分。
作为重油轻质化主要加工工艺之一的溶剂脱沥青技术具有独特的作用与地位。
目前,中国石油化工集团公司共有20套溶剂脱沥青装置,总加工能力为6.45Mt/a。
我国交通事业的迅速发展,需要大量的轻质油品如汽油柴油等,溶剂脱沥青得到的脱沥青油(DAO)送入催化裂化或加氢裂化装置可以得到汽油、煤油和柴油等轻燃料油。
用高含蜡原料油通过溶剂脱沥青生产润滑油料的同时还可以生产道路沥青。
自1958年我国建成第一套溶剂脱沥青装置至今,我国的溶剂脱沥青技术已取得了显著的技术进步,不少大炼油企业均建有溶剂脱沥青装置[1,2]。
1 国外溶剂脱沥青技术国外对溶剂脱沥青技术的研究还在继续深入进行[3,4]。
主要有美国K err2MeG ee Refining C orpo2 ration,UOP,F oster Wheeler和K ellogg等公司,它们开发了许多各具特色的溶剂脱沥青工艺技术。
其中影响较大的是ROSE和DE MEX工艺。
ROSE和DE MEX工艺由于采用了超临界溶剂回收技术,而且使用丁烷或戊烷等较重的溶剂,使得回收溶剂温位较高,易于回收热能,所以节能明显。
这些过程的能耗数据见表1。
表1 国外主要溶剂脱沥青工艺综合能耗名称产品能耗/M J・t-1 ROSE润滑油料,催化裂化装置原料949.1DE MEX润滑油料722.3LE DA润滑油料,催化裂化装置原料1925.5 ROSE工艺与DE MEX工艺不同之处是:①DE2 MEX工艺抽提塔下半部通入副溶剂,以尽可能地把原料中的轻组分抽提出来,而ROSE工艺抽提塔则无副溶剂入塔。
溶剂脱沥青技术进展与工艺优化
当前我国的原油加工经过不断的工艺创新，已经在装置的工况发生了重大的改进。
通过脱沥青装置的改造升级，能够很好对渣油进行减压，形成优质润滑油基础油料、催化裂化料等。
主要的工艺优化过程围绕着加工原油的性质和丙烷脱沥青装置的技术创新进行。
1 溶剂脱沥青技术概述1）溶剂脱沥青装置既是生产重质润滑油的主要装置，又是一个重油加工装置，它在炼厂中占有很重要的地位。
减压渣油经溶剂脱沥青装置后，脱除沥青质、胶质和含金属的非烃化合物。
脱沥青油既可做重质润滑油原料，又可做催化裂化原料；脱油沥青直接调和成道路沥青或氧化成建筑沥青，重质润滑油料在脱蜡后还可生产地蜡。
2）溶剂脱沥青是加工重质油的一种石油炼制工艺，其过程是以减压渣油等重质油为原料，利用丙烷、丁烷等烃类作为溶剂进行萃取，萃取物即脱沥青油可做重质润滑油原料或裂化原料，萃余物脱油沥青可做道路沥青或其他用途。
3）抽提塔。
抽提塔的作用有：在渣油进口和主溶剂进口之间为抽提区，渣油进口以上部分为分馏区，主溶剂进口以下为沥青沉降区。
4）溶剂临界/超临界回收塔。
脱沥青油溶液分离器又称为超临界塔或临界塔，它实际上是一个可在溶剂临界压力以上操作的液-液分离器，用以回收脱沥青油溶液中的溶剂。
5）增压泵。
脱沥青油溶液增压泵是实现超临界溶剂回收工艺的关键设备，它需要具有1.5MPa 以上的扬程，入口能承受高的压力和温度，泵的作用是能保证实现溶剂在系统内循环。
2 技术进展和工艺改进溶剂脱沥青作为一个提取过程，当质量指标和原料产品品种等对整个脱沥青过程产生影响的前提下，需要进行技术的改进。
最初溶剂脱沥青是为了生产重质润滑油而进行的工艺，随着原油性质的变化和重油轻质化的要求不断提高，需要脱沥青油的收率和质量不断提高。
国内研究机构和生产企业进行了大量的试验和实践，取得显著的成果。
1）脱沥青装置的优化包括装置的优化和工艺参数的优化。
