STRONG沸腾床渣油加氢催化剂研究及工业放大
STRONG沸腾床渣油加氢催化剂研究及工业放大摘要：中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院开发了STRONG沸腾床渣油加氢技术。
本文介绍了其专有催化剂的研究及工业放大。
实验室定型催化剂在连续搅拌釜式反应器（CSTR）上评价结果表明，其反应性能与国外同类技术领先水平相当。
工业放大结果表明，本研究催化剂具有良好的重复性和再现性，为工业生产奠定了良好基础。
前言在原油日益变重变差、超清洁燃料需求不断增长的形势下，沸腾床渣油加氢技术越来越具有吸引力。
国外沸腾床渣油加氢技术研究始于上个世纪50年代，60年代末期实现工业化[1]。
目前，国外从事沸腾床渣油加氢技术开发的公司主要有Chevron、IFP、Amoco、Akzo、Criterion、Grace、Texaco等。
在沸腾床渣油加氢领域，H-Oil和LC-Fining两种工艺技术占有重要地位[2]。
沸腾床加氢装置催化剂用量大，国外每年约消耗23 000 t，约占加氢催化剂市场的20%[3]。
国外沸腾床渣油加氢催化剂大多采用0.8mm左右的圆柱条形载体，活性金属组分主要为Mo-Co或Mo-Ni[1]。
在国内，还没有工业化沸腾床渣油加氢技术。
随着我国进口原油数量的不断增加，一部分金属含量高于150 μg/g的劣质减压渣油采用固定床加氢技术很难加工，而沸腾床加氢技术可以很好适应，并能达到较高的杂质脱除率和渣油转化率，工业装置可以长周期稳定运转。
因此，开发沸腾床渣油加氢技术十分必要。
中国石化抚顺石油化工研究院（FRIPP）、洛阳石油化工工程公司合作攻关，开发了具有完全独立自主知识产权的沸腾床渣油加氢技术——STRONG技术。
在4 L沸腾床加氢中试装置上，采用各种典型渣油原料，进行了多次长周期试验。
试验结果表明，采用自行研发的微球形催化剂，反应性能达到设计指标，运转过程平稳，充分说明了STRONG技术的可靠性和对不同渣油的适应性。
目前，完成了“50 kt/a沸腾床渣油加氢工艺包”的编制工作，正在进行50 kt/a沸腾床渣油加氢工业示范装置的建设与实验工作。
在催化剂研究方面，FRIPP结合STRONG沸腾床渣油加氢工艺和加工原料特点，进行了STRONG 沸腾床渣油加氢催化剂设计开发及其制备工艺技术研究。
目前，已经开发出具有自主知识产权的微球型沸腾床渣油加氢催化剂及其制备工艺，催化剂已完成实验室定型，通过了院学术委员会技术评议，催化剂性能达到国外同类先进技术水平。
在中国石化催化剂抚顺分公司的工业装置上进行了催化剂吨级放大试验。
结果表明，本研究沸腾床渣油加氢催化剂具有良好的重复性和再现性，为工业生产奠定了良好基础。
本文重点介绍STRONG沸腾床渣油加氢催化剂的研究开发。
1 STRONG沸腾床渣油加氢催化剂的设计1.1 沸腾床反应器特点沸腾床工艺的关键在于沸腾床反应器技术，其反应器示意图如图1[4]所示。
在沸腾床加氢处理过程中，原料油和氢气通过加料导管进入反应器底部；反应器顶部的液体在循环泵的作用下，通过装入反应器中的垂直内循环导管循环到底部，与原料油和氢气充分混合后，向上流动通过催化剂床图1 沸腾床反应器层，使催化剂处于流化状态。
沸腾床反应器催化剂床层膨胀高度由循环液体流速控制，床层膨胀体积可增至静止时体积的 130%～150%。
在运转中，催化剂床层一直处于沸腾状态，使催化剂颗粒间具有充足的自由空间，床层压力降较小。
反应物和颗粒之间具有良好的混合状态，使反应床层接近等温[5]。
可避免有时在固定床加氢装置所观察到的“热点”。
这一特征允许沸腾床可以在比固定床高得多的反应温度下操作。
特别是沸腾床工艺能在不停工的情况下，定期排出废催化剂、补充新鲜催化剂，保证产品性质不会随时间变化。
