超临界溶剂脱沥青技术及装置述评 □张强
□张强 溶剂脱沥青技术是从减压渣油中制取高粘度重质润滑油发展起来
溶剂脱沥青技术是从减压渣油中制取高粘度重质润滑油发展起来的，已有５０余年历史。７０年代以来，由于石油资源、市场供应和环境保护等方面的原因，国外重油过剩，要求石油产品结构轻质化，特别要求以低硫燃料油取代高硫渣油燃料。于是，溶剂脱沥青工艺作为渣油加工方法，生产裂化原料或加氢脱硫原料日益受到重视。最初主要以丙烷为溶剂，溶剂采用常规蒸发汽提回收工艺，流程复杂，能耗高，而且脱沥青油产品收率低。 近２０年来，国外一些公司陆续开发了以丁烷、戊烷为溶剂的脱
近２０年来，国外一些公司陆续开发了以丁烷、戊烷为溶剂的脱沥青新工艺，脱沥青油的收率与丙烷脱沥青工艺相比有较大幅度提高。此外，由于溶剂采用了超临界回收技术，能耗和设备投资均相应降低，这种深度脱沥青的新工艺已成为制备催化裂化原料及硬沥青的重要方法。 一、国外现状
一、国外现状 目前国际上采用的溶剂脱沥青方法主要有美国凯洛格公司的ＲＯ
目前国际上采用的溶剂脱沥青方法主要有美国凯洛格公司的ＲＯＳＥ（ＲｅｓｉｄｕｕｍＯｉｌＳｕｐｅｒｃｒ- ｔｉｃａｌＥｘｔｒａｃｔｉｏｎ）工艺、环球油品（ＵＯＰ）公司的ＤＥＭＥＸ工艺、法国石油科学院的“ＩＦＰ”工艺、埃索公司的“ＦＷＣ”工艺、日本丸善的“ＭＤＳ”工艺、俄罗斯的“Ｄｏｂｅｎ”工艺以及英国壳牌公司的“Ｈｙｄｒｏ-Ｃｙｃｌｏｎｅ”工艺等。 其中超临界溶剂脱沥青技术以ＲＯＳＥ工艺及ＤＥＭＥＸ溶剂超临界回收工艺技术最为著名和先进，其他公司的工艺流程和技术与此基本相似。ＲＯＳＥ工艺比ＤＥＭＥＸ工艺早开发了８年，已投产和正在兴建的ＲＯＳＥ工艺装置也比ＤＥＭＥＸ工艺装置多，下面主要对这两家公司的情况加以介绍。 １．ＲＯＳＥ工艺
１．ＲＯＳＥ工艺 ＲＯＳＥ超临界溶剂脱沥青工艺技术最早是由凯尔麦吉（Ｋｅｒ
ＲＯＳＥ超临界溶剂脱沥青工艺技术最早是由凯尔麦吉（Ｋｅｒｒ-Ｍｃｇｅｅ）公司在１９７９年开发出来的，１９９５年凯洛格公司买断了此项专利技术。到目前为止，世界上采用ＲＯＳＥ工艺建设的装置共有２５套，均为溶剂超临界回收工艺，生产能力为１７００到５００００桶／日，代表整个专利能力的大约是４２００００桶／日。 ＲＯＳＥ工艺的主要特点是塔内逆流抽提，溶剂超临界回收。由
ＲＯＳＥ工艺的主要特点是塔内逆流抽提，溶剂超临界回收。由于在沥青质分离塔和脱沥青油分离塔中使用了ＲＯＳＥＭＡＸ结构填料，合理改进了两个塔的使用功能，在相同的生产能力下，缩小了设备结构尺寸，降低设备投资。ＲＯＳＥ工艺在装置设计时进行了换热器的最优化设计，溶剂回收采用热载体供热，适当地提高换热器的建设投资，而减少了加热炉和溶剂冷却器的建设投资及运转费用，找到了最佳平衡点，达到了最好的节能效果。与ＤＥＭＥＸ工艺相比，在脱沥青油收率较高时，其投资省、操作和维修费用低。ＲＯＳＥ工艺采用的溶剂比比较大，一般可达体积比８∶１，高溶剂比使原料组成及分馏点的变化对ＲＯＳＥ装置几乎没有影响，且在产品质量相同的情况下，收率较高，在收率相同的情况下，质量更好。ＲＯＳＥ工艺能耗与常规蒸发相比，可以降低４０％～５０％，投资可节省近２０％。 ２．ＤＥＭＥＸ工艺
