渣油加氫工藝類型及操作主要影響因素分析

馮圣偉，曾 奇

（1.中石油四川石化公司，四川彭州 611930；2.中石油廣東石化公司，廣東揭陽 611930）

渣油加氫工藝類型及操作主要影響因素分析

馮圣偉1，曾 奇2

（1.中石油四川石化公司，四川彭州 611930；2.中石油廣東石化公司，廣東揭陽 611930）

為有效地利用石油資源，滿足市場對輕質(zhì)和中間餾分油的需求，急需進(jìn)行渣油輕質(zhì)化處理。當(dāng)前國內(nèi)各煉化企業(yè)進(jìn)行渣油加工主要通過溶劑脫瀝青、熱加工、渣油加氫、渣油催化裂化等方法解決。其中，渣油加氫處理技術(shù)因較好的渣油脫硫效果和輕質(zhì)油收率，是近年發(fā)展最快的一項(xiàng)技術(shù)。在當(dāng)前幾種常見的加氫工藝基礎(chǔ)上就影響渣油加氫工藝操作的幾個(gè)主要因素進(jìn)行了分析。

渣油；加氫工藝；類型；操作；影響因素

1 渣油加氫工藝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

目前煉化企業(yè)由于原料油來源不同，尤其是渣油[通常指常壓渣油（AR）和減壓渣油（VR）]，其性質(zhì)也存在著很大的差別，其含有的金屬、硫、氮、瀝青質(zhì)、殘?zhí)康入s質(zhì)直接影響著加工工藝的選擇，也直接導(dǎo)致企業(yè)液體產(chǎn)品收率和效益存在著不小的差距。在目前眾多的渣油加工工藝中，尤其是在加工含硫較高的渣油方面，渣油加氫工藝應(yīng)用較為廣泛，具有操作環(huán)境良好、油品質(zhì)量高、產(chǎn)品質(zhì)量好等多方面的優(yōu)勢。應(yīng)用渣油加氫工藝主要有三個(gè)方面的目的，一是生產(chǎn)含硫量很低的燃料油；二是為焦化或RFCC 提供高品質(zhì)的原料；三是通過渣油加氫裂化生產(chǎn)出輕質(zhì)餾分油。

2 渣油加氫工藝類型

2.1 幾種渣油加氫工藝

圖1 渣油加氫工藝反應(yīng)器類型

2.2 渣油加氫工藝中幾個(gè)主要的反應(yīng)

2.2.1 渣油加氫脫硫（HDS）反應(yīng)

渣油加氫工藝流程中最主要的反應(yīng)就是渣油加氫脫硫（HDS）反應(yīng)，這是去除渣油中含硫雜質(zhì)的基本，借助于催化劑的作用，渣油中的含硫物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為不含硫的烴類和硫化氫，烴類保留在產(chǎn)品中，而硫化氫則順利脫除。加氫脫硫反應(yīng)屬于強(qiáng)放熱反應(yīng)，在反應(yīng)器總反應(yīng)熱中所占比例最高。

2.2.2 渣油加氫脫金屬（HDM）反應(yīng)

加氫脫金屬反應(yīng)同樣是渣油加氫工藝的一個(gè)重要流程，由于渣油中含有較多的金屬雜質(zhì)，如鎳（Ni）、釩（V）等，在渣油中的鎳、釩等金屬雜質(zhì)普遍存在于瀝青質(zhì)和膠質(zhì)中，而渣油加氫脫金屬反應(yīng)則是與瀝青質(zhì)裂解反應(yīng)密切相關(guān)的一種反應(yīng)，借助于催化劑的作用，鎳、釩等金屬雜質(zhì)都是以 Ni3S2和 V3S4這樣金屬硫化物的方式沉積的。在加氫脫金屬反應(yīng)中，相同的反應(yīng)條件下，金屬V 比金屬 Ni相對脫除更容易，這是由于卟啉結(jié)構(gòu)中的釩與氧原子結(jié)合的非常牢固，而氧原子又與催化劑表面形成牢固鍵，因此脫釩更容易。

2.2.3 渣油加氫脫氮（HDN）反應(yīng)

