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石化缘推荐:从2018欧洲炼油技术年会透视IMO 2020 !

阅读量：3742637 2019-10-24

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从2018欧洲炼油技术年会透视IMO 2020
李扬(中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，辽宁省大连市)
摘要：IMO(国际海事组织)2020新规给国际船舶行业带来了巨大的挑战和机遇，各炼油公司也在积极对未来船用燃料供应市场进行判断以提前做好充足的技术储备。综述了第23届欧洲炼油技术年会上CLG,BAKER HUGHES,PETROGENIUM等炼油企业针对IMO 2020做的大会报告。介绍了IMO 2020对未来燃料市场的影响、低硫燃料油调合方案以及可行的渣油高效加工利用技术。在此基础上，对国内低硫燃料油供应市场进行分析并提出可行的渣油加工技术路线，其中沸腾床渣油加氢具有应用前景。建议进行非加氢渣油加工技术研发并与传统加氢技术结合，填补国内低硫船用燃料油生产技术空白。
关键词：ERTC IMO 2020 低硫船用燃料油述评
第23届欧洲炼油技术会议ERTC(European Refining Technology Conference)于2018年11月27—30日在法国戛纳召开。ERTC是全球炼油行业最具影响力的专业会议之一，参会人员主要来自各炼油企业、工程和技术公司以及相关研究机构[1]。该届ERTC会议以“抓住下游行业的新机遇” 为主题。其中“防止船舶污染国际公约的实施战略”是炼油小组的讨论主题之一，引领各炼油企业聚焦IMO 2020：“2016年10月，国际海事组织(IMO)海上环境保护委员会通过决议，全球船用燃料油0.5%的硫排放上限(质量分数)将于2020年1月1日强制生效。要求在2020年全球限硫规定生效后，所有未安装脱硫设备的船舶禁止携带硫含量超标燃油[2]。”当前，主要有三种方法可以满足国际海事组织的新要求[3]：一是使用低硫船用燃料，包括低硫燃料油、低硫馏分油(船用柴油和船用燃料油等)；二是在船舶加装脱硫装置(洗涤塔)；三是使用液化天然气(LNG)。由于使用LNG的船只改造耗费时间长、投资成本高，且全球范围内技术供应水平有限，短期内考虑这一选择的船东较少[4]。那么，不论船东选择在IMO实施后安装洗涤塔继续使用高硫燃料油，还是选择加注低硫燃料油，对全球范围内总体石油消费的影响并不大。但是，IMO新规对油品的需求结构影响较大，要求炼油厂积极改造二次加工装置，增加更多、更有效的渣油加工装置。在本届ERTC年会上，CLG,BAKER HUGHES,PETROGENIUM等多家炼油企业就这一新标准实施前后的市场变化及应对策略进行了分析探讨。
1、IMO 2020带来的燃料市场变化
1.1 未来市场需求分析
IHS Markit公司在报告中，针对石油市场及中下游产业的发展趋势，分析了欧洲炼油业的总体前景。在燃料油市场需求方面，IMO 2020法规对降低船用燃料硫含量的要求，将导致劣质渣油市场瓦解，造成市场动荡，未来公路运输燃料将发生彻底的结构性变化。2020年，全球船用高硫燃料油的需求会显著下降，低硫燃料油需求大幅上升。之后，随着船用洗涤器安装的普及以及混合燃料的使用，高硫燃料油的需求量会再次上升，但是这将不会导致低硫燃料油需求的降低。IHS Markit公司分析，IMO 2020给各炼油厂带来了巨大挑战，也为其提供了赚取可观利润的重要机会。但是，不同的原料选择及配置将造成其利润存在巨大差异，这要求各炼油厂重新定位长期发展方向，选择正确的资本投资,为现有资产营造巨大的升值空间。
1.2 低硫燃料油调合方式
Concawe公司在报告“EU炼厂协会分析预测：2020年船用燃料供应研究”中，针对油品质量标准变化(船用燃料硫质量分数降至0.5%)，各炼油厂如何积极应对提出建议。在设定合理的符合市场现状的前提条件后，Concawe通过线性规划模拟计算得到以下结论：要满足2020年船用燃料硫含量的要求，需要调入中间馏分油，并且保持硫质量分数0.5%与3.5%船用燃料的价差足够高，主要的转化装置以及加氢处理装置维持高处理量，同时需要增加脱硫装置和制氢装置产能。Concawe建议采用如下方式调合质量分数0.5%船用燃料：硫质量分数0.5%的重质燃料，占需求量30%～50%；中间馏分油，约占需求量50%～70%。
2、IMO 2020带来的渣油加工技术革新
2.1 LC-LSFO技术用于生产低硫燃料油
CLG公司分析指出目前市场对重油的需求持续低迷，需要向生产化工型产品转型才能有效增加炼油厂利润。利用成熟技术实现重油高效转化是行业面临的最大挑战。CLG介绍了其开发的LC-LSFO技术，该技术以LC-FININGTM为基础，通过对渣油质量升级为炼油厂应对IMO 2020提供技术支撑，并增加利润。LC-LSFO流程见图1。

