渣油加氢工艺的现状及研究前景
国内外渣油加氢工艺区别

文/李立权中石化洛阳工程渣油加氢技术包含固定床渣油加氢处理、切换床渣油加氢处理、移动床渣油加氢处理、沸腾床渣油加氢处理、沸腾床渣油加氢裂化、悬浮床渣油加氢裂化、渣油加氢一体化技术及相应的组合工艺技术。
随着原油的重质化及劣质化、分子炼油技术的开展、环境保护要求的日益严格、市场对轻质油品需求、石油产品清洁化和石化企业面临的剧烈竞争,各种渣油加氢技术将快速开展。
1国内外渣油加氢工程化技术应用现状我国渣油加氢工程化技术起步较晚,1999年12月我国开发的首套2.0Mt/a固定床渣油加氢技术实现了工程化;2000年1月世界首套上流式渣油加氢反响器在我国某企业1.5Mt/a渣油加氢装置改造工程中实现工程化;2004年8月我国开发的50kt/a悬浮床渣油加氢技术进行了工业示范;2014年2月我国开发的50kt/a沸腾床渣油加氢工业示范装置建成中交;2014年45kt/a油煤共炼的重油加氢装置建成;目前引进的一套2.5Mt/a沸腾床渣油加氢装置正在建设中。
截止到2011年底我国投产的渣油加氢装置处理能力仅13.35Mt/a,而2012—2014年10月投产的渣油加氢装置处理能力就到达了19.3Mt/a;正在规划、设计和建设的渣油加氢装置处理能力超过30Mt/a。
中国石油化工股份石油化工科学研究院〔RIPP〕开发的固定床渣油加氢处理重油催化裂化双向组合RICP技术2006年工程化应用,将RFCC装置自身回炼的重循环油〔HCO〕改为输送到渣油加氢装置作为渣油加氢进料稀释油,和渣油一起加氢处理后再一同回到RFCC装置进行转化,同时有利于渣油加氢和催化裂化装置,工艺流程示意见图1。
国外渣油加氢工程化技术起步较早,1963年首套沸腾床渣油加氢技术工程化;1967年首套固定床渣油加氢技术工程化;1977年首套可自动切换积垢催化剂床层的固定床渣油加氢技术工程化;1989年可更换催化剂的料斗式移动床+固定床渣油加氢技术工程化;1992年催化剂在线参加和排出的移动床+固定床渣油加氢技术工程化;1993年切换反响器的移动床+固定床渣油加氢技术工程化;2000年上流式反响器+固定床渣油加氢技术工程化。
渣油深度加氢裂化技术应用现状及新进展

2016年第35卷第8期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·2309·化工进展渣油深度加氢裂化技术应用现状及新进展任文坡,李振宇,李雪静,金羽豪(中国石油石油化工研究院,北京 100195)摘要:长远来看,原油重劣质化的发展趋势不可避免,能够实现渣油清洁高效转化的深度加氢裂化技术是应对这一挑战的关键,正逐渐成为炼厂最主要的渣油加工技术手段。
本文介绍了渣油沸腾床加氢裂化和渣油悬浮床加氢裂化技术的应用现状,结合技术特点和技术经济指标进行了对比分析,进一步综述了两种渣油加氢裂化技术的研发新进展。
文中指出渣油沸腾床加氢裂化技术是目前最为成熟的渣油高效转化技术,未来仍将在渣油高效加工利用方面发挥重要作用,其中组合集成工艺以及未转化塔底油的处理工艺是其研发和应用的重点。
渣油悬浮床加氢裂化技术具有高转化率的优势,但在工业化应用方面尚不如沸腾床成熟和普遍,仍需继续开发高活性、高分散的催化剂以及着重解决装置结焦问题,未来发展前景看好。
关键词:渣油;加氢裂化;深度转化;沸腾床;悬浮床中图分类号:TE 624.4+3 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2016)08–2309–08DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2016.08.01Application situation and new progress of residuum deep hydrocrackingtechnologiesREN Wenpo,LI Zhenyu,LI Xuejing,JIN Yuhao(PetroChina Petrochemical Research Institute,Beijing 100195,China)Abstract: In the long run, the