装置改造方案，从萃取塔开始，提供萃取设备的分离效果和生产能力，为了达到更高的生产强度，将转盘萃取塔上半部加以改装，改造后加工量提高，例如一种适用于溶剂脱沥青抽取塔的FG-II型规整填料，形状为蜂窝状，结构特点是垂直方向倾斜一定的距离，有两块矩形板平行排列，按照一定的距离在板块之间插入隔板，形成了立体交叉的态势，金属薄板上增加了压延条纹钻孔，相邻两个板材交错，高黏度的沥青体系不会造成堵塞，在填料层之间的空间，经过渣油分散之后又集中起来，分散进入下一层填料，这样提高了抽取的效率，且渣油在下一层填料中走短路，阻力小，填料孔道大，径向上分布均匀，流动状态稳定，不会出现返混，液滴的大小均匀，有利于破碎渣油相，成团的液滴不断分割，具有通量大、制造简单、安装方便、易于维护的优势[1]。
溶剂脱沥青
溶剂脱沥青原理
渣油中的烃类和胶状物质本来是互溶的，或 者是有些呈溶胶均匀地分散在油中。 当丙烷加入到渣油中，温度在60-70℃或更低 时，由于丙烷对烃类的溶解度还很大，于是 丙烷与烃类形成均匀的溶液。
溶剂脱沥青原理
丙烷对胶状物质的溶解度很小，因此溶液对 胶状物质的溶解度比烃类的要小得多，所以 当加入的丙烷量增加时，溶液对胶状物质的 溶解度就会下降，当下降至不能溶解全部胶 状物质时它们就会从溶液中析出，并且随着 溶剂比的继续增大，胶状物质析出量也增大。
影响溶剂脱沥青的因素 溶剂
实际生产中工业溶剂不可能是单一的溶剂，而溶剂的组成直 接影响脱沥青的结果。
一般工业丙烷来源于催化裂化气体分馏装臵，丙烷中会含有 其他烃类，由于各种烃类的基本性质不同而影响抽提操作及 效果。因此对溶剂的其它组分含量要加以限制。 如对于生产重质润滑油为主的丙烷脱沥青装臵，为了保证脱 沥青油质量与收率，降低溶剂比，减少溶剂消耗，对丙烷溶 剂的要求是:丙烷含量不小于80％ ,C2不大于2％,C4不大于 4%，丙烯含量也要尽量低。
溶剂脱沥青原理
当温度升高至40℃后，又开始有不溶物析出，而且随 着温度的升高，析出的物质增加，至丙烷的临界温度 (97℃)时，油全部析出。 由此可见，从40℃到97℃又出现第二个两相区。 丙烷脱沥青过程就是在这第二个两相区温度范围内操 作的。
溶剂脱沥青原理
而第一个两相区温度范围内是不适宜脱沥青操作， 因为在-42℃-20℃温度下，不仅胶质、沥青质几乎 不溶于丙烷，而且固体烃(蜡)也只稍溶于丙烷，所 以在分出胶质、沥青状物质的同时，蜡也会被分出， 这样就会使蜡和沥青都不能应用。
溶剂脱沥青原理
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DOA, %(wt)
80
60
40
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
丙烷密度，g/cm3
温度升高，残炭值下降：38℃→ 72℃；3.8%→ 1.6% 温度升高可改进DAO质量，但收率下降； 高温时，溶解能力降低，变为一个纯提纯过程。
本章内容提要
一．基本工艺
影响因素 原料性质 温度 溶 剂比 溶剂组成
向其中掺兑油浆以降低粘度和软化点的作法也有问题，油浆 与沥青的混合问题，加热炉中油浆的结焦问题……
硬沥青的出路……
中国石油大学（北京）重质油国家重点实 验室提出了创新技术：
硬沥青喷雾造粒技术
第6节 深度溶剂脱沥青技术
四．技术难题及解决方案
减 压 渣 油 深 度 溶 剂 脱 沥 青
第6节 深度溶剂脱沥青技术
减压渣油含油量对脱沥青油质量影响
减渣占原油，wt% DAO CRC，wt%
52
1.90
27
1.48
23
1.23
21
0.81
二．影响因素
4．原料性质
（2）拔出深度不同的减压渣油，抽提温度不同
项目
渣油性作条件Pkg/cm2
顶温，℃
