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A medida que la tendencia a la mayor densidad y peor calidad del crudo se vuelve cada vez más evidente, las diferencias de precio entre los diferentes tipos de crudo obligan a las refinerías a procesar más crudo pesado y rico en azufre. Al mismo tiempo, la demanda de productos petroleros por parte de la sociedad también está cambiando: aumenta la demanda de petróleos ligeros y de gravedad media, mientras que disminuye la demanda de petróleos de gravedad alta. Por lo tanto, en los últimos años se ha prestado atención a la reducción del peso del petróleo pesado, con el objetivo de mejorar la rentabilidad del procesamiento del crudo. En el contexto actual de altos precios del petróleo, existe una mayor necesidad de transformar el petróleo pesado en productos más ligeros. Muchos países del mundo compiten por desarrollar tecnologías eficientes para convertir el petróleo pesado en productos petrolíferos de alto valor o en materias primas para la industria petroquímica. El procesamiento avanzado del petróleo pesado se refiere principalmente al procesamiento del alquitrán, que es uno de los sistemas más complejos del mundo. La mayor parte de las impurezas presentes en el crudo, como el azufre, el nitrógeno, el níquel metálico, el vanadio metálico y las bituminosas, se concentran en el residuo petrolero. En particular, los crudos con alto contenido de azufre suelen tener también un alto contenido de metales (como el vanadio y el níquel), además de una alta cantidad de bituminosas. Esto hace que el procesamiento avanzado del residuo petrolero proveniente de crudos con alto contenido de azufre sea aún más difícil y complejo. El alquitrán es un sistema carente de hidrógeno. Para convertir el aceite residual con bajo contenido de hidrógeno en productos petrolíferos ligeros con alto contenido de hidrógeno, se debe añadir hidrógeno externo o eliminar el carbono excedente. Por lo tanto, las tecnologías de procesamiento avanzado del alquitrán se pueden dividir en dos categorías principales: hidrogenación y descarbonización. Los procesos de hidrogenación incluyen el tratamiento de alquitrán por hidrogenación y la hidrocracking de alquitrán. Los procesos de descarbonización incluyen la desalpinización con solventes, la cokerización, la cracking de reducción de viscosidad, la cracking catalítico de alquitrán y la gasificación, entre otros. El procesamiento avanzado del aceite residual es una vía importante para que las empresas petroleras mejoren su rentabilidad. En la construcción de nuevas refinerías, así como en su expansión o modernización, la elección del proceso de procesamiento del aceite residual y la optimización del flujo de trabajo suelen ser los pasos más importantes. La experiencia demuestra que, debido a las grandes diferencias en las propiedades del alquitrán, ningún proceso de procesamiento individual puede resolver todos los problemas. Por lo tanto, encontrar la forma más económica y eficaz de utilizar todos los recursos de alquitrán es el motor que impulsa el constante desarrollo de las tecnologías de procesamiento de aceites pesados. Los diferentes procesos de procesamiento del alquitrán tienen requisitos distintos en cuanto a las propiedades de la materia prima; por lo tanto, la elección del proceso de procesamiento depende en gran medida de las propiedades del alquitrán. Los diferentes procesos de procesamiento de alquitrán presentan características distintas en cuanto a los requisitos y adaptabilidad de las materias primas, la distribución y calidad de los productos, así como el flujo del proceso. Las características actuales de la ruta tecnológica y del proceso de procesamiento de petróleo pesado son las siguientes: 1. Características del proceso combinado de cokerización diferida-hidrogenación-cracking catalítico: El aceite residual con alto contenido de azufre se introduce en el equipo de cokerización, mientras que el aceite ceroso con alto contenido de azufre y el aceite ceroso resultante de la cokerización pasan por un equipo de hidrogenación para que se elimine el azufre y el nitrógeno; posteriormente, sirven como materia prima para el cracking catalítico ； La leche de petróleo generada por los dispositivos de craqueo catalítico de aceites pesados se utiliza como materia prima para el proceso de cokificación diferida. El nafta cokificada, a su vez, se somete a procesos de craqueo catalítico para aumentar la producción de gasolina; o bien, después de ser refinada y desulfurizada en instalaciones de hidrogenación, se utiliza como materia prima para la pirólisis del etileno. La coque con alto contenido de azufre puede servir como materia prima en calderas CFB para generar vapor y electricidad para toda la planta. 2. Características del proceso combinado de desasfaltación por disolventes y craqueo catalítico: Se extrae todo o parte del lodo oleoso, el cual se mezcla con el alquitrán de destilación a baja presión como materia prima para la unidad de desasfaltación por disolventes. Esto permite aumentar el rendimiento del aceite obtenido mediante este proceso. El aceite desasfaltado se envía a la unidad de craqueo catalítico de petróleo pesado para ser utilizado en su procesamiento. 