crude oil would become heavier and poorer in quality. Hydrocracking technologies are regarded as one of the key techniques in efficient and clean conversion of residuum, and have become a major upgrading process in the refineries. In this paper, the application status of residuum ebullated bed and slurry bed hydrocracking technologies were introduced. The technical characteristics and technical-economic indicator were also compared. And then, the new progress and future trend were reviewed. The ebullated bed technology is the most mature residuum high-efficient conversion technology currently, and will continue to play an important role in residuum utilization. In the future, the research is focused on combined technology and unconverted tail-oil processing technology.Although the slurry bed technology is far from mature compared with ebullated bed technology, it has its advantage of high conversion rate and great potential for future development. The technology development should resolve equipment coking problem and develop high-active and high-dispersible catalyst.Key words:residuum;hydrocracking;deep conversion;ebullated bed;slurry bed当前我国经济发展进入“新常态”,更加注重发展质量、环境保护和资源节约[1]。
渣油加氢工艺的研究与应用

渣油加氢工艺的研究与应用摘要:最近几年来,伴随着国民经济的快速递增,大众物质生活能力得到了全面的提升,工业化进程持续加快,国内油品交易市场针对石化产品与车用燃油的所需展现出史无前例的热情,然而,国内原油供给匮乏,为了保证工业生产和人们生活的正常所需,中国的原油大量进口,渣油加氢技术的运用成为了业界重视问题,从组分构成我们能够看出:进口油中含有大量的硫、氮、重金属等有害杂质,国内应用炼油技术能力,使渣油达到催化裂化等二次加工工艺条件,并且符合国家有关环保要求,处理渣油为有效的工艺措施,其能够完全的去除渣油当中的硫、氮、重金属等有害杂质。
文章从对渣油加氢工艺反应原理和影响原因剖析出发,讲述了现阶段几种常见的加氢工艺步骤,并且对渣油加氢工艺的使用情况展开了简单的讲述。
关键词:渣油加氢;研究应用前言:石油是不可再生资源,从已开采资源来看,石油资源逐渐变得更加严峻,普通的加工措施已经无法适应这类的调整,然而,经济的发展对轻质油的需求呈现历年递增的情况,环保法对产品质量的要求也逐渐的严苛,进一步推动了重、渣油轻质化技术的发展。
渣油加氢在处理低质量原料油当中显示了独特的优点,从20世纪90年代开始,国内外渣油加氢工艺发展快速,获得了较为理想的效果。
渣油是原油通过蒸馏工艺加工后剩余的油非理想组分或杂质构成的石油残渣。
