沸騰床渣油加氫技術(shù)應用優(yōu)勢

林培培

（浙江石油化工有限公司，浙江 舟山 316000）

沸騰床加氫工藝首先由Axsen 公司開發(fā)，工藝名稱為氫油（H-Oil）加氫技術(shù)，后來衍生出LCFining 工 藝。2 種工藝 路 線 H-Oil 和 LC-Fining 過程沒有本質(zhì)區(qū)別，只是H-Oil工藝循環(huán)泵采用外循環(huán)，LC-Fining 工藝循環(huán)泵采用內(nèi)循環(huán)運行，而且2過程可互通。通過調(diào)整反應溫度、催化劑類型及置換率，在加工不同性質(zhì)的原料油時，可以維持穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的中餾分油選擇性［1］。

經(jīng)過近幾十年的發(fā)展和工業(yè)應用，改進和解決了在工藝、催化劑、工程、材料設備、工業(yè)運行等方面的諸多技術(shù)問題，提高了裝置的安全性和可靠性，H-Oil 沸騰床加氫在國內(nèi)外得到更加廣泛的應用［2，3］。

1 沸騰床加氫技術(shù)現(xiàn)狀

近年來，國內(nèi)開發(fā)了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的沸騰床渣油加氫，解決了多項工程技術(shù)難題。采用自主研發(fā)的微球型脫金屬脫硫催化劑，在單反應器工藝中使用金屬催化劑時，雜質(zhì)去除效果明顯，無結(jié)焦現(xiàn)象，攜帶的催化劑量非常少。技術(shù)專利同樣采用了1 種帶有固、液、氣3 相分離器反應器，但省去了技術(shù)復雜、經(jīng)濟昂貴的循環(huán)泵，設計了依靠物料及設備結(jié)構(gòu)達到內(nèi)循環(huán)過程，獨特的反應器結(jié)構(gòu)具有許多更高的技術(shù)特征：例如，取消了顯著提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的高溫高壓熱油循環(huán)等動態(tài)設備；微球催化劑的使用不僅提高了催化劑的利用率，而且便于催化劑的添加和排放過程。不僅省去了復雜的料位控制系統(tǒng)，而且提高了反應器的流體通量適應性［4］。H-Oil沸騰床渣油加氫工藝流程見圖1。

圖1 H-Oil沸騰床渣油加氫工藝流程

國內(nèi)首套5×104t/a 的STRONG 沸騰床渣油加氫裝置在中國石化金陵石化有限公司建成投產(chǎn)，STRONG工藝和國外同類技術(shù)參數(shù)對比見表1。

表1 STRONG工藝與國外同類技術(shù)參數(shù)對比

2 沸騰床加氫技術(shù)優(yōu)勢

2.1 反應器靈活高效

沸騰床加氫系統(tǒng)是固、液、氣3相反應體系，反應器的技術(shù)核心是分配系統(tǒng)，分離裝填催化劑的流動系統(tǒng)及在線除雜，流體分配系統(tǒng)主要包括流體預分布器和分配板，使氣液均勻進入反應器；在線加、脫催化劑系統(tǒng)主要用于添加新催化劑和排放廢催化劑，沸騰床反應器的催化劑處于自由狀態(tài)，雜質(zhì)不會堵塞床層，避免了床層壓降的升高。

2.2 原料適應性廣

固定床渣油加氫對進料中的重金屬和殘?zhí)恳蟊容^苛刻，而沸騰床渣油加氫可以處理固定床無法處理的原料。此外，它還可以處理更差的劣質(zhì)渣油、瀝青等，原料途徑更加廣泛，利益同時也能最大化［5］。

2.3 催化劑在線置換

由于獨特的高效反應器結(jié)構(gòu)，沸騰床反應器可以在線添加和排出催化劑，可以保持反應器較高的催化劑活性，提高催化劑的利用效率。

2.4 反應器內(nèi)部溫度均勻

加氫的過程中，由于反應器內(nèi)的催化劑、原料和氫的激烈攪拌和往返，反應器內(nèi)的上下溫度處于等溫狀態(tài)，物質(zhì)轉(zhuǎn)移的過程也有促進作用，有利于反應，可以取消用冷氫介質(zhì)作為調(diào)溫的措施。

