加氢裂化技术的现状与趋势

加氢裂化技术的现状与趋势

闫智斌 牟豪

中国石油四川石化 四川 成都 611930

摘要：文章以加氢裂化技术的现状为切入点，简单阐述重质、劣化原油常见处理技术，详细分析技术发展情况，以此为基础，提出加氢裂化技术的发展趋势，明确该技术将向装置小型化、工艺简洁化、处理高效化方向发展，从而为相关工作者提供参考。

关键词：加氢裂化技术；发展现状；发展趋势

引言：

世界原油质量变化以劣质化、重质化为主要趋势，劣质、重质原油总量较大，高效加工利用对炼油工业提出了新的挑战，面对市场变化和环保要求提高，为将重油通过化学反应，改变重油油质，需通过加氢裂化方式，在高氢压、催化剂、加热条件下，让重油产生裂化反应，转化成喷气燃料、汽油和柴油。加氢裂化不同原料加工难度不同，需合理使用加氢裂化技术，提高液体产物收率，从而满足原油生产需求。

1加氢裂化技术的现状

1.1悬浮床加氢裂化

该工艺有煤焦油加工、煤-油共炼这几种加工模式，具有投资少、转化率高、氢耗低的特点。

1.1.1 煤焦油加工

煤焦油全馏分通过预处理，脱除机械杂质与水分，分离恰当馏分用于生产催化重整原料、柴油馏分或清洁车用汽油，通过加工不同品质和馏分的煤焦油，合理应用悬浮窗加氢裂化技术。例如，兰炭企业以低温煤焦油为原料，在22MPa、468℃、0.5kg/h空速下，添加0.5%的催化剂，沥青质与重组分接近全转化，500℃以下液体吸收率超过90%。操作中需要注意以下环节：

（1）处理原材料时，需对水含量严格控制，小于1%，固定含量处于1~2%之间。

（2）试验中油水分离罐液位、油水界位初期存在波动，主要是由于煤焦油冷高分底部产物密度接近水，导致部分含有羟基物质发生乳化作用，难以有效分离油水，需经过多次调整，稳定分离曲线。

（3）预热器出口温度控制在260~280℃间。

1.1.2煤-油共炼

煤-油共炼是将相应浓度煤按照比例混合重劣质油，在460℃、20MPa及催化剂下，将油煤浆通过反应器，通过加氢裂解为中、轻质油与少量烃类气体，可实现煤的直接液化，提高渣油和重油利用率从，改善了煤直接液化技术。悬浮床加氢裂化装置中，使用不同浓度和原材料开展实验，以榆炼 FCC和西湾煤为例，在系统22MPa压力、468℃温度、45%煤浓度下，沥青质转化率90%，煤转化率达到94%，525℃以上渣油转化率90%，液体总收率70%。操作中需注意以下几点：

（1）配置原料中，需保证转眼管伴热温度处于120℃，经过30min检查搅拌器材料流动情况，做到均匀搅拌；

（2）进料量发生中断时，原料带气下，原料泵不打量，可迅速将原料泵变频关小，关闭出口阀，做好原料罐排气工作，完成后冲压，缓慢将原料泵变频开大，当出口压力处于180kPa后，打开泵出口阀；

（3）系统中硫化氢浓度对于煤转化率具有较大影响，安排人员对硫化氢浓度随时监测，把控在1000ppm左右，明确包沥青质转化、煤转化效果。原料罐内DMDS可能挥发，可添加硫粉，确保硫化氢浓度。

1.2渣油固定床加氢裂化

固定窗加氢裂化，是利用正碳例子反应机理完成转化，通常串联4个反应器，对于不同原料控制反应条件，保证满足下游装置产品，技术较为成熟。工业应用中，为延长装置运行周期，可在工艺上安装可切反应器，调节压降，避免装置停工，或是利用上流式工艺，通过预处理、预精制装置，缓慢提升压降，延长运行周期。装置原料含金属量通常＜200µm/g，能够脱硫、降低残碳、脱氮、脱金属，满足下游装置需求。该技术是20世纪60年达发展起来，目的在于减少空气污染，生产低硫燃料，也增加了轻质车燃料需求量，多用于含硫渣油加工，能够为转化装置提供原料。近几年，成功开发关键技术，使得渣油固定窗加氢裂化技术进步显著，催化剂杂志脱除率及容金属能力的提升，分级填装催化剂即可实现装置长期运转，具有操作便捷、工艺简单的特点，全球应用广泛。技术特点如下：

（1）应用规模。Shell公司使用HYCON技术，以减压渣油作为原料，拥有132*10⁴t/a工业装置，以常压渣油为原料的技术，规模最大是250*10⁴t/a；科威特国家石油公司获得VRDS/RSD技术授权，建设全球最大处理装置，规模为1584*10⁴t/a；IFP公司技术以常压渣油为颜料，规模最大是300*10⁴t/a。

（2）原材料适应性。装置通常根据原料油Ni+V≤200µg/g，含残碳量15%，进料泵出口物料黏度也存在限制。例如，Hycahl工艺需要100℃黏度≤150m㎡/s，加氢处理中，C7不容物＜0.05%，超出该水平则难以满足工艺要求。

（3）产品分布。渣油固定窗工艺产品良好，脱硫渣油可成为第六燃料或二次加工原料。例如，石脑油质量收率1~5%，相对密度0.71~0.74%，与处理后催化重整生产高辛烷值组分，或将其用于灌区调和产品；减压渣油质量收率30~60%，相对密度0.99~1.03，减压瓦斯油进行裂化催化。

1.3沸腾床加氢裂化

该技术是利用催化剂在线加排，保证催化剂活性能够实现长周期运转，能够用于加工高金属含量劣质、高残碳劣质渣油，具有精制、裂化双重功能，精制深度和转化率较高。但是，氢压较高，催化剂要求特殊，投资成本较大。世界沸腾床加氢工艺有Chevron公司（LC-Fining 工艺）、Axens 公司（H-Oil 工艺），两种工艺无本质差异，能够互通互用催化剂，反应器结构也相同，包含分离循环系统、流体分布系统、在线加排系统等，两者区别在于LC-Fining 工艺中，循环泵处于反应器底部，采取内循环操作，H-Oil 工艺为外置循环泵，采取外循环操作。

2加氢裂化技术的发展趋势

石油产业作为经济支柱产业，提高生产技术对经济发展意义重大，加氢裂化技术必定会得到更多关注。发展趋势如下：

2.1装置小型化

新时代发展下，会逐渐淘汰大型装置，以小型装置取代，由于未来社会考虑占地、环保实用，工厂规模也会逐渐缩小，解放人力，小型化装置成为发展趋势，技术研究中也要向该方面考虑，降低生产费用。

2.2提高处理能力

我国经济的发展，对能源需求量逐渐增加，石油品质也提出更高要求，需积极研究加氢裂解技术，满足石油生产需求，研究人员也要为该目标努力，促进国民经济增长。

2.3简化工艺流程

加氢裂化技术工艺流程复杂，传统工艺多为单段串联，效率低下繁杂，科学技术发展下会简化工艺流程，技术应用也更为广泛。鉴于技术十分重要，各方力量也会加强对工艺流程的研究，加快生产发展。

结论：综上所述，石油产业作为支柱产业，对国民经济发展十分重要，特别是高质量经济发展，各个行业能源需求量也随之增加，为将重质、劣质原油转化为轻质原油，可采取悬浮床加氢裂化、渣油固定床加氢裂化、沸腾床加氢裂化的方式，做好原油处理工作。同时，研究人员也需对该技术不断经济研究，提高技术水平。