２．ＤＥＭＥＸ工艺 ＤＥＭＥＸ工艺最初在美国得克萨斯炼油厂得到工业应用。目前，
ＤＥＭＥＸ工艺最初在美国得克萨斯炼油厂得到工业应用。目前，ＵＯＰ公司已拥有１３套ＤＥＭＥＸ专利装置，生产能力的范围从５００桶／日到４２０００桶／日，代表整个专利能力的大约是２６００００桶／日。这１３套ＤＥＭＥＸ工艺装置中，有７套采用了溶剂超临界回收工艺。 采用ＤＥＭＥＸ技术已投产的溶剂超临界回收工艺主要用于脱出
采用ＤＥＭＥＸ技术已投产的溶剂超临界回收工艺主要用于脱出渣油中的沥青质及重金属，生产出残炭值低、金属含量少的催化裂化原料。其工艺特点是采用了管道静态混合、两段沉降、溶剂超临界回收等技术，同时高压溶剂闭路循环，溶剂在超临界状态回收，回收率高，可利用溶剂的高温位热能降低装置的能耗。低压溶剂回收一塔三用，蒸发、汽提、洗涤在一塔中完成。由于Ｃ４溶剂可直接超临界回收，省去了压缩机，因而简化了流程。在能耗方面，ＤＥ- ＭＥＸ法与ＲＯＳＥ法接近，均较低。 １９９６年ＵＯＰ公司与ＦＷ公司签定了合作协议，共享了他们
１９９６年ＵＯＰ公司与ＦＷ公司签定了合作协议，共享了他们各自的溶剂脱沥青技术、工程能力和施工经验。最近，该公司在溶剂脱沥青装置的抽提工段又开发了比较先进的顺流抽提技术和专利平行的扰流板内件。其主要优点如下：由于采用了ＰＩＰ（ｐａｒａｌｌｅｌｉｎｔｅｒ-ｃｅｐｔｏｒｐｌａｔｅ）板降低了溶剂比，节约了投资和操作费用；提高了操作弹性和可靠性。该项技术已应用于１套在建溶剂脱沥青装置设计当中，但到目前为止尚未投产。 ３．ＲＯＳＥ工艺与ＤＥＭＥＸ工艺对比
３．ＲＯＳＥ工艺与ＤＥＭＥＸ工艺对比 以１套８０万ｔ／ａ溶剂脱沥青装置为例，ＲＯＳＥ工艺和ＤＥ
以１套８０万ｔ／ａ溶剂脱沥青装置为例，ＲＯＳＥ工艺和ＤＥＭＥＸ工艺的区别见表１ 二、国内现状
二、国内现状 国内自１９５９年在兰州炼油厂建立第１套以丙烷为溶剂的脱沥
国内自１９５９年在兰州炼油厂建立第１套以丙烷为溶剂的脱沥青装置以来，到１９９６年年底已有溶剂脱沥青装置２５套，其中采用溶剂超临界回收技术的共８套。 在上述装置中，１９８７年建成投产的吉化炼油厂２０万ｔ／ａ
在上述装置中，１９８７年建成投产的吉化炼油厂２０万ｔ／ａ混合Ｃ４超临界溶剂脱沥青装置为我国科研部门自行开发设计，到目前为止，该装置通过技术改造负荷已经达到２５万ｔ／ａ，并且运行状态良好。广州石化总厂６０万ｔ／ａＣ４溶剂脱沥青装置和洛阳石化公司６０万ｔ／ａＣ４溶剂脱沥青装置采用ＵＯＰ公司８０年代的ＤＥＭＥＸ技术，其他装置均为消化吸收国外的技术。除吉化炼油厂溶剂脱沥青装置采用管道静态混合、一段沉降、溶剂超临界回收等技术外。其他装置共同的工艺特点均是采用了管道静态混合、两段沉降、溶剂超临界回收等技术，同时高压溶剂闭路循环，溶剂在超临界状态下回收，回收率高，可利用溶剂的高温位热能降低装置的能耗。低压溶剂回收一塔三用，蒸发、汽提、洗涤在一塔中完成。 由于Ｃ４溶剂可直接超临界回收，省去了压缩机，因而简化了流
由于Ｃ４溶剂可直接超临界回收，省去了压缩机，因而简化了流程。 三、建议