雖然渣油中氮含量相對低，但渣油加氫脫氮反應(yīng)同樣至關(guān)重要，渣油中的含氮雜質(zhì)大部分都是以五元環(huán)吡咯類或者六元環(huán)吡啶類的雜環(huán)狀結(jié)構(gòu)存在于瀝青質(zhì)和膠質(zhì)中，因此渣油加氫脫氮反應(yīng)一般采用芳烴加氫飽和性能好的催化劑以及較高的氫分壓。加氫脫氮反應(yīng)也是放熱反應(yīng)，但是其對反應(yīng)器中總反應(yīng)熱的貢獻(xiàn)率不是很大，一般脫除率也只有50%～60%。

2.2.4 渣油加氫脫殘?zhí)浚℉DCR）反應(yīng)

渣油加氫脫殘?zhí)恳彩窃图託涔に囘^程中的一個(gè)重要反應(yīng)，殘?zhí)客瑯訌V泛存在于渣油的瀝青質(zhì)中，這跟它們中間包含眾多的稠環(huán)和雜環(huán)芳烴密切相關(guān)，因?yàn)檫@些芳烴物質(zhì)都是導(dǎo)致渣油殘?zhí)扛叩那吧砦?。在渣油加氫反?yīng)過程中，作為殘?zhí)壳吧砦锏某憝h(huán)芳烴逐步被加氫飽和，稠環(huán)度逐步降低，逐漸變成少于五元環(huán)的芳烴，這就不再生成殘?zhí)壳吧砦锪恕?/p>

3 渣油加氫工藝流程中主要影響因素分析

3.1 渣油性質(zhì)

渣油中硫含量直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此要進(jìn)行渣油加氫脫硫操作，而硫含量的多少直接影響反應(yīng)中催化劑的活性，硫含量較高會導(dǎo)致渣油加氫脫硫反應(yīng)效率，要提高反應(yīng)效率，就會通過提高反應(yīng)器操作溫度來實(shí)現(xiàn)，而操作溫度的提高會導(dǎo)致催化劑上的結(jié)焦增多，致使催化劑失活。

3.2 工藝條件

在眾多的反應(yīng)條件中，溫度是最為關(guān)鍵的一個(gè)參數(shù)因素，它對獲得產(chǎn)品的收率、質(zhì)量以及氫消耗都有著直接的影響，在不同的反應(yīng)階段，溫度的取值也大不相同，尤其是當(dāng)催化劑活性降低的時(shí)候，溫度因素的作用就至關(guān)重要。

3.3 反應(yīng)壓力

反應(yīng)壓力中的氫分壓直接影響渣油加氫反應(yīng)的整個(gè)流程，尤其是影響催化劑的性能，提高氫分壓可以有效減少催化劑上平衡焦炭沉積量，降低催化劑失活速度，延長催化劑使用壽命。通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)得出：氫分壓如果在短時(shí)間內(nèi)下降1.0MPa，將使催化劑脫硫活性損失3℃，其中1℃屬永久性損失，并且當(dāng)氫分壓恢復(fù)正常時(shí)是不能恢復(fù)的。

4 結(jié)束語

為適合加工劣質(zhì)、含硫渣油的需要，渣油加氫處理工藝技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際操作過程中，要根據(jù)對原料油的適應(yīng)性、工藝特點(diǎn)、產(chǎn)品及反應(yīng)條件的要求，選擇不同的渣油加氫工藝方案。此外，不同類型的渣油加氫工藝以及加氫與催化裂化等加工技術(shù)要靈活組合，進(jìn)一步提高加氫處理工藝的操作水平。

Analysis of Main Types of Residuum Hydrotreating Process and Its Operation

Feng Sheng-wei，Zeng-qi

In order to effectively utilize the petroleum resources and meet the market demand for light and middle distillate oil，it is urgent to carry out the treatment of the residue.At present，the domestic petrochemical enterprises to carry out residue processing mainly through solvent deasphalting，thermal processing，residue hydrogenation，residue catalytic cracking and other methods to solve，which residue hydrotreating technology due to better residue desulfurization effect and light Quality oil yield，is the fastest growing technology in recent years.This paper introduces several main factors that affect the operation of residue hydrogenation process on the basis of several common hydrogenation processes.

residue ；hydrogenation process ；type ；operation ；inf l uencing factor

TE624.4

：A

：1003–6490（2017）07–0102–02

2017–05–20

馮圣偉（1989—），男，四川達(dá)州人，操作員，主要從事渣油加氫工藝操作。