图1 CLG公司LC-LSFO技术流程
由图1可以看出，该技术将减压渣油先通入两台串联的LC-FINING反应器，出口物流中轻组分进入脱硫塔，重组分则进入重油分馏塔再次分离，其流出物中的轻组分作为馏分油产品，重组分经过滤后也进入脱硫塔生产低硫燃料油产品。使用该技术，可增产4.5%低硫燃料油,并增加18.2%的高价值产品，利润指数(PI)达到3.2。
2.2 BHGE稳定性模型优化低硫燃料油调合过程
BAKER HUGHES在报告“重质燃料油IMO 2020”中提出:2020年以后，硫质量分数0.5%的重质燃料油市场前景很好，炼油厂应抓住机遇优化产品结构。调合出满足硫含量质量要求的重质燃料油需要更多石蜡基原油和馏分油，但这会增加沥青质的不稳定性(如图2所示)，导致出现沥青质析出沉积而不达标。

图2 低硫馏分对沥青质稳定性的影响
BAKER HUGHES开发的BHGE稳定性模型专有测量方法和工具，可用于优化调合馏分的选择，为各炼油厂提供有力的技术支撑。
2.3 Grupa LOTOS转化技术实现低硫燃料油生产
LOTOS公司在报告“Grupa LOTOS转化技术增加炼油厂生产灵活性”中介绍了该公司炼油厂的生产流程和应对市场挑战的举措。该厂采用溶剂脱沥青(SDA)与加氢裂化(HCU)和延迟焦化(DCU)组合工艺处理减压渣油，主要目标是增产柴油。通过调节SDA与DCU之间的原料分配以及脱沥青油加氢处理与下游未转化油减压蒸馏装置(HVDU)的组合工艺流程，可以增加炼油厂的灵活性，应对未来重质润滑油基础油和低硫燃料油需求变化的挑战。Grupa LOTOS技术路线见图3。
2.4 利用减黏裂化装置应对船用燃料市场变化
PETROGENIUM公司在会上做了技术报告：IMO 2020减黏裂化。报告针对有减黏裂化装置的炼油厂如何应对IMO 2020提供技术方案。包括控制转化率、选择低硫原油以减少利润损失，采用50%低硫原油并将减压渣油进行改质生产低硫船用燃料以提升利润。技术流程见图4。面对船用燃料市场，减黏裂化装置是应对的有效措施。由于用轻质馏分稀释调合减压渣油生产船用燃料会降低轻质馏分的价值，建议将纯减压渣油用作气化原料、重质锅炉燃料、生产沥青或者进延迟焦化装置。

图3 Grupa LOTOS技术路线

图4 带有减黏裂化装置的炼油厂应对IMO 2020技术流程
3、国内炼油厂面对IMO 2020未来发展方向
为改善沿海沿河区域以及港口城市空气质量，同时与国际环保法规接轨，中国船用燃料一直在向低硫化发展[5]。但与此同时，世界范围内大部分产地原油趋于重质化、劣质化，全球几乎没有能够生产硫质量分数低于0.1%燃料油的炼油厂[6]，国内也面临低硫船用燃料市场供应不足的共同难题。目前，国内的研发重点集中于对高硫渣油进行二次加工处理，以用于生产残渣型船用燃料的调合组分。国内各区域船用燃料硫含量标准变化见表1。
表1 国内各区域船用燃料硫含量标准变化

传统的加氢脱硫方式适用于渣油脱硫，尤其是沸腾床渣油加氢技术，不仅可以加工高残炭、高金属含量的劣质渣油，实现生产硫质量分数低于0.5%的重质船用燃料[7]，同时副产高附加值轻油组分，是极具应用前景的重油高效转化技术。另一方面，氧化脱硫、金属脱硫、吸附脱硫、生物脱硫、萃取脱硫等渣油非加氢脱硫技术由于其反应苛刻度低、能耗低,也颇具竞争力。未来，面对低硫船用燃料供应带来的市场需求，应在保留传统技术优势的基础上积极进行技术革新。例如将加氢技术与非加氢技术有机结合，利用不同技术对硫化物脱除类型存在的差异，既降低了加氢反应的氢耗和能耗，又实现了大分子硫化物的针对性脱除。
4、结束语
面对IMO 2020船用燃料低硫化带来的技术革新及市场供应的巨大挑战，国内石化行业应迎难而上，将其转化为扩大利润的重要机会，保障国内市场需求；同时肩负大国责任，向“一带一路”港口提供低硫船用燃料油，拓展全球供应市场。从技术角度而言，渣油二次加工实现低硫燃料生产是可行的路线。其中，沸腾床渣油加氢具有一定的技术优势并且经济性好。将固定床渣油加氢与合适的非加氢技术结合应用也有望成为低成本生产低硫船用燃料的有效措施。
参考文献：[1] 孟宪玲,胡忞旻,宋永一,等.第22届欧洲炼油年会情况综述[J].当代石油石化,2018,26(4):19-23.[2] 周海锋.IMO 2020限硫令,我们如何应对?——埃克森美孚IMO 2020限硫决议应对措施媒体沟通会[J].船舶工程,2018,40(10):3-5.[3] 郑丽君,朱庆云,鲜楠莹.国内外船用燃料市场现状及展望[J].国际石油经济,2018,26(5):65-72.[4] 张玉银.船舶燃料驶入低硫期[J].中国石油石化,2018(14):42-43.[5] 王泠鸥,孔劲媛,丁少恒.国内船用燃油市场分析预测及相关政策影响解读[J].石油商技,2018,36(5):4-11.[6] 薛倩,王晓霖,李遵照,等.低硫船用燃料油脱硫技术展望[J].炼油技术与工程,2018,48(10):1-4.[7] 廖有贵,薛金召,肖雪洋,等.固定床渣油加氢处理技术应用现状及进展[J].石油化工,2018,47(9):1020-1030.
作者简介：李扬，高级工程师，研究室主任。
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