3. Características del proceso combinado de hidrogenación de alquitrán y craqueo catalítico de fuel oil: El alquitrán de baja calidad se somete a un tratamiento de hidrogenación, lo que permite obtener algunos productos petrolíferos ligeros. El aceite residual a presión atmosférica, después de ser hidrogenado, se utiliza como materia prima para la craqueo catalítico de petróleo pesado. El aceite reciclado que se obtiene en este proceso puede ser utilizado a su vez como insumo para el hidrogenado del aceite residual. El alto contenido de aromáticos en el aceite reciclado permite mejorar la solubilidad de las sustancias gelificantes y alquitranadas presentes en el aceite residual, lo que a su vez aumenta la tasa de conversión del mismo. Esto reduce la formación de carbonización en el catalizador y prolonga su vida útil. 4. Características del proceso combinado de desasfaltación por disolventes del alquitrán residual, gasificación del alquitrán, hidrogenación del aceite desasfaltado y craqueo catalítico: Se utiliza el proceso de desasfaltación por disolventes para concentrar los metales, azufre y carbono residual presentes en el alquitrán residual de baja calidad. Luego, el alquitrán desprovisto de aceite se somete a un dispositivo de gasificación para producir electricidad, vapor de agua y gas sintético. El aceite desasfaltado es posteriormente sometido a craqueo catalítico o a un tratamiento con hidrógeno antes de ser sometido nuevamente al craqueo catalítico para su transformación adicional. 5. Características del proceso combinado de hidrogenación de alquitrán y cokerización diferida: El alquitrán de baja calidad se somete a un tratamiento de hidrogenación parcial, lo que permite reducir su contenido de azufre ； Aceite residual con bajo contenido de azufre en el dispositivo de cokerización diferida ； Se produce petróleo ligero mediante la descarbonización por cokificación; el petróleo ligero obtenido con este proceso debe someterse a un refinamiento superficial antes de poder ser vendido como producto final. Por su parte, el coque de petróleo con bajo contenido de azufre tiene una buena demanda y múltiples aplicaciones. 6. Características del proceso combinado de craqueo catalítico – desasfaltado con solventes – cokerización diferida: Sobre la base del proceso combinado de craqueo catalítico y desasfaltado con solventes, se aplica posteriormente el proceso combinado de desasfaltado con solventes y cokerización diferida. El dispositivo catalítico mezcla el aceite desasfaltado, intentando eliminar la mayor cantidad posible de este aceite para que sea utilizado por el dispositivo de desasfaltado con disolventes. De esta manera, se aumenta la tasa de uso de residuos en el dispositivo catalítico, lo que a su vez incrementa la capacidad de procesamiento. El equipo de cokerización procesa el asfalto desengrasado, resolviendo así el problema relacionado con la falta de un destino adecuado para este producto, lo cual dificultaba la producción continua en los equipos de desengrasado por disolventes. Esto permitió mejorar la capacidad de procesamiento de dichos equipos. Además, se aumentó la cantidad de materia prima para la craqueo catalítico; el alquitrán de cokerización también es enviado a los equipos de craqueo catalítico para su procesamiento. 7. Características del proceso combinado de craqueo catalítico – cokerización diferida y desalquenación con disolventes – cokerización diferida: es una combinación de los dos procesos combinados, a saber, el proceso de craqueo catalítico – cokerización diferida y el proceso de desalquenación con disolventes – cokerización diferida. La principal diferencia entre este proceso combinado y el proceso de craqueo catalítico – desasfaltado con solventes – cokificación diferida es que, en este último proceso, la leche de petróleo se envía al sistema de alimentación del equipo de cokificación para ser mezclada allí, en lugar de ser enviada al equipo de desasfaltado con solventes. 8. Características del proceso de hidrogenación de alquitrán: Según el grado de conversión por hidrogenación del alquitrán, esta puede dividirse en tratamiento por hidrogenación de alquitrán y craqueo por hidrogenación de alquitrán. Durante el proceso de hidrogenación del alquitrán, tienen lugar principalmente reacciones de eliminación de impurezas, como la desulfuración, la desnitrificación y la desmetalización, además de la reducción del contenido de carbono residual. La tasa de conversión de los fraccionamientos pesados en fraccionamientos ligeros (o tasa de ligereza) es inferior al 50%. En la hidrocraqueo de alquitrán, también tiene lugar una reacción de eliminación de impurezas, pero en este caso, la tasa de ligereza es superior al 50%. Según el tipo de reactor de hidrogenación de alquitrán, esta se puede dividir en 4 categorías: hidrogenación en lecho fijo, hidrogenación en lecho fluidizado, hidrogenación en lecho suspenso y hidrogenación en lecho móvil. 9. Características del proceso tecnológico de IGCC para el aceite residual: La tecnología IGCC es una tecnología de gasificación integrada y generación de energía por ciclo. Esta tecnología incluye la producción de gas sintético, la purificación del mismo y la generación de energía mediante ciclo combinado. La tecnología de gasificación del alquitrán utiliza el método de oxidación parcial. Actualmente, las principales compañías que poseen patentes relacionadas con esta tecnología son Texaco y Shell. El gas sintético grosero debe someterse a procesos de eliminación de polvo y desulfurización, a fin de cumplir con los requisitos de los equipos y las normas de emisiones en la etapa posterior al IGCC. Las tecnologías de purificación del gas sintético se dividen en purificación húmeda a temperatura ambiente (es decir, se enfría primero el gas y luego se purifica) y purificación seca a alta temperatura. Cada método de purificación incluye dos pasos: la eliminación de polvo y la desulfurización.