沸腾床反应器的上述特点，使其具有很好的控制放热反应能力、加工超重劣质原料能力以及原料性质和目标产品分布改变时可以提供灵活操作条件的能力。
1.2 沸腾床渣油加氢催化剂特点沸腾床反应器具有全混反应器和流化反应器特征，因此反应器应具有良好的动力学平衡，以维持催化剂床层膨胀和流化均匀性，达到催化加氢反应平衡[6]。
这就要求催化剂应具有某些特殊的理化性质，如对催化剂颗粒形状、颗粒尺寸及机械强度都有较严格要求，以满足特殊的使用条件。
通常要求催化剂颗粒直径要小于1mm [7]，以利于在反应器内保持流化状态[8]。
同时沸腾床渣油加氢催化剂与固定床渣油加氢催化剂有类似特点，对孔结构也有特殊要求。
1.2.1 颗粒形状及颗粒大小催化剂颗粒是流态化过程的主要物料之一，颗粒的特性对体系的流化特性具有决定性的作用。
研究表明，粒径和密度小的颗粒具有良好的流动性能，可保持体系稳定的流化状态。
颗粒形状对流化质量也有影响，球形颗粒的流动状态最好[9]。
1.2.2 抗磨损性能在沸腾床渣油加氢过程中，由于在沸腾床反应器内，催化剂处于不断运动状态。
因此，催化剂的抗磨损性能也是1 项重要指标。
国外一般采用0.8 mm 的圆柱条，而STRONG 沸腾床工艺不采用液体循环，反应器内流体向上流动的表观速度较低，催化剂颗粒可以更小些。
有文献认为比较适宜的颗粒范围0.2～0.6 mm[10]，最好为球形。
因为球形颗粒不仅易于流动，而且没有如其它形状中尖锐容易被撞碎的边角。
但满足此粒度范围（特别是适用于沸腾床要求）的球形催化剂制备难度很大。
1.2.3 孔结构渣油加工的难点是沥青质转化。
沥青质的化学结构非常复杂，是由聚合芳烃、烷烃链、环烷环组成。
沥青质结构中还含有硫、氮、金属等杂原子，原油中绝大部分的金属均富集在减压渣油中，并主要分布在沥青质结构内部。
这些杂质均“深藏”在分子内部，需要在苛刻的操作条件下才能脱除杂质。
沥青质分子量很大，平均分子大小约6～9 nm，在加氢过程中，沥青质的分解率与所用催化剂的孔径有关[11]。
因此，对于处理这类大分子化合物，催化剂的孔结构显得至关重要。
2 STRONG沸腾床渣油加氢催化剂制备研究2.1 不同制备工艺选择针对现有制备技术存在的问题和自主开发的沸腾床工艺技术特点，进行微球型沸腾床渣油加氢催化剂制备流程研究。
选择3 种制备方法进行考察，结果如表1所示。
表1 载体不同制备方法考察载体制备方法收率/%粒度分布/%<0.2 mm 0.2～0.5 mm >0.5 mmZ-1 Ⅰ55.6 3.4 48.1 48.5Z-2 Ⅱ85.2 6.7 93.1 0.2Z-3 Ⅲ90.5 0 0 100 由表1结果可以看出，采用方法Ⅰ所制备的球形载体收率低，粒度分布弥散；按方法Ⅲ，产品收率较高，但很难获得颗粒细小的球；采用方法Ⅱ制备载体，产品收率高，颗粒度细小，粒度分布较集中，而且该方法粒度分布范围容易调整。
本研究最终以方法Ⅱ为核心进行催化剂制备工艺技术开发。
表2中催化剂磨损指数是在FRIPP自行建立的流化床催化剂颗粒磨损测试仪上测定，磨损指数是指单位重量样品在单位时间内的磨损率，数值越小，表明样品耐磨性越好。
表2数据表明，与其它工艺制备的球形催化剂相比，本研究催化剂具有良好的抗磨损性能。
表2 催化剂磨损强度比较样品本研究参比样1粒度/mm 0.4～0.5 0.4～0.5磨损指数，% 0.6 2.62.2 孔结构对沸腾床渣油加氢催化剂反应性能的影响沸腾床反应器中没有固定的催化剂床层，反应物分子没有如固定床工艺中逐级转化的过程。
沸腾床催化剂要同时具有脱金属、脱硫及残炭转化功能，优化催化剂的孔结构尤其是孔径分布很重要。
催化剂要有不同范围的孔：大孔使胶质和沥青质大分子容易进入，进行加氢裂解及加氢脱金属反应；中、小孔提供较丰富的活性表面，以提高催化剂加氢脱硫活性。