萃取段顶温，℃
萃取段低温，℃
DAO性质CRC，wt％
第6节 深度溶剂脱沥青技术
二．选择C5的理由
1. 溶解能力明显高于C3、C4； 2. 随着烃类分子含碳数达5以后，脱出沥青质量相差不大。
当溶剂碳数继续增加，脱沥青油质量会迅速变差；溶剂 回收困难； 3. 萃取温度高，传质效果好，分离时间短，对重质渣油的 萃取更有利； 4. 操作温度高，热量容易回收，能耗低； 5. 沥青收率低，可进一步开发利用途径；
本章内容提要
第1节 概 述
一、为什么溶剂脱沥青？
裂化
饱和烃
侧链断裂
芳烃
裂化产物
侧链 断裂
裂化 缩合
焦炭前身物
侧链断裂
低苛刻度 高苛刻度 高苛刻度
沥青质
TI
QI
中间相
焦炭
缩合
缩合/聚合
胶质
第1节 概 述
一、为什么溶剂脱沥青？
减渣 Arab heavy Orinoco
饱和份 wt% 17.6
12.1
大庆 88.7 11.3 17 1.5
阿拉伯L 83 21 34 1.62
阿拉伯H 68 36 37 1.03
阿拉斯加 88 14 29 2.07
本章内容提要
第2节 溶剂脱沥青原理
利用低分子烷烃对渣油中饱和分、芳香分有相当大溶解度， 而对胶质、沥青质则难溶或几乎不溶的特性，使胶质、沥青质从 渣油中脱除。
溶剂
乙烷 丙烷 丁烷 戊烷
来自FCC气体分馏
溶解度增大，脱沥青油收率提高，但选 择性下降，性质下降。
要根据原料性质及对脱沥青油的性质要 求，选择合适的溶剂或混合溶剂组成。
二．影响因素
4．原料性质
（1）含油量对最低丙烷用量影响很大
含油量高，用丙烷多 【对丙烷过程不利，减压渣油要深拔】
沥青析出是因为丙烷加入改变了油对其溶解度
0.316 1.07 33.7 34.0 29.8
20.7
1.963 0.255 0.728 48.4 34.1 17.4
0
1.919 0.248 0.769 49.4 34.1 16.3
0
1.861 0.284 0.915 35.4 35.6 28.7
0
1.844 0.282 0.945 36.6 36.2 26.8
收率，wt％
一级VR 0.9177
7.82 36 36 76 66 50 0.64 24
二级VR 0.9328
9.18 32 23 68 44 29 0.65 21
本章内容提要
第4节 溶剂脱沥青工艺流程
上世纪70年代以来，被用作渣油加工工艺以后，迅猛发展。 基本原理相同，目的产品和溶剂回收方法或流程不同。
0.3
1.2
0.2
17.1 989 1411.5 13.91 11.5 88.4 0.8
1.4
5.4
0.4
重脱油
25.8
2043.3 14.82 12.7 74.8 0.8
1.9
7
0.4
84.0 822 351 8.34 4.3 45.7 0.4
0.5
1.9
0.3
总脱油
83.8
819
9.5
6.4 43.4 0.5
2．加氢裂化
脱除对加氢影响比较大的金属如Na,Ca, Fe等 提高催化剂使用寿命，延长开工周期提高处理量 降低操作的苛刻度，节能降耗
第6节 深度溶剂脱沥青技术
四．技术难题及解决方案
DAO收率高，必然使脱油沥青软化点升高（180~220℃甚至 更高）。不能采用常规沥青加热炉—沥青汽提塔方法；
0
1.944 0.216 0.766 45.7 34.4 19.7
0
1.896 0.258 0.823 45.5 34.8 19.5
0
六．典型中试结果
3．脱油沥青性质
典型操作条件下DOA性质
项目
软化点，℃ 残炭，wt% Fe
金属含量（μg/g） Ni V Na Ca
Mg
DgVR-16
>200
45.1