2.5 運轉(zhuǎn)周期長

沸騰床反應器內(nèi)部的觸媒處于沸騰狀態(tài)，觸媒處于相對游離狀態(tài)，床層的壓力小，有效克服了固定床長期在線運行因焦炭沉積或重金屬沉積引起的壓力增加的問題。

2.6 裝置操作靈活

在不同的操作模式下可生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，并可通過低轉(zhuǎn)化率和高脫硫率，也可用于高轉(zhuǎn)化率和脫硫。在低脫硫時，大量的循環(huán)真空塔底油和少量的塔底油作為部分氧化制氫的原料，也可用于低轉(zhuǎn)化率和低脫硫，可調(diào)節(jié)真空塔底尾油生產(chǎn)中硫和高硫燃料油。

2.7 轉(zhuǎn)化率高

沸騰床的渣油加氫的轉(zhuǎn)化率較高，一般加氫過程的轉(zhuǎn)化率為可達80%，高轉(zhuǎn)化率渣油加氫過程的轉(zhuǎn)化率可達到95%以上。

2.8 產(chǎn)品質(zhì)量好

由于氫的存在抑制了縮合和疊加反應，避免了積炭和低附加值產(chǎn)品的產(chǎn)生，加氫產(chǎn)品不含烯烴，硫和氮含量幾乎可以忽略，因此產(chǎn)品具有良好的凝膠質(zhì)量、顏色和穩(wěn)定性。

沸騰床加氫技術(shù)能有效處理高稠粘度渣油，它能保持中餾分油和輕質(zhì)油的高性能，保證渣油轉(zhuǎn)化率在較高水平以上，同時它可以確保產(chǎn)品的硫含量處于較低水平。通過此項技術(shù)，未轉(zhuǎn)化油也能拓寬沸騰床加氫原料途徑，在面對金屬含量較高的重質(zhì)原油時，可實現(xiàn)脫硫、脫金屬、降低康氏殘?zhí)苛浚偷霓D(zhuǎn)化率也可以維持較高的水平。不同加氫反應器類型工藝技術(shù)對比見表2。

表2 不同加氫反應器類型工藝技術(shù)對比

3 沸騰床渣油加氫技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著全球石油市場需求的變化以及原油開采難度系數(shù)增加，沸騰床渣油加氫技術(shù)會得到更廣泛的應用且成為煉化一體化企業(yè)提高渣油轉(zhuǎn)化率的核心，但裝置投資、可操作性及技術(shù)復雜性制約了其大規(guī)模推廣應用。沸騰床渣油加氫可與催化裂化（FCC）、加氫裂化、溶劑脫瀝青、固定床加氫等其它工藝相結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢增產(chǎn)創(chuàng)收，使整個煉油廠加工工藝更加靈活，可以推動生產(chǎn)集約化、智能化、綠色化，符合當前重油深加工的需要，可以拓寬原料途徑實現(xiàn)效益最大化。“恒力集團大連2 000×104t/a 煉化一體化項目”和“單套規(guī)模320×104t/a 沸騰床渣油加氫裝置”與溶劑脫瀝青裝置組合生產(chǎn)，實現(xiàn)了石腦油高收率，省去了催化裂化、延遲焦化高耗能、高污染排放裝置，節(jié)省了建設投資。中國石油化工股份有限公司鎮(zhèn)海煉化分公司“260×104t/a 沸騰床渣油加氫裝置”采取與適度焦化組合的重油加工路線亦取得成功。

4 結(jié)束語

沸騰床加氫技術(shù)因具有良好的原料適應性、除雜率、高轉(zhuǎn)化率和床層壓降小能維持長期穩(wěn)定運行，滿足日益嚴格的生態(tài)環(huán)保要求，符合當前重油深加工的發(fā)展需求，能夠創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。