因为其第二次加工困难度有所递增,一般状况下,会被炼油厂当做锅炉燃料而燃烧掉。
由于残余的渣油比含量较高,展开燃烧处理,不单单导致有限资源的消耗,并且也导致周边的环境受到了一定的威胁与污染,使用加氢工艺展开渣油的处理,这类工艺方案不单单能够使公司的经济收入有所递增,将环境污染下降到最低,更为关键的是,可以使资源的运用率得到提升,真正的做到了对有限资源的完全消耗,是现阶段国内各大炼厂普遍运用以及实施的渣油处理工艺。
一、渣油加氢工艺反应原理和影响原因在渣油加氢的过程当中,时常会同时出现精制和裂化两种反应,其主要的反应方式有以下几个方面:1.脱硫反应渣油加氢处理工艺当中最为关键的化学反应则是脱硫反应,因为渣油硫化物的类别以及结构繁琐多样,因此,在实际的反应过程当中,所囊括的脱硫反应也较为繁琐。
两种工艺条件下渣油加氢产物对比研究

两种工艺条件下渣油加氢产物对比研究渣油加氢是一种常用的炼油工艺,通过在高温高压下将渣油与氢气反应,可以将渣油中的硫、氮和重金属等杂质去除,同时还能产生高质量的石油产品。
在不同的工艺条件下进行渣油加氢反应可能会得到不同的产物,本文将对两种工艺条件下渣油加氢产物进行对比研究。
第一种工艺条件下,温度较低,压力较高。
在这种条件下,渣油分子间的相互作用比较弱,反应速率相对较慢,容易产生副反应。
此时产物主要包括轻质石油产品,如石脑油、溶剂油等。
这些产品具有较低的沸点和较高的通用价值,能够满足一些特定的需求,比如汽油和溶剂等。
然而,由于温度较低,渣油中的硫、氮和重金属等杂质去除效果较差,这些杂质仍然存在于产物中。
第二种工艺条件下,温度较高,压力较低。
在这种条件下,渣油分子间的相互作用比较强,反应速率相对较快,容易产生主反应。
此时产物主要包括重质石油产品,如柴油、润滑油等。
这些产品具有较高的沸点和较低的通用价值,适用于一些特定的需求,比如发动机的燃料和机械设备的润滑剂等。
另外,在温度较高的条件下,渣油中的硫、氮和重金属等杂质可以被更彻底地去除,降低了产物中的杂质含量。
综上所述,两种工艺条件下的渣油加氢产物有所区别,在温度和压力上的差异导致了不同的反应速率和产物组成。
对于温度较低、压力较高的工艺条件,产物主要是轻质石油产品,有较低的沸点和较高的通用价值;而对于温度较高、压力较低的工艺条件,产物主要是重质石油产品,有较高的沸点和较低的通用价值。
此外,温度较高的条件下,对渣油中的杂质去除效果更好,降低了产物中的杂质含量。
因此,在实际生产中需要根据具体需求和炼油工艺的特点选择适当的工艺条件进行渣油加氢反应,以达到理想的产物质量和经济效益。
渣油加氢 (2)

渣油加氢概述渣油加氢是一种在石油炼制过程中常用的加工技术,通过将重质渣油与氢气进行反应,可以将其中的硫、氮、金属等杂质去除,降低渣油的硫含量,提高产品的质量。
本文将介绍渣油加氢技术的原理、应用及优势。
技术原理渣油加氢是一种催化加氢反应,通过将渣油与催化剂和氢气接触,在一定温度和压力下进行反应,以去除其中的杂质。
加氢反应通常在加氢反应器中进行,反应器内填充有催化剂,渣油和氢气从反应器的顶部进入,经过催化剂的作用,硫、氮等杂质与氢气反应生成相应的气体或液体产物。
应用领域渣油加氢广泛应用于炼油行业,特别是重油加工领域。
以下是渣油加氢的一些常见应用领域:1. 规模化炼油厂在大型炼油厂中,渣油加氢常被视为一项必要的工艺流程,用于处理原油中的重渣和杂质。
通过渣油加氢,可以改善产品的质量、提高炼油的生产效率,并减少对环境的污染。
2. 焦化厂焦化厂主要通过高温分解重油,生成焦炭和焦油。
焦油中含有大量的杂质,如硫、氮等,这些杂质不仅会降低焦油的价值,还对环境造成污染。
渣油加氢技术可以用于焦化厂的焦油加工过程中,去除焦油中的杂质,提高焦油的质量。
3. 石油化工厂在石油化工厂中,渣油加氢被用于处理重油、渣油等原料,以减少其中的硫和金属等杂质。
处理后的产品可以用于生产润滑油、燃料油等各种石油化工产品。
优势渣油加氢技术具有以下优势:•提高产品质量:通过去除渣油中的硫、氮、金属等杂质,可以提高产品的质量,满足市场需求。
•减少环境污染:渣油中的杂质会在燃烧过程中产生大量的氮氧化物、硫氧化物等有害物质,渣油加氢可以减少大气污染物的排放,保护环境。