芳香份 wt% 43.5
23.0
胶质 wt% 25.3
40.5
沥青质 wt% 13.6
24.4
渣油富集了原油中大部分的胶质、沥青质、重金属等 非理想组分，而这些非理想组分对重质油轻质化过程非常 不利——脱沥青！！！
第1节 概 述
二、溶剂脱沥青
通过溶剂作用把渣油中很难转化的沥青质和稠环化合物， 以及对催化加工有害的重金属和S、N化合物脱除出去，而把质 量较好的脱沥青油（DAO）作为催化加工原料。
溶 剂
Kerr－McGee：ROSE
脱 ESSO：FWC
沥 IFP：MDS
青 UOP：Demex
工 艺
Shell：Hydro-Cyclone
Kellogg：SDC
第4节 溶剂脱沥青工艺流程
第4节 溶剂脱沥青工艺流程
一．抽提部分
DAO
抽提塔：上部－沉降段，下部－抽提段
F
压力采用到使 丙烷为液态：3.2～ S 4.0 MPa。
五．中试装置【100吨/年深度溶剂脱沥青中试装置】
具有原创性的硬沥青 喷雾造粒系统
工艺-工程-装备结合
第6节 深度溶剂脱沥青技术
六．典型中试结果
大港减渣性质
Mn
残炭 wt%
S
N
四 组 分，wt%
wt%
wt% 饱和份
芳香份
胶质
nC7 沥青质
nC5 沥青质
1160 15.3 0.3 1.1 33.7 34.0 29.8 1.9 20.7
99 239 1.5 55.1 174 6.2
DGVR-23
>200
43.43 118 268 3.7 64.5 222 8.5
六．典型中试结果
4．超临界溶剂回收
超临界溶剂回收溶剂相含油量及油相含溶剂量
压力 温度 溶剂含油量 油相含溶剂量
3. 加热炉回收DOA ①220~250℃；18~22 atm
②汽提
4. Foster－Wheeler三效蒸发流程LEDA（Low Energy DeAsphalt）；公用工程费用为单效的55％，超临界溶剂回 收系统与双效的合用工程费用相当。
三．关键设备
1．抽提塔
付S 主S
DOA
转盘
F
固定环
Steam
0.8
3
0.3
金属脱 除率
84.2 52.8 74.0 95.1 95.8 79.3 76.8 55.3 70.7 92.5 93.3 83.1
六．典型中试结果
2．脱沥青油性质
项目 原料 轻脱油
重脱油 总脱沥 青油
典型操作条件下DAO元素及四组分性质
H/C S，wt% N，wt% Sat
四组分，wt% Ar Re nC5沥青质
水力驱动涡转轮 萃取段 HDAO 沉降段
混合－沉降器：早期 静态混合器：70年代 挡板塔：大量使用 转盘塔：大量使用，轴承密封有困难
三．关键设备
2．回收设备
沉降塔：空塔 停留时间 蒸发器：类似换热器，特殊
本章内容提要
第5节 超临界流体萃取脱沥青
1．渣油评价新方法——超临界流体萃取分馏
金属含量（μg/g）
Ni
V
Na Fe
Ca
81.4 1.3 23.1 8.9 37.5
六．典型中试结果
1．脱沥青油收率－性质关系
CCR, wt% Ni脱除率， ％
14 12 10
8 6 4 2 0
0
DAO DAO+Resin
20
40
60
Yield, wt%
100
80
60
DAO DAO+Resin
40
1. 溶剂
【C3~C5烷烃或其混合物】
丙烷对渣油各组分溶解度大小次序：
烷烃＞环状烃类＞高分子多环烃类＞胶状物质
注意
丙烷对胶状物质和高分子多环烃类的溶解度很小， 并且温度越高，其溶解度也越小！！
第2节 溶剂脱沥青原理
2. 以丙烷为例说明
100
80
Tc=96.7 ℃ Pc=4.2 MPa
不溶组分，wt%
第6节 深度溶剂脱沥青技术
二．选择C5的理由
100