为了优化催化剂的孔结构，制备3 种不同孔结构的载体，采用浸渍方式制备组成相同的相应催化剂。
图2为这3 种催化剂采用压汞法测定的孔径分布图。
上述催化剂在小型加氢装置上进行反应性能评价，考察不同孔结构对催化剂反应性能的影响，试验结果见图3。
图2 催化剂孔径分布（压汞法）由图2可以看出，催化剂a 、b 、c 孔径分布集中，孔径依次增大。
从图3可以看出，随着催化剂可几孔径逐渐增加，催化剂加氢脱硫（HDS ）和加氢脱残炭（HDCCR ）活性逐渐降低，加氢脱金属（HDM ）和沥青质转化（HDAsp ）活性逐渐增加。
说明＜20 nm 的孔有利于HDS 和HDCCR ；孔径范围在20～200 nm 之间的孔，有利于如沥青质大分子反应物的内扩散，从而达到较高的金属脱除率，这也说明脱金属反应与沥青质转化存在一定的关联性。
2.3 金属含量对沸腾床渣油加氢催化剂反应性能影响本研究采用相同的Al 2O 3载体，NiMo 为活性金属组分，制备不同NiMo 含量的催化剂，以伊朗常渣为原料油，考察催化剂金属含量变化对反应性能的影响。
由图4可以看出，催化剂上金属负载量对渣油的转化率影响不大，但对加氢活性的促进作用是肯定的。
增加活性金属负载量，有利于提高杂质加氢脱除率，特别是有利于提高HDS 率和HDCCR 率。
当活性金属负载量增加到一定程度后，负载量的变化对HDM 率影响不大。
随着金属含量继续增加，催化剂HDS 和HDCCR 活性反而降低。
这是因为载体不变时，活性金属过多，会堵塞孔道，降低了催化剂扩散能力，使一部分内孔没有发挥作用，从而使催化剂活性下降。
2.4 STRONG 沸腾床渣油加氢催化剂性能 2.4.1 催化剂物化性质基于考察试验，本研究确定了优化的STRONG 催化剂制备工艺流程，制备的催化剂物化性质见表3。
表3 STRONG 沸腾床渣油加氢催化剂主要性质催化剂 本研究 参比剂图4 催化剂组成变化对加氢性能的影响（原料油性质：S 2.5%，CCR 13.2%，Fe+Ni+V 250 µg/g ）图3 孔结构对催化剂加氢性能的影响（原料油：S 2.5%，Fe+Ni+V 250 µg/g，CCR 13.2%，沥青质2.5%。
）外观形状球形条形颗粒直径/mm 0.4～0.5 0.8磨损指数，% ≤2.0-活性组分Mo-Ni Mo-Ni/Mo-Co2.4.2 催化剂反应性能沸腾床反应器内构件比较复杂，在小型装置上实现比较困难。
沸腾床反应器具有良好的全返混性能，与连续搅拌釜式反应器（Continuous Stirred Tank Reactor，CSTR）动力学特征类似。
因此，可以采用CSTR进行催化剂性能评价。
催化剂在2L CSTR串联加氢反应装置进行评价试验，原料油和生成油性质见表4。
评价结果与国外H-Oil和LC-Fining典型数据对比，结果见表5。
密度(20 ℃)/(g·cm-3) 0.9853 0.9530粘度(100 ℃)/(mm2·s-1)100.3 1.9分子量760 311C，% 85.3 86.6H，% 11.0 11.7S，% 2.5 0.7N，% 0.45 0.31CCR，% 13.2 4.7Fe / Ni / V ,(µg·g-1) 11 / 59 / 180 1 / 4 / 5四组分，%饱和分37.8 53.3芳香分42.1 36.7胶质18.1 9.9沥青质（C7不溶物） 2.0 0.1＞500 ℃馏分收率，% 55.0 14.3表5 STRONG催化剂反应性能与国外同类技术对比项目本研究H-Oil*LC-Fining**加氢活性，% 第1 代第2 代HDS 72 50～80 75～92 60～90 HDCCR 64 45～65 65～75 35～80 HD(Ni+V) 96 65～90 65～90 50～98 HDAsp 95 - - -＞500 ℃渣油转化率，% 74 40～90 45～85 40～97注：*原料油性质未注明，**原料油性质：常渣：S 3.90%，（Ni+V）83 µg/g；减渣：S 4.97%，（Ni+V）181 µg/g。
