炼油加氢技术的发展与创新

炼油加氢技术的发展与创新苏栋根摘要：清洁燃料的生产成为全球推动炼油创新技术的主流，加氢技术已经成为炼油工业的支柱技术，发挥着其它炼油技术替代不了的作用。

到2015年，全国炼油企业的生产均要能满足生产国IV标准汽柴油的需要，逐步缩小与发达国家成品油质量之间的差距。

为了满足市场的需求和应对激烈的竞争,炼油工业必须以低成本、易实现的催化反应途径生产现有产品和采用全新的催化技术生产新产品。

国内外已开发了多项生产低硫柴油和超低硫柴油的技术，但主要上在催化剂上做文章。

柴油深度脱硫使操作费用和设备投资大幅增加，液相循环加氢技术的开发，提高了催化剂的利用效率，降低了投资费用和操作费用，是低成本实现油品质量升级的好技术。

针对现已工业化的液相循环加氢工艺技术存在的不足，开发新型的管式液相反应器和氢气混合器，可进一步降低加氢装置投资和加氢过程成本。

关键词：炼油加氢发展展望1 前言到2017年底，我国炼油总产能达到7.8亿吨/年，产业集中度将进一步提高。

到2020年底，若在建、拟建和规划的炼化项目按期建成，中国的炼油能力将达到8.1亿吨/年。

届时炼厂的规模化程度、炼化一体化程度、产业集中度及集约化程度都将进一步提高。

经过数十年的研究开发，我国已基本掌握当代世界主要先进的炼油技术，可以依靠自有技术建设千万吨级炼厂，对我国炼油工业的发展起到了重要的支撑作用。

一是掌握了大型化现代炼油技术，依靠自有技术建成了海南800万吨/年炼厂、青岛1 000万吨/年炼厂。

炼厂和装置规模不断扩大，单系列装置生产能力显著提升。

二是先进的炼油工艺技术层出不穷。

在加氢技术方面，开发了一批催化裂化汽油选择性加氢脱硫工艺，如第二代RS-DS,OCT-M技术，可把汽油硫含量降至符合欧Ⅳ汽油标准，RON损失1.5～2个单位。

开发出适合催化裂化LCO加氢的MCI技术和RICH技术以及采用RS-1000,FH-UDS高脱硫活性催化剂对焦化LOGO和直馏含硫柴油加氢技术，以生产清洁柴油。

此外，还开发了RHSS喷气燃料临氢脱硫醇技术、含硫VGO加氢处理技术、加氢裂化技术(包括一段串联加氢裂化、灵活加氢裂化、单段加氢裂化及中压加氢裂化技术、渣油加氢处理碴油催化裂化((RDS/RFCCJ)组合工艺技术等【1】。

我国炼油工业要根据新的形势变化，研究解决好以下四方面的问题。

一要解决重油转化的问题，提高轻质油的收率。

当前我国轻油收率为74%左右，而国际上一般都达到了80%。

对年加工4亿多吨原油的中国来说，轻油收率每提高一个百分点都有重大的意义。

二要解决好清洁汽油、柴油的市场准入问题。

三要在保证交通运输用燃料供应的同时，解决好为炼化一体化型炼厂提供优质化工原料的问题。

据统计，我国GDP每增长1%，成品油需求增长0.5%，石化产品需求增长1%。

随着我国乙烯工业的大发展，对优质化工轻油的需要量激增，如何满足其要求，将是未来需要认真解决的问题。

四要搞好技术开发，研究开发规模化的经济实用可行的替代能源和新能源。

由于油品规格要求日益严格，作为清洁燃料重要生产工艺的加氢处理和加氢裂化能力增长迅速。

从国外来看，主要炼油国家加氢能力比例进一步提高,美国、日本和德国等主要炼油国家加氢装置近些年又有较大发展，其占原油一次加工能力的比例进一步提高。

2001～2008年初，美国加氢装置占原油一次加工能力的比例提高了12.7个百分点，特别是加氢处理装置能力提高了26.27%；日本原油加工能力在减少，而加氢装置能力却增加，使加氢装置占原油一次加工能力的比例提高了11.22个百分点;德国加氢装置占原油一次加工能力提高了11.88个百分点，加氢裂化装置能力提高了18.15%，加氢处理装置能力提高了24.85%。

