重油加氢技术现状与展望

第 16 卷 第 2 期
抚顺 石油 学院 学报
V ol. 16 N o. 2
1 9 9 6 年 6 月 JO U RN AL O F F U SH U N PET RO LEU M IN ST IT U T E Jun. 1996
重油加氢技术现状与展望
张仁良
( 科研处) 摘 要 叙述了世界各国渣油加工技术发 展概况, 着重 阐述了 重油加 氢技术的 特点和 发 展趋势, 提出我国炼油工业的几点建议。 关键词 重油; 渣油; 加氢技术; 组合工 艺 中图分类号 G353. 11
焦化
57 79. 75 10. 5 55 62. 90 2. 2 112 142. 65 33. 2
氢加工
9 19. 70 2. 6 27 47. 70 1. 8 36 67. 40 15. 7
催化裂化
8 18. 00 2. 4 18 32. 50 1. 2 26 50. 50 11. 7
合计
85 123. 20 16. 2 251 306. 80 11. 1 336 430. 00 100. 0
( 仍用 RDS/ VRDS 工业名称) 是指 1985 年 4 月 Chevron 公司与 Gulf 公司合并后的渣油加
氢工艺和催化剂制造技术。这是一种固定床渣油加氢改质技术, 不仅能加氢脱硫、加氢脱
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张仁良. 重油加氢技术现状与展望
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金属、加氢脱氮、而且能加氢脱残炭和加氢转化。脱硫率和加氢脱金属率一般超过 90% ,
Valero 炼油厂使用 R- H YC 催化剂后, 渣油加氢脱硫装置运转周期长达 20 个月, 燃料收
率比常规 HDS 催化剂高 10% ( v ) 。
共有 10 种固定床加氢裂化工艺, 联合油公司、Chevron 公司、UOP 公司加氢裂化技术
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抚顺石油学院学报
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的应用比较广泛。从增产中间馏分油和油化结合趋势看, 在 90 年代, 单程加氢裂化技术
OCR/ RDS 组合工艺脱金属率为 90% ( 见表 4) 。
第 1 套 OCR 工业装置在日本出光
表 4 OCR 工艺中试结果[ 6]
兴产公司爱知炼油厂于 1992 年 5 月改
脱除项目
OCR 工艺 O CR/ RD S 工艺
造 Gulf 公司设计的 RDS 工业装置( 2. 5
脱金属率, %
75
气化
N est O y
减压渣油
减粘
R OS E CSD
气化
印尼石油
常压渣油
固定床加氢脱硫
流化催化裂化
2 重油加氢技术现状及发展趋势
2. 1 固定床渣油加氢处理技术
90 年代初世界渣油加氢处理能力中, Chevron 公司占 50% , Unocal 公司占 30% , UOP 公司占 11% , Ex xon 公司占 6% , Shell 公司占 3% [ 4] 。加氢处理操作条件随原料油性质和
全部转化, R2R 装置油浆收率只有 2. 9% ( w ) ( 对原油) 。Hyvahl F 工艺也能为延迟焦化
装置提供优质进料, 后者在 Ardmore 炼油厂建有工业装置, H yvahl/ Solvahl 组合工艺将在
1995 年建成工业装置。
2. 1. 3 U K/ HDS 工艺和 RCD Unibon 工艺 UK/ HDS 工艺是 Unocal 公司开发成功的,
2. 2 固定床渣油加氢裂化技术现状与展望
80 年代以来, 固定床渣油加氢裂化技术发展较快, 有代表性的工艺有 R- H YC、ABC
及 RH C。下面以 R- HYC 工艺为例加以说明。
R- HYC 渣油加氢裂化技术是由日本出光兴产公司开发成功的, 其主要特点是催化
剂有高的沥青质和金属容量, 运转周期长。该公司已研制成功 6 种 R- HYC 催化剂, 其
到 1992 年已有 9 套工业装置, 加工能力超过了 21. 5 M t / a。主要技术特点是催化剂( 如
RF- 200 及 RF- 100 系列) 性能好, 运转周期长, 可达 1~ 2 a。
RCD Unibon 工艺是 U OP 公司开发成功的, 其特点是使用高压, 渣油脱硫率和脱金
属率都在 90% 以上。1985 年已有 10 套工业装置, 加工能力超过 11 25Mt / a。
固定床渣油加氢处理
表 3 固定床加氢处理操作条件[ 5]
工 艺 有 多 种, 例 如,
原料油
减压瓦斯油 脱沥青油 常压渣油 减压渣油
Chevoron 公 司 的 RDS/ 原料油含硫量 w , %
3. 5
V R DS, 法 国 A SVHA LL 脱硫油含硫量 w , %
3. 0
公司的 Hy vahl, Unocal 公
直径/ mm
1. 59
煤液化装置改造成 VCC 工业装置, 加工能力为 0.