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。
工业示范装置沸腾床渣油加氢技术STRONG的工程开发
工业示范装置沸腾床渣油加氢技术STRONG的工程开发李立权;方向晨;高跃;汪华林【摘要】中国石化集团公司组织多家单位联合攻关,开发了工业示范试验规模沸腾床渣油加氢技术STRONG.介绍了50 kt/a STRONG的开发历程,分析了STRONG 的特点,阐明工程技术开发的主要成果,包括①STRONG工艺包;②STRONG工艺流程;③带三相分离器的全返混沸腾床加氢反应器;④气力输送与气力+液力混相输送催化剂的在线加入技术;⑤高温高压催化剂的在线排出技术;⑥外排催化剂的处理方法;⑦催化剂加排专用控制系统.提出了工程技术开发的思路.【期刊名称】《炼油技术与工程》【年(卷),期】2014(044)006【总页数】5页(P13-17)【关键词】沸腾床;加氢;三相分离器;在线加入;在线排出;外排催化剂处理;专用控制系统【作者】李立权;方向晨;高跃;汪华林【作者单位】中石化洛阳工程有限公司,河南省洛阳市471003;中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院,辽宁省抚顺市113001;中国石油化工股份有限公司金陵分公司,江苏省南京市210033;华东理工大学,上海市200237【正文语种】中文沸腾床渣油加氢技术加工原料范围广泛，特别适用于处理金属总质量分数200μg/g以上的重质油(包括常压渣油和减压渣油)，也适用于加工脱沥青油、煤焦油、煤直接液化蜡油等，可实现较高的脱杂质率或较高的转化率，带催化剂加排系统的沸腾床渣油加氢技术的稳定运转周期可与关联装置相匹配，是环境友好型重油加工、轻质化、提高效益的加工方式之一。
中国石化集团公司在20世纪60年代就开展了相关研发工作，70年代中期在半工业冷模试验装置上进行了考察与放大研究［1]。
2009年成立了由中国石油化工股份有限公司洛阳分公司、抚顺石油化工研究院(简称FRIPP)、中石化洛阳工程有限公司(简称LPEC)组成的沸腾床渣油加氢攻关组，开发了50 kt/a沸腾床渣油加氢技术工艺包;2011年成立了由中国石油化工股份有限公司金陵分公司(简称JLPEC)，FRIPP，LPEC，华东理工大学组成的沸腾床渣油加氢攻关组，开展了相关的研发工作，完成了JLPEC 50 kt/a沸腾床渣油加氢装置工程技术STRONG的开发、基础设计和详细设计，编制了相关技术文件，装置已于2013年底建成。
铁基沸腾床渣油加氢脱硫催化剂研究
基金项目：国家重点研发计划，颠覆性纳米介孔分子筛基渣油加氢裂化催化剂创制及产业化（项目编号：SQ2018YFA020161 )C 收稿曰期：2021-02-07
作者简介：金 浩 （1981_)，男，辽宁省锦州市人，高级工程师，博士，2 0 1 0 年毕业于厦门大学物理化学专业，研究方向：沸腾床加氢催化剂研 发。E-mail: jinhao.fshy@ 。
1076___________________________________________ 当 代