这种装置结构调整，明显地提高了处理劣质原油和生产低硫和超低硫清洁燃料的能力。

而2007年末，世界加氢装置平均占原油一次加工能力为54.3 %，日本为95.19%，德国为85.81 %，美国为83.12%。

【2】。

2009年，全球加氢处理能力占炼油总能力的份额从1999年的34.5%增至51.6%，加氢裂化能力所占份额已增至6.2%。

2009年，亚太地区加氢处理能力达到5.15亿吨，比2000年增长24.3%；加氢裂化能力达到6152万吨，比2000年增长58.7%。

以中国石化、中国石油两大集团为例，2008年两大集团加氢精制装置能力(汽煤柴油加氢、馏分油加氢、润滑油加氢、石蜡加氢)占一次加工能力的比例也由12%提高到了34.1%。

相对而言，作为重油轻质化主要工艺的催化裂化能力增长缓慢。

提高深加工能力和炼油装置适应能力成为目前世界炼油工业调整发展的主要趋势之一。

这主要是因为原油重质化、劣质化、轻重原油价差拉大、对轻质油品需求增长而对重质燃料需求下降导致轻重油品价差扩大。

将低值残渣燃料油改质成轻质油品的深度转化能力仍将是任何新建炼油项目的关键构成要素在全球大多数地区，炼厂建设项目的目标是深化、完善现有加工能力，而不是扩建原油蒸馏装置。

加氢技术在中石化长岭分公司经历了四十年的应用和发展，油品质量升级改扩建项目完成后，170万吨/年渣油加氢、240万吨/年汽柴油加氢、120万吨/年催化汽油吸附脱硫等加氢装置全面投产，装置加氢总能力从40万吨/年发展到836万吨/年，拥有目前国内最先进的加氢技术及新开工装置。

这将为长岭分公司的油品质量升级和产品结构优化及后续发展做出重大贡献。

同时随着长岭规模及效益的发展，随着油品质量的不断升级提高，在不久的将来加氢技术在长岭将得到更进一步的创新与发展。

由于本文主要是为新型液相加氢技术开发提供一些文献参考，所以炼油加氢技术的介绍以柴油加氢技术为主。

2 清洁燃料的生产成为当前推动炼油创新技术的主流自2009年以来,我国年加工高硫、高酸劣质原油的比例达到49%,含硫、含酸原油的比例达到80%。

要生产清洁油品,必须大力研发推广加氢技术。

发展加氢型炼油厂也符合低硫、节能、高效利用能源的发展思路。

我国炼油行业要提高加氢技术原始创新能力,必须积极开展加氢等新工艺研究,打造应对资源多元化的炼油技术研发平台。

加氢技术对于提高原油加工深度，合理利用石油资源，改善产品质量，提高轻质油收率以及减少大气污染都具有重要意义。

随着原油日益变重和硫含量增加，加氢技术更显得很重要。

加氢是指石油馏分在氢气存在下催化加工过程的通称。

目前炼厂采用的加氢过程主要有两大类：加氢精制和加氢裂化。

此外，还有专门用于某种生产目的的加氢过程，如加氢处理、临氢降凝、加氢改质、润滑油加氢【3】等。

加氢精制主要用于油品精制，其目的是除掉油品中的硫、氮、氧等杂原子及金属杂质，有时还对部分芳烃进行加氢，改善油品的使用性能。

加氢精制的原料有重整原料、汽油、煤油、各种中间馏分油、重油及渣油【4】。

早在二十世纪50年代初期，我国就已开始进行加氢技术的研究开发。

首先发展了油页岩粗轻油预饱和加氢工艺，并取得油页岩混合轻油加氢精制、页岩油全馏分固定床加氢裂化以及煤焦油高压三段加氢裂化等技术成果。

60年代以后，随着大庆、胜利等油田相继开发。

加氢技术便转向天然石油加工，馏分油加氢精制技术和处理能力得到迅速发展，首先应用于催化重整原料的预处理，随着焦化和催化裂化等二次加工手段的发展，为改善其汽柴油的质量，加氢技术得到进一步的发展。