•提高生产效率:渣油加氢可以改善炼油过程中的产物分布,减少渣油的生成,提高生产效率。
•降低设备腐蚀:渣油中的硫和金属等杂质容易导致设备腐蚀,渣油加氢可以去除这些杂质,延长设备的使用寿命。
总结渣油加氢是石油炼制过程中常用的一种加工技术,通过去除渣油中的硫、氮和金属等杂质,提高产品质量、减少环境污染并提高生产效率。
渣油加氢技术应用现状及发展前景

渣油加氢技术应用现状及发展前景
渣油加氢技术应用现状及发展前景
一、概述
渣油加氢技术是一种工艺,通过使用加氢催化剂,把渣油中的碳氢键分解,使其转变为低硫、低烃的高质量润滑油产品。
渣油加氢技术是国内外石油化工企业能源结构调整和节能减排的重要途径。
由于渣油中含有大量的挥发性烃,可以高效地提高加氢反应酮价;渣油中还有大量高分子物质可以使加氢反应催化剂更加有效。
二、应用现状
1、流程类别:由于渣油的特殊性,目前主要利用的技术有反应焓差流程、串行渗透流程、平行渗透流程等,广泛应用于各类渣油加氢反应系统。
2、应用领域:渣油加氢技术应用范围广泛,主要应用于轻质>重质低碳烃渣油的加氢反应系统。
三、发展前景
1、技术改进:今后,渣油加氢技术将在技术上持续改进,提高渣油加氢效率,减少成本,广泛应用于各类石油化工企业。
2、更好的节能和环保技术:今后,渣油加氢技术将不断完善,开发出更加有效的节能和环保技术,为企业提供更多可选择的技术方案。
3、系统控制技术:在未来,适用于渣油加氢系统的系统控制技术也将不断改进,以满足更多客户的需求。
四、总结
渣油加氢技术的使用越来越广泛,它的应用领域也在日益扩大,可以
有效地节能减排,改善企业的经济效益和环境状况。
未来,渣油加氢
技术的技术改进和应用将继续发展,更好的节能减排技术将不断完善,更好的系统控制技术也将满足客户的需求。
渣油加氢催化剂反应动力学的研究进展

渣 油加 氢催 化剂反 应 动 力 学的研 究进展
2 5
专题 与评论
t t t t t t t l ・ 凸 , - l、 ;
渣 油 加 氢 催 化 剂 反 应 动 力 学 的研 究进 展
黎 臣麟 赵 俊 丹。 孙 舒。
( . 国石 油 四川石 化 有 限责任 公 司 , 都 彭 州, 1 9 0 1中 成 6 13 ;
裂 解 产生 稠环 芳烃 即结 焦 前 驱 物 , 结焦 前 驱 物 进 一
工 艺是 一 种广 泛 应 用 的重 油 深 度 加 工 技 术 , 与非 临
氢工艺相 比, 渣油加氢工艺最为显著 的优势是液体 产品收率高 , 可以充分利用宝贵的石油资源 , 因此该
工 艺 的应 用前 景 较为 广 阔 。
性 质 的 中东常 压渣 油对 渣油 加 氢催 化剂 初期 失 活速
率 的影响 , 并在 此基 础 上 建立 了初 期 反 应 动 力 学 模 型[ 。试 验 结果 表 明 , 料 油 的芳 香 烃 、 】 3 原 胶质 和 沥青
质含 量及 粘度 是影 响 渣油 加氢 脱硫 反应 催 化 硫 反应 催 化 剂初 期失 活 的主要 因素 是 积 炭 沉 积 , 沥青 质 是 形 成 积碳 主要 原 因 , 在渣 油 加氢 脱硫 反应 过 程 中 , 沥青 质
及 工业 装 置 的操 作具有 实 际参 考 意义 。
型 如下 :
2 渣 油加氢脱硫反应 失活 动力学 的研究
2 6
四川化 工
第1 4卷
2 1 年 第 3期 01
式 中 k —— HDS反 应初 始 反应 速率 常数 , o (
・
式 中 Kt —— 组分 l的残 炭 集 总 的表 观反应 速
加氢工艺技术的现状及展望 渣油加氢技术交流-201000729

渣油加氢四种工艺类型主要特点
工艺类型
固定床
膨胀床
浆液床
移动床
产品质量
较好,可最为 轻 油 可 作 为 成 产品含硫高, 与固定床相 低硫燃料油和 品,重油还需加 需进一步加氢 近 二次加工原料 工或作燃料油 脱硫
装置运转周期 6~24 个月
连续运转
连续运转 连续运转
技术难易程度 设备简单,易 操作
渣油原料金属Ni+V 117.5 μg/g
沥青质,4.61%
Ni+V 930 μg/g 占渣油,36.5%
胶质,10.03%
Ni+V 42.2 μg/g 占加氢AR,42.8%
加氢渣油金属Ni+V 9.89 μg/g
沥青质,1.23%