了 Raman表 征 ，结 果 如 图 2 所示。从 图 2 中可以看 出 ，催 化 剂 的 Raman谱图非常相似，出现了 4 个主 要特征峰，分 别 位 于 950、860、320、210 cm-1。位 于 950 rm—1和 320 cm—1处的特征峰归属于八面体配 位 的 Mn= 0 伸缩振动峰；位 于 860 crrT1处的特征峰 归 属 于 四 面 体 配 位 的 M〇 = 0 伸 缩 振 动 峰 ；位于 210 crrT1处的特征峰归属于八面体配位Mo— 0 — A1 伸缩振动峰[+ 15]。其 中 八 面 体 配 位 的 M o为反应的 活性相。同时从图2 中也可以看出，铁基催化剂C-1C 在 位 于 950 crrf1处的特征峰面积明显大于非铁基催 化 剂 C-2C ，说 明 铁 基 催 化 剂 C-1C 具有更多八面体 配 位 的 MoCh，也就是其具有更多的反应活性相。
反 应 空 速 /h'1
1.5
氢油体积比
500 : 1
采 用 减 压 渣 油 作 为 原 料 油 ，在间 歇 式 高 压 釜 上 进行活性评价，原 料 油 性 质 如 表 2 所示 ，间歇式高 压釜评价条件如表3 所示。
STRONG沸腾床渣油加氢催化剂研究及工业放大
STRONG沸腾床渣油加氢催化剂研究及工业放大摘要：中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院开发了STRONG沸腾床渣油加氢技术。
本文介绍了其专有催化剂的研究及工业放大。
实验室定型催化剂在连续搅拌釜式反应器（CSTR）上评价结果表明，其反应性能与国外同类技术领先水平相当。
工业放大结果表明，本研究催化剂具有良好的重复性和再现性，为工业生产奠定了良好基础。
前言在原油日益变重变差、超清洁燃料需求不断增长的形势下，沸腾床渣油加氢技术越来越具有吸引力。
国外沸腾床渣油加氢技术研究始于上个世纪50年代，60年代末期实现工业化[1]。
目前，国外从事沸腾床渣油加氢技术开发的公司主要有Chevron、IFP、Amoco、Akzo、Criterion、Grace、Texaco等。
在沸腾床渣油加氢领域，H-Oil和LC-Fining两种工艺技术占有重要地位[2]。
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因此，开发沸腾床渣油加氢技术十分必要。
中国石化抚顺石油化工研究院（FRIPP）、洛阳石油化工工程公司合作攻关，开发了具有完全独立自主知识产权的沸腾床渣油加氢技术——STRONG技术。
在4 L沸腾床加氢中试装置上，采用各种典型渣油原料，进行了多次长周期试验。
试验结果表明，采用自行研发的微球形催化剂，反应性能达到设计指标，运转过程平稳，充分说明了STRONG技术的可靠性和对不同渣油的适应性。
目前，完成了“50 kt/a沸腾床渣油加氢工艺包”的编制工作，正在进行50 kt/a沸腾床渣油加氢工业示范装置的建设与实验工作。
沸腾床渣油加氢技术现状及前景分析
研究 。在 前期研 究 工作 的基础 上 ，从 ２０ 年开 始 ０４ Ｆ ＩＰ进行沸 腾 床研发 ，成 立项 目攻关 组 ，制定 了 ＲＰ 详细 的项 目计划 ，组织 大量 的人力 物力 进行 该项技 术 的研 发 ，在＿ Ｔ艺研究 、催 化剂及 丁程 研究 等几 方
而 沸腾床 能达 到较 高 的脱 杂质 率和转 化率 ，能保证
抚顺 石油化 Ｔ研 究 院 （ Ｒ Ｐ 早在 ２ 纪 ６ Ｆ ＩＰ） ０世 ０
年代就从事过渣油沸腾床加氢技术的研发 作，并 ｒ 取得 了令 人相 当满 意 的结 果 。先后 在 中型沸 腾床试
验装 置上 ，使 用无 内外循 环 的反应 器完 成 了运转试 验 ，突破 了设备 复 杂 、 术操 作 的难点 。７ 技 ０年代 中
此 加 工 更 多 劣 质 重 质 原 油 生 产 清 洁 油 品将 是 今 后 中 国炼 油业 的主要 任 务 。 目前 渣油加 氢是 解决 上述 问题最 合理 有效 的方 法 ，在炼 油工 业 的重要作 用也 日益 明显 ，已成 为必
