为了充分利用来自页岩地层有成本优势的原油,美国炼油商必须解决与处理致密油相关的诸多挑战。
致密油被定义为包含在低渗透率的地质构造例如页岩和砂岩中的原油。北美致密油产量已从2008年的不到5×105bbl/d(1bbl≈159L)增加到2014年的超过3.5×106bbl/d(1.75×108t/a)
致密油为轻质油,API重度平均值高于常规原油,具有低的硫含量、较低的芳烃含量和较高的链烷烃含量。致密油中的镍和钒含量低,而其它金属,如铁、钠、钾和钙的含量高。
致密油加工的一个关键挑战是油中的铁含量高,铁沉积对催化剂有显著的影响。有时伴随钙、钠、钾一起,会进一步加剧铁的不利影响。在催化裂化过程中,细分散的铁氧化物颗粒会导致在催化剂表面形成“玻璃状”的结节。铁结合硅石、钙、碱金属和其它污染物,会形成低融点的低共熔混合物,从而破坏催化剂的孔结构。在催化裂化装置中,铁是一种可移动的毒物,能够从一个催化剂颗粒移动到另一个。
格雷斯公司正在开发新一代的Midas催化剂,该催化剂拥有最大化的基质和可改善对金属的耐受性。该公司计划在2015年进行该催化剂的商业化生产。
另一个解决铁污染的方法是使用添加剂。庄信万丰工艺技术公司(简称庄信万丰)的催化裂化添加剂Cat-Aid最初设计用于钒捕集,后被发现可有效地捕集致密油中的铁,并可扭转铁中毒的影响。使用Cat-Aid添加剂,可使炼油商大大降低甚至消除平衡催化剂的使用。庄信万丰目前正在开发一种新的,更有效的铁捕获添加剂,计划在2014年后期推出。