渣油加氫工藝及工程技術(shù)探討

牟光宇

摘要：隨著經(jīng)濟和技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的工藝和技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)發(fā)展過程中，進一步促進工業(yè)生產(chǎn)和加工的發(fā)展。其中渣油加氫工藝是現(xiàn)階段煉油工業(yè)最為重要的技術(shù)之一，在重質(zhì)、劣質(zhì)油加工過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。本文通過對渣油加氫技術(shù)的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、工業(yè)化研究以及渣油加氫與渣油催化裂化組合工藝等方面進行研究，促進渣油加氫工藝的應(yīng)用發(fā)展。

關(guān)鍵詞：渣油加氫;組合工藝;工藝加工生產(chǎn);

1.前言

在環(huán)境不斷趨于惡化的發(fā)展階段，人們在工業(yè)生產(chǎn)和加工過程中越來越重視可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護。然而在開發(fā)過程中原油價格持續(xù)不斷上漲、原油質(zhì)量惡化、人們對輕油產(chǎn)品的需求上升等因素都給渣油加氫工藝的發(fā)展帶來巨大挑戰(zhàn)。在當今煉油工業(yè)發(fā)展過程中其重點和主要發(fā)展目標所在就是不斷推動原油深加工和清潔燃料生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

2.渣油加氫技術(shù)工藝

在目前的煉油工業(yè)生產(chǎn)過程中可以發(fā)現(xiàn)世界上的渣油加氫工藝主要有四種加工技術(shù)：固定床，流化床，移動床和泥漿床。而固定床本身以自身加工能力占八成以上、裝置最多的優(yōu)勢成為其中最為出成熟、可靠的技術(shù)。而沸騰床和移動床加氫工藝的技術(shù)也在不斷實現(xiàn)成熟，其應(yīng)用范圍已逐步得到推廣，漿態(tài)床加氫技術(shù)相較于前三種來說還存在一定的不成熟之處，但也在不斷的實現(xiàn)突破，但漿態(tài)床總體上還處于工業(yè)示范階段。

2.1固定床渣油加氫技術(shù)的發(fā)展：

固定床渣油加氫技術(shù)進入20世紀60年代以前的成熟期，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)城市加工和生產(chǎn)。目前全球范圍內(nèi)固定床渣油加氫生產(chǎn)工藝發(fā)展十分快速，一些超大型煉油企業(yè)在發(fā)展過程中都逐步形成獨具特色的渣油加氫技術(shù)。其中在國外典型的渣油加氫處理技術(shù)比較先進的主要包括美國CLG的RDS / VRDS工藝。UOP的RCDUnionfining流程和法國IFP的Hyval是幾種不同的工藝技術(shù)。其中各國專利商在技術(shù)研究和改進過程中所追求的主要目標就是單系列最大加工能力，此目標的設(shè)立更多的是由于出資方面的原因。同時，單系列設(shè)備的最大處理能力主要取決于工藝流程，高壓靜電設(shè)備的設(shè)置，處理水平和設(shè)備的能耗指標。國內(nèi)渣油固定床加氫技術(shù)的研究以及應(yīng)用方面雖說相較于國際發(fā)達國家來說還處于落后階段，但總體上已經(jīng)非常接近于國際先進水平。在二十世紀八十年代中國石化齊魯分公司勝利煉油廠通過引進 Chevron公司所生產(chǎn)的840 Kt/ a VRDS裝置工藝包，從此開始對渣油加氫相關(guān)工藝以及工程技術(shù)的研究。在這個階段，中國石化集團有自己的殘余加氫工藝，能夠獨立設(shè)計和建造一個大型固定床渣油加氫處理裝置。

2.2殘油加氫反應(yīng)器安裝的大規(guī)模研究：

在目前殘油固定床加氫裝置的大規(guī)模研究過程中，主要研究方向是促進能耗的持續(xù)降低，節(jié)約投資資源。反應(yīng)釜鏡面的制造能力將直接決定固定床殘油加氫單系列的最大值。在國內(nèi)加工水平上，中石化工程建設(shè)有限公司已開始最大限度地進行單級加氫處理的技術(shù)開發(fā)和研究。其中，固定床工作服是重油和渣油加氫技術(shù)研究中最成熟，最可靠，應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一。在未來十到二十年的發(fā)展時間里，嘉慶技術(shù)固定床渣油仍將是渣油加氫的主流技術(shù)。而在未來的發(fā)展中固定床技術(shù)的主要發(fā)展趨勢集中在對更高性能的催化劑的開發(fā)上、對現(xiàn)有的加工工藝不斷進行優(yōu)化、不斷控制催化劑制備技術(shù)所需成本、適應(yīng)原料油的重質(zhì)化和劣質(zhì)化，為催化裂化裝置提供更優(yōu)質(zhì)的材料，以進一步延長工廠的運行周期。大型煉油廠固定床加氫裝置項目的研究重點主要集中在：反應(yīng)堆安裝和大規(guī)模開發(fā)和開發(fā)單一系列的大型工程技術(shù)，以減少能源消耗和投資，開發(fā)剩余加氫和催化裂化等技術(shù)，提高輕油產(chǎn)量，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。