80年代以后，加氢精制催化剂的制备技术有了较大的发展，催化剂的加氢脱氮脱硫活性与使用寿命有了明显提高，已发展成多种系列，使得加氢精制工艺得到了长足进步。

90年代随着精制催化剂活性进一步提高，加氢精制深度进一步加深，精制原料进一步扩大。

现可将含硫柴油馏分脱至硫含量500ug／g以下，在6.4Mpa氢分压下可将含硫直馏蜡油，焦化蜡油加氢作为催化裂化的原料【5】。

2.1加氢精制在炼油工业中的地位和作用【6】在现代炼油工业中，加氢技术的工业应用虽然比连续蒸馏、延迟焦化、催化裂化、铂重整等技术都晚，但其工业应用的速度和规模都超过了上述炼油技术，特别是发达国家和部分发展中国家。

毫无疑问，今天的加氢精制技术已经成为炼油工业的支柱技术，发挥着其它炼油技术替代不了的作用。

其原因主要有以下几点(1)油品需求结构向轻质化转变，深度加工需要同步发展加氢技术。

(2)炼厂加工含硫原料和重质原油逐年增大，不大量采用加氢技术已经无法满足生产需要。

(3)清洁燃料使加氢技术的发展和炼厂应用进入一个新阶段。

(4)加氢精制技术发展和工业应用速度会越来越快。

油品需求结构的变化特别是中馏分油(柴油和喷气燃料)的需求相对增长，汽油需求相对下降，以及清洁燃料的推广和升级换代，都将促进加氢精制技术的快速发展和工业应用快速增长。

另一方面，我国庞大的消费市场对轻质油品及中间馏分油的需求不断增长，汽柴油产品质量标准又在不断升级。

而解决上述矛盾的最佳选择是快速发展和推广应用加氢技术。

加氢精制技术可生产优质的汽煤柴等清洁燃料，它是本世纪公认的环境友好技术。

综观国内外现代化的炼油厂和石化联合企业，几乎无一例外地选用加氢精制工艺作为提升石油产品质量的主要技术措施，显然它已是当今加速国民经济发展所迫切需要的技术支撑和必然选择【7】【8】。

2.2 清洁燃料的生产成为当前推动炼油创新技术的主流。

气候变化、低碳发展、保护环境，世界的共识与不可逆转的大趋势，决定了清洁能源的地位和必然发展趋向。

而作为生产油品的炼油业，肩负着责无旁贷的时代责任。

世界清洁燃料的总趋势是：汽油低硫、低烯烃、低芳烃、低苯和蒸气压；柴油低硫、低芳烃、低密度和高十六烷值。

进入新世纪以来，各国汽油硫含量、烯烃含量、芳烃含量和苯含量均呈明显下降态势，但不同的指标下降快慢不一，硫含量和苯含量下降速度快、控制严格，烯烃和芳烃含量下降速度则缓慢、控制较宽松。

柴油硫含量是各国柴油标准关注的重点，也是降低幅度最大、要求最严格的。

欧IV车用柴油硫含量要求不超过50μg/g，欧V车用柴油硫含量要求不超过10ug／g。

目前德国已要求柴油硫含量不大于10μg/g，美国要求不大于15μg/g。

我国轻柴油规格标准GB252-2000对柴油硫含量的要求是不大于2000μg/g，城市车用柴油国家标准GB/T19147-2003参照欧洲Ⅱ类标准制定，其硫含量要求小于500μg/g，2011年7月1日开始执行的城市车用柴油国家标准GB/T19147-2009，规定硫含量小于350μg/g。

北京、上海等城市已率先执行参照欧Ⅳ制定的京标C、沪4标准，即要求硫含量小于50μg/g。

到2015年，全国炼油企业的生产均要能满足生产国IV标准汽柴油的需要，逐步缩小与发达国家成品油质量之间的差距【10】。

为了满足市场的需求和应对激烈的竞争,炼油工业必须以低成本、易实现的催化反应途径生产现有产品和采用全新的催化技术生产新产品。