程 。 Ｉ６ ９３年， 一套 Ｈ— ｉ在 美 国查理 湖炼 油厂建 第 Ｏｌ 成 ，设 计 能力 ３ ０万 ｔ ，主要 以生 产低硫 焦 化原料 ／ ａ 为 主。９５年城 市服 务公 司改 与 Ｌ ｍ ｕ 公 司合作 ， １７ ｕｍ ｓ
可 以加 工 同定 床 所 不 能加 工 的原 料 ， 如更 为劣 质 的 渣 油 、油砂沥 青 等 。
１３ 催化 剂在 线置 换 ．
沸 腾 床 反 应 器 可 在 不 停 ＿ 的 情 况 下 随 时 加 入 ［ 新鲜 催 化剂 和排 出废催 化剂 ，有 利于维 持较 高 的催
化 剂活 性 。 １４ 运转周 期长 ．
第４ １卷 第 ６ 期 ２１ Ｏ ２年 ６月
沸腾床渣油加氢技术研究
沸腾床渣油加氢技术研究
杭伟亮;严吉国
【期刊名称】《化工设计通讯》
【年(卷),期】2018(44)12
【摘要】受世界发展大环境的影响,许多传统的技术和手段,已经无法满足社会与经济发展的需要.因此,就需要对相关的技术进行科学合理的研究与探讨,进而为其进一步发展奠定坚实的基础.基于这一理念,以沸腾床渣油加氢技术为例,进行阐释与研究.具体来说,就是通过对国内外沸腾床渣油技术特点的探究,为我国未来在相关技术领域的发展趋势进行预测与奠基.希望能够为我国石油加工技术发展提供参考.
【总页数】1页(P170)
【作者】杭伟亮;严吉国
【作者单位】恒力石化(大连)炼化有限公司,辽宁大连 116319;恒力石化(大连)炼化有限公司,辽宁大连 116319
【正文语种】中文
【中图分类】TE624
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1.沸腾床渣油加氢裂化及固定床渣油加氢处理两种工艺路线的技术经济比较 [J], 尹忠辉
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慧红;茆志伟;杨涛;冯翔;金浩;彭冲;杨朝合;王继锋;方向晨
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9-抚研院-杨涛-FRET沸腾床渣油加氢技术研究
抚 顺 石 油 化 工 研 究 院
F R I P P
Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
沸腾床渣油加氢技术特点 沸腾床渣油加氢技术特点
• 装置操作灵活，原料适应性广。 装置操作灵活，原料适应性广。 • 反应器内温度均匀，避免局部过热。 反应器内温度均匀，避免局部过热。 • 催化剂在线置换，反应活性稳定。 催化剂在线置换，反应活性稳定。 • 床层无压差，运转周期长。 床层无压差，运转周期长。 • 渣油转化率高，一般60%～80％，最高 ％。 渣油转化率高，一般 ％，最高 ～ ％，最高97％。
抚 顺 石 油 化 工 研 究 院
F R I P P
Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
结束语
• 由于沸腾床反应器流体力学的特征 ， 反应 由于沸腾床反应器流体力学的特征， 器内的返混比较严重， 器内的返混比较严重 ， 单个反应器无法达 到很高的杂质脱除率。 可以通过串联一个 到很高的杂质脱除率 。 或多个沸腾床反应器来实现。 或多个沸腾床反应器来实现。
沸腾床渣油加氢工艺研究 沸腾床渣油加氢工艺研究
• 连续运转试验结果
恒定编号 反应温度/℃ 反应温度/℃ 体积空速/h-1 体积空速/h 油品性质 S,% Ni+V/µg•g-1 脱除率， 脱除率，% HDS HD(Ni+V) 65.88 91.53 31.74 64.33 2.11 49.76 0.72 4.22 2.93 119.61 2.00 42.67 伊朗常渣 生成油性质 基准 1.50 茂名常渣 生成油性质 基准+20 基准+20 1.50