2.3殘油加氫裂化與殘油催化裂解聯(lián)合工藝研究：

在當今煉油廠發(fā)展過程中為了能夠不斷提升自身經(jīng)濟效益，在市場上占據(jù)更為顯著競爭優(yōu)勢的核心技術(shù)在于固定床殘油加氫技術(shù)與催化裂化技術(shù)的結(jié)合。從目前的情況來看，在殘渣轉(zhuǎn)化過程中沒有其他組合技術(shù)可以實現(xiàn)良好的轉(zhuǎn)化效果，如固定床加氫技術(shù)和催化裂化過程的組合過程。經(jīng)過研究顯示此種組合處理技術(shù)可以保證對目前世界上生產(chǎn)的原油種類中，80%以上的煉油廠進行加工。

3.沸騰床，泥漿床以及移動床技術(shù)

對于世界上大多數(shù)含硫原油和高硫原油殘渣，可以通過固定反應(yīng)器加氫處理裝置進行處理。然而，該裝置對碳殘留物和金屬含量有非常嚴格的要求，并且硫含量和氮含量相對寬松。雖然目前的鼓泡床工藝所需的設(shè)備非常復雜，投資成本很高，但相對的沸騰床作為一種成熟工藝能夠在較高的催化劑利用率之下，殘留物的高加氫裂化率得到保證，對原料的適應(yīng)性相對較寬。沸騰床加氫過程可用于檢測世界上幾乎所有的原油大氣或真空殘渣。與鼓泡床相比，漿料床加氫工藝本身的設(shè)備結(jié)構(gòu)相對簡單，所需投資相對較低。工業(yè)裝置運行中只存在煤液化，盡管這種技術(shù)也可以檢測世界上幾乎所有的原油常壓渣油或減壓渣油。但無法保證產(chǎn)品品質(zhì)質(zhì)量，需要在生產(chǎn)完成之后進行再加工處理，它比較適用于對高殘?zhí)亢俊⒃谠椭猩a(chǎn)減壓渣油，金屬含量高，氮含量高，硫含量高。此外，漿態(tài)床加氫工藝技術(shù)特別適用于某些重質(zhì)原油的加氫改質(zhì)，可有效降低原有粘度，降低運輸難度。與固定床相比，移動床加氫工藝的成熟技術(shù)相對較低，設(shè)備本身的復雜性和設(shè)備的投資成本相對較高。但是，通過移動床殘留加氫處理工藝處理的原料油不如通過固定床氫化工藝處理的原料油。一些不能通過固定床加氫處理加工的原料油可以通過使用移動床進行處理，以獲得相對良好的加工效果。

4.結(jié)束語

在現(xiàn)階段的煉油行業(yè)發(fā)展過程中渣油加氫技術(shù)其其關(guān)鍵所在，也是煉油生產(chǎn)企業(yè)能夠突出自身競爭優(yōu)勢不斷擴展市場的主要競爭方向。未來，固定床技術(shù)的發(fā)展作為現(xiàn)階段最成熟，最可靠，應(yīng)用最廣泛的技術(shù)和工藝將繼續(xù)成為主流技術(shù)的發(fā)展方向。劣質(zhì)殘油固定床與非固定床一體化，固定床加氫處理和殘余催化裂化的組合技術(shù)該研究將繼續(xù)促進輕質(zhì)油產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的提高。

參考文獻：

[1] 李浩，范傳宏，劉凱祥.渣油加氫工藝及工程技術(shù)探討[J].石油煉制與化工，2012，43（6）：31-39.

[2] 宋官龍，趙德智，張志偉，et al.渣油加氫工藝的現(xiàn)狀及研究前景[J].石化技術(shù)，2017（7）.

[3] 任文坡，李雪靜.渣油加氫技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].化工進展，2013，32（5）：1006-1013.

[4] 方向晨.國內(nèi)外渣油加氫處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及分析[J].化工進展，2011，30（1）.

（作者單位：中國石油遼陽石化公司油化廠一聯(lián)合車間）