表观密度/ ( g mL- 1)
0. 5
175~ 0. 200 Mt / a, 用来加 工减 压渣油, 转化 率 >
注: 包括前苏联, 但不包括中国、古巴及保加利 亚; 包括来自氢加工装置的进料( 13. 15 M t/ a) , 但不包括渣 油与瓦斯油的混合进料; 包括在建的 15. 20 M t/ a 加工能力, 但不包括中国。
减粘裂化技术得到了广泛应用, 但所产渣油有待进一步开发市场。 气化技术能将天然沥青或残渣油转化为气体燃料、合成气、氢气或将沥青和渣油用于 发电和发生蒸汽。1994 年壳牌公司在荷兰佩尼斯炼油厂建成一套渣油气化装置[ 3] , 包括 渣油气化和同时发电、发生蒸汽、并副产氢气。
目前乃至 21 世纪, 世界各国炼油工业都将面临石油后备资源逐渐减少、原油变重、质 量不断变差、轻质油和中间馏分油需求量不断增加以及环保法规越来越严格的挑战。因 此, 积极发展重油深度加工, 特别是重油加氢技术至关重要。本文将主要介绍重油加氢技 术的现状与发展趋势。
1 世界渣油加工技术发展概况
据不完全统计[ 1] , 1994 年世界各国约有 336 套渣油转化装置, 其转化能力约为 430 M t / a, 其中热裂化和减粘裂化能力约为 169. 45 Mt / a, 占 39. 4% ; 焦化能力约为 142. 65 M t / a, 占 33. 2% ; 氢加工能力约为 67. 40 Mt / a, 占 15. 7% ; 催化裂化能力为 50. 50 Mt / a, 占 11. 7% 。世界各国渣油转化类型、装置数及能力见表 1[ 1, 2] 。
操作压力/ M Pa
5~ 8
5. 0 0. 5 9~ 13. 5
4. 0 1. 0 12~ 18
6. 0 1. 0 15~ 20
司 的 UK/ H DS, UOP 公 司 的 RCD Unocal, BOC U nibon, Exxon 公 司 的 Residfining 等。
反应温度/
340~ 420
油加氢处理技术 该工艺能加工高金属
( 镍钒 300 g/ g) 、高沥青质( 达 20% ( w ) 和高残炭( 达 30 ( w ) ) 的渣油, 运转周期在一年
以上, 突出特点是采用二元催化剂系统( HDM/ HDT ) 及切换式反应器, 开工因数在 92%
以上, 能为 R2R 工业装置提供优质原料油。H yvahl F / R2R 组合工艺几乎能将重质渣油
目前 典型的 悬浮床 加氢裂 化技 术有 Canmet 、
项目
物征及数据
VCC、HDH、SOC、Aurabon、M RH 以及 Microcat 等。 以 VCC 工艺为例加以说明。
VCC 是德国 Veba 石油公司开发的渣油加氢裂
载体 金属 形状
沸石- 氧化铝 和 族金属 挤压条
化过程, 1988 年 1 月在德国 Bot trop 炼油厂 将一套
收稿日期: 1997- 07- 05 作者: 男 , 51 岁, 工程师, 现从事科技情报调研工作。
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乳化技术可用于乳化燃料、乳化液气化及用乳化液处理原料。乳化液气化比煤气化 过程简单, 是一种发展方向。用乳化液处理原料的研究发展较快。
重油加工组合工艺是目前渣油加工技术的重要发展方向。表 2 列出了一些公司采用 的重油加工组合工艺[ 1] 。
脱氮率为 70% , 转化率为 40% ~ 70% 。该技术的突出特点是催化剂品种多、性能好, 特别
是采用催化剂分级装填后, 工业装置的操作性能变好, 原料适应性变强和产生质量变好。
Chevron 公司开发成功的 OCR 技术是该公司固定床渣油加氢处理技术的重大进展。
中试结果 表明, 用 OCR 加工 美国加州海上 原油( 重金属 600 g/ g ) , 脱 金属率为 75% ,
表 2 渣油加工组合工艺的工业应用
公司名称
渣油
初次加工
中间加工
最后加工
Chev r on
常压及减压渣油
固定 ive Philips
常压渣油 常压渣油
固定床加氢脱硫 固定床加氢脱硫
延迟焦化 流化催化裂化
V alero
常压渣油
固定床加氢脱硫
流化催化裂化
出光兴产
常压渣油
固定床加氢脱硫
将有所发展。预计 90 年代新一代加氢裂化催化剂仍以分子筛催化剂为主, 还会加强探索
既具有分子筛活性、又具有无定形选择性的中间馏分油催化剂, 并研制新型催化材料, 如
高硅 八面 沸石、SA PO、层 柱粘 土等 分子 筛。
2. 3 悬浮床加氢转化技术新进展
表 5 R- H YC4 催化剂性质[ 7]
中 R- HYC 5~ 6 催化剂是含铁沸石催化剂。1982 年 R- HYC 1/ HDS 催化剂实现工业