沸騰床渣油加氫技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

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(yùn)行，而且2過程可互通。通過調(diào)整反應(yīng)溫度、催化劑類型及置換率，在加工不同性質(zhì)的原料油時(shí)，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(yīng)用，改進(jìn)和解決了在工藝、催化劑、工程、材料設(shè)備、工業(yè)運(yùn)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(yīng)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(shí)產(chǎn)權(quán)的沸騰床渣油加氫，解決了多項(xiàng)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(yīng)器工藝中使用金屬催化劑時(shí)，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(yīng)器，但省去了技術(shù)復(fù)雜、經(jīng)濟(jì)昂貴的循環(huán)泵，設(shè)計(jì)了依靠物料及設(shè)備結(jié)構(gòu)達(dá)到內(nèi)循環(huán)過程，獨(dú)特的反應(yīng)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(dòng)態(tài)設(shè)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(fù)雜的料位控制系統(tǒng)，而且提高了反應(yīng)器的流體通量適應(yīng)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(duì)比見表1。

表1 STRONG工藝與國外同類技術(shù)參數(shù)對(duì)比

2 沸騰床加氫技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1 反應(yīng)器靈活高效

沸騰床加氫系統(tǒng)是固、液、氣3相反應(yīng)體系，反應(yīng)器的技術(shù)核心是分配系統(tǒng)，分離裝填催化劑的流動(dòng)系統(tǒng)及在線除雜，流體分配系統(tǒng)主要包括流體預(yù)分布器和分配板，使氣液均勻進(jìn)入反應(yīng)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(yīng)器的催化劑處于自由狀態(tài)，雜質(zhì)不會(huì)堵塞床層，避免了床層壓降的升高。

2.2 原料適應(yīng)性廣

固定床渣油加氫對(duì)進(jìn)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(shí)也能最大化［5］。

2.3 催化劑在線置換

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

2.4 反應(yīng)器內(nèi)部溫度均勻

加氫的過程中，由于反應(yīng)器內(nèi)的催化劑、原料和氫的激烈攪拌和往返，反應(yīng)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(jìn)作用，有利于反應(yīng)，可以取消用冷氫介質(zhì)作為調(diào)溫的措施。

2.5 運(yùn)轉(zhuǎn)周期長

沸騰床反應(yīng)器內(nèi)部的觸媒處于沸騰狀態(tài)，觸媒處于相對(duì)游離狀態(tài)，床層的壓力小，有效克服了固定床長期在線運(yùn)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(shí)，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(dá)80%，高轉(zhuǎn)化率渣油加氫過程的轉(zhuǎn)化率可達(dá)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(yīng)，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(shí)它可以確保產(chǎn)品的硫含量處于較低水平。通過此項(xiàng)技術(shù)，未轉(zhuǎn)化油也能拓寬沸騰床加氫原料途徑，在面對(duì)金屬含量較高的重質(zhì)原油時(shí)，可實(shí)現(xiàn)脫硫、脫金屬、降低康氏殘?zhí)苛?，渣油的轉(zhuǎn)化率也可以維持較高的水平。不同加氫反應(yīng)器類型工藝技術(shù)對(duì)比見表2。

表2 不同加氫反應(yīng)器類型工藝技術(shù)對(duì)比

3 沸騰床渣油加氫技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著全球石油市場(chǎng)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(huì)得到更廣泛的應(yīng)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(fù)雜性制約了其大規(guī)模推廣應(yīng)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(shì)增產(chǎn)創(chuàng)收，使整個(gè)煉油廠加工工藝更加靈活，可以推動(dòng)生產(chǎn)集約化、智能化、綠色化，符合當(dāng)前重油深加工的需要，可以拓寬原料途徑實(shí)現(xiàn)效益最大化?！昂懔瘓F(tuán)大連2 000×104t/a 煉化一體化項(xiàng)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(shí)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(shè)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(yīng)性、除雜率、高轉(zhuǎn)化率和床層壓降小能維持長期穩(wěn)定運(yùn)行，滿足日益嚴(yán)格的生態(tài)環(huán)保要求，符合當(dāng)前重油深加工的發(fā)展需求，能夠創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。