Ni+V 401 μg/g 占加氢AR,49.9%
胶质和沥青质
形成焦炭
0.35 脱硫率/%
渣油转化率对干 泥生成的影响
干泥(Dry Sludge) 或沉渣(Sediment)
渣油加氢工艺-按催化剂在反应器中状
态
固定床 (滴流)
渣油+H2
移动床 (逆流)
移动床 (顺流)
沸腾床 (流化态)
浆液反应器
生成油+H2
渣油+H2
生成油+H2
生成油+H2+催化剂
催化剂
催化剂
催化剂
53.1
日本加氢能力比例
原油 加工 总量
其他 加氢
渣油 蜡油 加氢 加氢
煤柴 汽油 合计
油加 加氢 氢
比例 100 %
5.3 11.3 17.2
40.6 24.1 98.5
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石油作为一种不可再生资源,随着全世界范围的大量开采,原油性质逐渐表现为日益重质化和劣质化[1-2]。
中东作为世界上最主要的石油原产国,其石油储量仍旧为全球一半以上,但其主要的油田开采已经进入开发的中后期[3-6]。
世界常规原油可开采量逐渐降低,而劣质原油的资源量稳步上升,因此,21世纪炼油工业面临的巨大挑战将是如何高效加工利用劣质重油。
原油资源紧缺制约着国内炼油行业的发展,自1993年,中国成为原油净进口国,且进口量逐年加大,在我国进口大量中东原油后,如何更经济、高效地处理高硫、高金属渣油是我国炼油工业的战略性问题。
我国原油中常压渣油占全部原油的60%~75%,而减压渣油占其中的38%~45%,将重油轻质化,进行合理有效的利用将会节省大量能源。
同时,我国炼油企业也面临一系列问题:化工产品需求量不断提升;原油资源对外依存度不断增加;原油劣质化加剧,加工难度逐渐增大;环保要求日益严格;化工产品出口门槛高等,这些问题促使国内炼厂逐步重视重质油轻质化技术。
1 渣油基本结构和理化性质1.1 渣油的基本结构石油经过非破坏性蒸馏而除去所有挥发性物质得到的残余物被称为渣油[6]。
这就是炼油过程中的“桶底油”,这部分油不但硫、氮含量高,重金属、沥青质和胶质含量也占有很大的比例,称为炼油中最难处理的部分。
渣油中的大量杂质包括大分子硫、氮化合物和几乎原油中的全部金属化合物、胶质、沥青质。
目前,普遍观点认为渣油是属于胶质体系[7-10],用四组分法表示该胶体结构分为饱和分、芳香分、胶质和沥青质。
运用核磁共振波谱分析胶质和沥青质的结构参数:将数个芳香环构成的稠和芳香环作为中心,边缘连接环烷环和烷基侧链,分子中夹杂着数个非金属基团和金属络合物,上述单元结构也称为单元薄片,胶质、沥青质便是由数个单元薄片以分子间力重叠组成的[11]。
通常可以用重油特征参数K H来描述渣油结构特性,它将渣油相对分子质量、密度和H/C比等容易测量的数据关联起来,可以用来评价渣油加工性能和化学组成,定义式如下: (1)KH>7.5时,表明该重油二次加工性能良好,6.5<K H <7.5时,表明二次加工性能中等,K H< 6.5时,表明重油二次加工性能较差,重油特征参数K H越小,其加工后生焦趋势越大。
1.2 渣油的理化性质1.2.1 渣油的黏度黏度是评价原油的重要指标之一,是化工生产、设计和过程优化中必须考虑的一个因素。
渣油按四组分的分类方法包括:饱和分、芳香分、胶质和沥青质。
其中,沥青质是复杂的稠环芳烃类化合物,没有固定的熔点,具有极性强、相对分子质量大、温敏性好等特点,使得渣油在常温下黏度很大;带有极性的胶质也影响渣油黏度;芳香分是由一系列混合烷烃、环烷烃和缩合芳香环等构成,包括极性芳香分和非极性芳香分,带有极性的芳香分更能影响渣油黏度,芳香分能够影响沥青质的胶溶能力;饱和分是由脂肪族烃类和环烷基芳烃等构成,以低强度、非极性油类存在于渣油体系中,低温时析出大晶体而使渣油变硬,渣油加氢工艺的现状及研究前景宋官龙1,2 赵德智2 张志伟2 许茜31.东北大学 冶金学院 辽宁 沈阳 1108192.辽宁石油化工大学 化学化工与环境学部 辽宁 抚顺 1130013.上海大学 材料科学与工程学院 上海 200444摘要:随着世界原油的重质化和劣质化,渣油的高效加工利用是渣油加工的重大挑战,目前渣油加氢技术是实现渣油清洁高效转化的关键技术。