三、建议 综观国内超临界溶剂脱沥青技术现状，与国外先进技术相比尚有
综观国内超临界溶剂脱沥青技术现状，与国外先进技术相比尚有一定差距，主要表现在以下几方面：沥青质、胶质和脱沥青油分离塔均采用了专利填料或塔内件，与国内的筛板塔、空塔结构相比，在相同处理能力下，塔径约为国内先进技术塔径的７０％，设备减少，投资降低。 在装置设计时进行了换热器的最优化设计，溶剂回收采用热载体
在装置设计时进行了换热器的最优化设计，溶剂回收采用热载体供热，适当地提高换热器的建设投资，而减少了加热炉和溶剂冷却器的建设投资及运转费用，找到了他们之间的最佳平衡点，达到了最好的节能效果，因而其综合能耗比国内先进技术低１０％左右。 采用了热载体间接加热方式，与直接加热方式相比，在装置规模
采用了热载体间接加热方式，与直接加热方式相比，在装置规模较大和脱沥青油收率较高时，热载体加热炉方案在投资、能耗、运行费用和维护费用等指标上均较低。 由于采用了专利填料，因而通过超临界回收的溶剂大大高于先进
由于采用了专利填料，因而通过超临界回收的溶剂大大高于先进技术的回收率，其每吨渣油的溶剂单耗约比国内先进技术低２．２５ｋｇ。 近年来，中国石油科学院、中国石油大学、清华大学、天津大学
近年来，中国石油科学院、中国石油大学、清华大学、天津大学等单位相继进行了一系列的研究，但尚未形成我国自己的专利技术。针对目前国内溶剂脱沥青的技术现状，要想尽快缩短与国外的技术差距，一方面，要求我国的科研和设计单位与生产厂相结合，加快在塔内件、规整填料等方面的科研开发步伐，应用先进的计算机流程模拟系统和小实验装置优化工艺流程；另一方面，可以引进国外先进的工艺技术和专利设备，例如凯洛格公司的ＲＯＳＥ填料或ＵＯＰ公司的ＰＩＰ板，以使我国的超临界溶剂脱沥青技术尽早达到国际水平。 表 1 ROSE工艺与DEMEX工艺对比
表 1 ROSE工艺与DEMEX工艺对比 项 目 ROSE工艺 DEMEX工艺
项 目 ROSE工艺 DEMEX工艺 沥青质分离塔 DN3600×21200 1台，采用 DN3800/φ1800×27800，2台筛板塔 ROSEMAX结构填料
ROSEMAX结构填料 胶质沉降塔 无 DN3800/φ1800×27800,2台筛板塔脱沥青油分离塔 DN3200×16000 1台，采用 DN3400×15600 2台，空塔，８５％的 ROSEMAX结构填料，99% 溶剂超临界回收
ROSEMAX结构填料，99% 溶剂超临界回收 的溶剂超临界回收
的溶剂超临界回收设备总台数 塔４台、罐５台、静态混合 塔９台、罐１０台、静态混合器１０台、 器５台、换热器２７台、 换热器２７台、泵３２台、加热炉３台、
器５台、换热器２７台、 换热器２７台、泵３２台、加热炉３台、 泵１５台、加热炉１台、 空冷器４台，共９５台设备
泵１５台、加热炉１台、 空冷器４台，共９５台设备 空冷器１２台,共６９台
空冷器１２台,共６９台 设备
设备溶剂比（V） ８∶１ (５～６)∶１加热炉 １台 ３台加热方式 热载体加热 直接加热溶剂耗量 ０．５～2kg/t原料 ３．１kg/t原料