重油悬浮床加氢工业放大试验研究的开题报告
重油悬浮床加氢工业放大试验研究的开题报告一、研究背景与意义随着能源需求的不断增长，石油储量逐渐减少，难以满足全球对石油的需求。
而重油作为油田开发中被忽视和废弃的资源，有着大量的储量。
目前，对于重油的综合利用和加工技术研究，国内外均取得了一定的成果。
其中，重油加氢技术是一种重要的手段。
重油悬浮床加氢技术是目前比较成熟的一种技术，其具有操作简单，能够适应不同种类重油的加工，废气处理方便等优点。
为了进一步优化重油悬浮床加氢过程，提高反应器的稳定性和收率，本工作将进行工业放大试验研究，探究在不同操作条件下重油悬浮床加氢的反应过程和机理，为重油加氢技术的进一步发展提供理论基础和实践指导。
二、研究内容和技术路线研究内容：1. 分别采用不同的床层结构和催化剂类型进行反应器设计，选择合适的反应器结构和工艺条件。
2. 对反应器的操作参数进行系统优化，包括温度、压力、加氢量等操作参数，并控制好氢油比例。
3. 进行反应物质的分析，研究反应机理和反应物质的变化规律。
4. 优化反应器结构和操作参数，通过工业放大试验，验证优化后的工艺路线的可行性和实用性。
技术路线：1. 实验采用重油悬浮床加氢技术，反应器选用床层结构，并采用不同催化剂对反应器进行设计。
2. 对反应器的结构和工艺参数进行计算分析，并进行初始操作实验，确定反应器的操作参数范围，包括温度、压力、氢油比等。
3. 采用GC-MS等分析技术，对反应前后反应物质进行分析，并探究反应机理和反应物质的变化规律。
4. 优化反应器结构和操作参数，通过工业放大试验，验证优化后的工艺路线的可行性和实用性。
三、研究预期成果1. 确定适合不同类型重油加氢的反应器结构和催化剂。
2. 优化加氢反应的工艺条件，提高反应器的稳定性和收率。
3. 探究加氢反应的机理和反应物质的变化规律，为重油加氢技术的进一步研究提供理论基础和实践指导。
4. 验证优化后的加氢工艺路线的可行性和实用性。
四、研究计划及预算1. 研究时间：2年2. 研究预算：（1）仪器设备费用：100万元（2）人员经费：500万元（3）材料费用：50万元（4）差旅费用：20万元（5）其他费用：30万元五、参考文献1. 李铁虎等. 重油悬浮床加氢反应器的设计和研究，华东理工大学学报(自然科学版), 2011, 37(6):931-936.2. 阳明勇等. 重油悬浮床加氢技术的研究进展，石油化工应用，2013, 32(7):783-787.3. 汪观潮等. 重油悬浮床加氢工艺对重质油品沸点分布和石油馏分收率的影响，石油化工，2014, 43(2):157-161.4. 李克巍. 重油悬浮床加氢工艺参数优化研究，石油炼制与化工，2016, 47(3):16-19.5. 郑春雨. 重油悬浮床加氢反应器的工艺优化研究，化工设备与管道，2017, 54(5):1-5.。
沸腾床渣油加氢技术
沸腾床渣油加氢技术
沸腾床渣油加氢技术是一种常用的重油加工技术，旨在将低质量的废渣油转化为高质量的燃料或化工产品。
该技术主要通过在高温高压条件下，利用催化剂将废渣油中的硫、氮等杂质去除，并将其分解、裂解成较小分子的烃类化合物。
这些裂解产物可以进一步用于制造汽油、柴油、润滑油等产品。
沸腾床渣油加氢技术的核心是床层中的催化剂。
床层通常由细颗粒的催化剂和废渣油混合物组成，当加热后形成流态化状态。
在床层中，废渣油与催化剂接触并发生反应，废渣油中的硫、氮等杂质会被捕获并转化为无害的物质，同时废渣油也会被分解成较小的分子。
沸腾床渣油加氢技术有以下几个优点：
1. 可以有效处理低质量的废渣油，提高资源利用率；