本文详细介绍了渣油的基本结构、重要的理化性质指标,并综述了不同渣油加氢工艺的方法、特点及其研究现状,根据原料油的不同性质和生产产品的不同而选择不同的加工工艺,最后对未来渣油加氢工艺发展前景进行分析。
关键词:渣油 加氢 固定床 移动床 沸腾床 悬浮床Current Situation and Research Prospect of Residue Hydrogenation TechnologySong Guanlong1,2,Zhao Dezhi2,Zhang Zhiwei2,Xu Qian31.School of Metallurgy,Northeastern University,Shenyang Liaoning 110819,ChinaAbstract:With the heavy and poor quality of world crude oil,the high efficiency processing and use of residue is the great challenge to the residue processing,currently residue hydrogeneration is the key technology to realize the residue cleanliness high efficiency convert. This paper detailed introduces the basic structure of residue,important physicochemical property index,and describe the methods,features and research current situation of different residue hydrogeneration processing,then select different processing technic according to different nature of crude oil and different manufactured product. At last,analyze the development prospect of future residue hydrogeneration processing.Keywords:Residue; Hydrogenation; Fixed bed; Moving bed; Ebullated bed; Slurry bed黏度变大[12]。
1.2.2 渣油硫含量渣油中硫含量一般很高,其对渣油热反应的影响也最大[13]。
如:其可使催化剂中毒,腐蚀设备增加设备投入,使油品着色及有臭味,降低产物中汽油馏分的辛烷值,其燃料油品中硫化物燃烧生成SO 2污染大气环境等。
如何检测出原料渣油中的硫含量,并采用适宜的方法降低硫含量已成为渣油热反应的关键。
目前大部分分析检测油品中硫含量的方法只适用于轻质油品,而由于渣油中硫化物相对分子质量大,溶解性差等特点,使其难于测定其种类及含量[14]。
我国原油中减压渣油约占一半,而原油中大部分硫存在于减压渣油中,所以渣油中硫化物的分布及检测方法的研究有重要意义。
1.2.3 渣油的四组分王继乾等[15]认为,胶质作为溶胶剂,沥青质吸附的部分重胶质作为胶束相,芳香分与饱和分是分散介质,沥青质与胶质、饱和分和芳香分作用形成沥青溶胶。
张强等[16]认为渣油胶体结构如图1、2所示。
图1 以SARA四组分为基础的渣油胶体结构示意(a )饱和分(b )芳香分(c )沥青质(d )胶质图2 饱和分、芳香分、沥青质和胶质的结构式2 渣油加氢工艺的现状2.1 渣油加氢工艺的方法渣油加工手段通常包括脱碳、加氢和气化。
脱碳包括热裂化、催化裂化和脱沥青;加氢包括加氢裂化、加氢处理和加氢精制[17]。
不同的加工手段以不同的速度向前发展,目前的渣油加工工艺和各种组合工艺多种多样,但无论何总加工手段,都必须考虑渣油性质、产品需求和环保要求等一系列条件。
按照反应器的不同,渣油加氢可分为:固定床加氢、移动床加氢、沸腾床加氢和悬浮床加氢[18-24]。
固定床作为目前使用最广泛、技术最成熟的工艺,以生产低硫燃料油和为下游工艺装置提供优质原料为目的,精制程度高。
其中以Chevron公司的RDS/VRDS工艺、IFP 公司的Hyvahl-F工艺以及UOP公司的RCD-Unibon工艺等为代表。
固定床加氢处理渣油装置结构简单,在反应器中填充多层、数种催化剂,当原料油至上而下流入反应器时,原料首先流经加氢脱金属催化剂,然后依次经过加氢脱硫、加氢脱氮催化剂。
固定床反应器转化率一般不高,若提高其脱金属率、脱硫率及残炭脱除率和渣油转化率,那么氢耗也会随之增加,提高温度虽然也能够提高渣油转化率和反应速度,但是会造成大量焦炭沉积,使得开工周期进一步缩短。
由于固定床转化率低、运行周期短,不能加工某些劣质渣油,壳牌公司荷兰分公司提出移动床加氢工艺,其特点为:对原料质量要求不高,能够加工金属含量高的劣质渣油;催化剂可以持续加入和取出,保持了催化剂的活性,因此也可以加工沥青质。
在反应器内部,催化剂至上而下移动,金属和焦炭通常可以沉积在催化剂上,若使用逆流式工艺,则金属脱除率更高。
以Shell石油公司的顺流式Hycon工艺和Asvahl公司的逆流式HYVAHLM工艺为代表。
移动床加氢装置设备复杂,对工人的操作水平要求较高,工业应用经验并不丰富。
据悉,将移动床工艺与固定床工艺相结合是一种较为优良的渣油加氢处理工艺,Chevron公司的OCR反应器就是这种组合模式。
沸腾床又叫膨胀床,该工艺效率高,操作灵活性好,可加工高残炭、高金属劣质渣油。
在沸腾床内部,自下而上流动的是氢气和原料油,这种流动模式能够保证催化剂的膨胀和沸腾状态,使得反应物更好地接触催化剂,传质传热更好,保证了反应器内温度均匀,对加氢反应有直接的促进作用。
目前,沸腾床加氢工艺应用较多的是Chevron公司的LC-Fining过程和Axens公司的H-Oil过程。
沸腾床相比于固定床来说,压降变小,操作条件更加严格,温度高导致渣油转化率高,催化剂与流量为返混状态,虽然有利于温度控制,但与催化剂接触较少,因此脱硫、脱金属效率不高,产品质量也较差,很难生产精制产品。
悬浮床又叫浆态床,是在催化剂和氢气共同作用下的热裂化过程,包括了热裂化和加氢两种工艺的特点,是目前直接深度加工高金属、高残炭值的劣质重油的最前沿技术手段,是世界各国石油公司竞相研发并相继实施的一种高效转化技术。
其典型代表为意大利Eni公司的EST过程[25]、德国Veba公司的VCC过程[26-28]以及日本Asashi公司的SOC过程[29]等。
该技术加工原料范围大,不但可以加工劣质渣油,甚至可以加工渣油和煤的混合物,其转化率可达到95%以上,且其轻质化产物硫含量低,成为经济效益最大化的不二选择而得到迅速发展。
几种渣油加氢工艺特点如表1所示,在原油加工时,根据原油的不同性质和生产产品的不同而选择不同的加工手段。
表1 几种渣油加氢工艺特点项目固定床移动床沸腾床悬浮床原料油常规渣油较劣质重油较劣质的重渣油劣质重渣油反应温度/℃370~420370~450400~450450~480压力/MPa> 13< 15> 15< 15体积空速/h-10.2~0.5—0.2~0.8> 1.0渣油转化率/%20~50< 5050~90> 90脱硫率/%> 9060~9060~9060~70脱氮率/%50~7050~9030~5030~40脱残炭率/%70~9070~8570~9580~95脱金属率/%50~7080~9560~8070~90产品质量深加工原料低硫轻、重油产品燃料油或后加工原料需进一步精制氢耗/(m3·m-3)~150200~250200~300200~300反应历程催化反应催化+热裂化催化+热裂化临氢热裂化催化剂浓度较大较大中等较小技术难易程度设备简单易操作较复杂复杂较复杂技术成熟性成熟基本成熟较成熟开发中装置投资中等较高较高较高2.2 渣油加氢工艺的现状最近几年,渣油固定床加氢工艺的研究方向逐渐转向催化剂的创新方面,Nippon Ketjen公司研制的新型催化剂KFR15和KFR93[30]对于固定床加氢工艺有良好的性能,前者对于金属杂质的脱除效果良好,而后者对降低渣油中的硫含量有不俗的表现;先进炼油技术公司通过加入缓和加氢裂化催化剂能够实现最佳的脱硫、脱氮和裂化活性[31]。