2. 可以降低废渣油中的有害物质含量，减少环境污染；
3. 可以产生高品质的燃料或化工产品，具有较高的经济价值。
需要注意的是，沸腾床渣油加氢技术在实际应用中还存在一些挑战，比如催化剂的选择、废渣油的预处理等问题，需要综合考虑多个因素来进行技术优化和改进。
沸腾床加氢研究进展与工业应用现状
反 应 温 度下 ， 产 物 中最 高 硫 含量 对 应 的馏 出温 度 区
我国于 ２ ０ １ ３年 建成 了 ５ ０ ｋ ｔ ／ ａ的 Ｓ Ｔ Ｒ ＯＮＧ沸 腾 床 渣油 加氢 中试 装 置［ ２ ］ 。Ｓ ＴＲ ＯＮＧ 建 成之 后 ， 相关 研 发单 位的研 究 人员 对 于沸 腾床 加氢 开 展 了大 量试 验 和理 论模拟 研 究 。 ２ ０ １ １年 中石 化 抚 顺 研 究院 的孙 素 华 等 制备 了 微球型、 小尺 寸 的 催化 剂 ， 在Ｓ ＴＲ ＯＮＧ 装 置 上 使 用 该 催 化剂 将 劣 质 减 压 渣 油 加 氢 转 化 为 优 质 Ｆ Ｃ Ｃ 原 料 。 同样使 用微 球型 催 化剂 ， 郑 振伟 等 以高硫 含 量 的劣质 渣油 为原 料 ， 在Ｓ Ｔ ＲＯＮＧ 沸 腾床 装置 上研 究 发现 ， 脱金 属率 最合 适 的反 应 温 度 为 ３ ８ ０ ℃， 最 合 适 的空速 为 １ ． ６ ｈ ＿ 。 ， 最 佳 氢油 比区域 为 ４ ０ ０ ￣５ ０ ０ Ｊ 。 贾 丽等在 Ｓ ＴＲ ＯＮＧ 装置 上 研 究发 现 ， 高温 有利 于原 料 转化、 沥 青质 脱 除和 残 炭 脱 除 ， 但是对于金属（ 尤 其 是钒 ） 脱 除率 和脱 硫率 影 响并 不显 著 ［ ５ ］ 。 薛倩 等 使用 Ｓ Ｔ ＲＯ ＮＧ沸 腾床装 置对 中温煤 焦 油全馏 分 进行 了加氢 处理 。 试验 结果 表 明 ， 煤 焦油 经过 沸腾 床 加氢 之 后 的产物 中 ， 大 于３ ５ ５ ｌ Ｃ的 馏 分可 直接 作 为 １ ８ ０号 船用 燃料 油 ， 大于 ４ ０ ０ ℃的馏 分 可 以作为 １ ８ ０号船 用 燃料 油 的优 质调合 组分 ［ ７ ］ 。 刘 建锟 等研 究 了沸 腾 床加 氢与 催化裂 化组 合工 艺［ ８ ３ 。 研 究发 现 ， 劣 质渣 油经 过这 个组 合工 艺处理 之 后， 轻 质油 收率 在 ６ ３ ％以上 ， 汽油、 柴油、 液 化气 等产 品收率 为７ ８ ． ２ ７ 。 刘 建锟 等 还探 讨 了沸腾 床渣 油加 氢与 焦 化组合 工 艺 ［ ｇ ］ ， 研 究 发现 ， 相 比于单独 焦化 工 艺， 劣 质 渣油 通 过 组 合工 艺 加 工 之 后 总液 体 产率 提 高 了１ ３ ． ５ ７ 。 杨 涛等 对 沸腾 床 一固 定床组 合工 艺开 展 了研 究 ［ １ 引。研 究表 明 ， 劣质 渣 油该 工艺 加 氢 处理 之后， 其 金属 含 量 、 残 炭 含 量 显 著 降低 ， 可 以 成为 催 化裂 化 的优 质原 料 。 北 京化 工 大 学 的 薛青 普 对 Ｓ ＴＲ ＯＮＧ 装 置开 展 了冷 模 多 相 流 动 特 性 模 拟 ［ １ ¨ 。模 拟 结 果 说 明 ， Ｓ ＴＲ ＯＮＧ 反应 器 内的气 液 固三相 分布 比较 均匀 ， 气 相 含率 大 于 水含 率 和 固相 含 率 ， 如 果气 相 的增 加 量 远 大于 液 相 的增 加 量 ， 将 使 反 应 器 内固相 的 催化 剂 含率 呈 现 先增 加 然 后 减 少 的 趋 势 ， 液相 的 速度 增 加 将 使反 应器 内气 相 含率 降低 、 催 化剂 含率增 加 ， 渣 油 粘度 变 化对反 应 器 内的气 液 固含率 的分布影 响并 不 是很 明显 ， 但 是粘 度增 大 会使 反 应 器 的局 部形 成 漩