重油高压加氢裂化技术的发展趋势

张 光

神华鄂尔多斯煤制油分公司,内蒙古鄂尔多斯 017209

随着石油资源往重质化和劣质化方向发展，以及石油燃料的清洁标准不断提升，人们对于石油炼制和加工技术提出了更高的要求。加氢裂化技术将油品轻质化和清洁化加氢过程有机的结合起来，在操作上具有高效灵活的特点，受到炼油及石化行业的广泛关注[1]。目前，随着不断增加的柴油需求量，加氢裂化技术已成为未来炼油企业的重要发展趋势。重油加氢裂化技术在氢气、催化剂和高温、高压的条件下，使重油裂化转变成柴油、汽油、煤油等。常压渣油、减压渣油、减压馏分油、脱沥青油等重质油都可以作为加氢裂化的原料[2]。本文结合实际，谈谈重油高压加氢裂化技术的发展趋势。

1 固定床加氢裂化

通常所说的固定床加氢裂化法是将催化剂固定在反应器的内部，在反应器的上部加料，原料在反应器内部经过反应后从下部流出，这样使反应料从反应床上端自上而下到达底端。固定床加氢裂化技术现今比较成熟，目前使用较多的UFO公司、雪弗隆公司和联合油品公司的技术。

最先采用异构裂解的方式进行加氢裂化的雪弗隆公司，早在1959年建成第一套工业化生产装置。异构裂解过程具有发展较快，操作灵活性大，催化剂品种多、使用性能好，加工原料的使用范围广、适用性强等特点。该生产装置异构裂解过程含有两个基本流程分别进行精制和加氢裂化。后来研发的串联流程采用填装不同的催化剂的两个反应器。为提高装置的经济性，应首先进行全面的分析和比较然后对工艺过程进行选择。

联合油品公司于1964年建成第一套加氢裂化的工业生产装置，该工艺装置使用分子筛催化剂硫化氢和可抗氨的加氢裂化技术，进行精致的串联操作进行加氢裂化，在使用过程中，可根据不同的产品和原料油，选择一段、二段或者串联流程。该装置的工艺进行了特殊的反应器设计，使用时能够有效地避免沟油，有较好的油气分布，温度地控制较为容易，能够更加地发挥催化剂的作用。

UFO公司的加氢裂化技术类似于联合油品公司的主要特点和工艺流程，UFO公司将其命名为HCunibon过程。该公司于1961年开发出第一套加氢裂化装置，这套装置所采用的技术主要使用了两种催化剂，一种是主要用于一段流程的载体为无定形的DHC型催化剂，能够最大量的生产中间馏分油；还有一种是用于二段流程和串联流程的载体为分子筛的HC型催化剂。

海湾公司联合其它公司开发的H-G加氢裂化过程适用于直流油的深加工和馏分油的再加工；巴斯夫公司和法国石油研究院联合开发了可加工从石脑油到减压渣油所有原料的加氢裂化过程；阿尔科公司开发了适宜加工减压脱沥青油的H-H加氢裂化过程；日本千代田化工公司开发了适宜加工重质油的ABC加氢裂化过程；英国石油公司开发了可加工含蜡馏分油的加氢裂化过程。

2 沸腾床加氢裂化

沸腾床加氢裂化是将重油从反应器的下部送入反应器中，使其自下而上流动，催化剂和重油在反应器中构成流体流动的特征，催化剂被流体带动起来，与流体充分的结合，在外观上形似液体的沸腾过程[4]。此技术方案有两个过程，其一为利用LC-Fining法进行加氢气催化，另一为氢一油法催化工程。

在1984年，美国的德克萨斯城炼油厂建成了首个具有3Mt/a的加工能力的LC-Fining法石油加氢气裂化过程，它能加工许多种原油炼制所产生的渣油，转化率高达60%，同时具有很高的脱残碳率，脱金属率以及脱硫率。该工艺的特点是采用的催化剂由美国氰胺公司生产的CoMo/Al2O3，新制出来的催化剂有相当大的金属容量。但是同时它也需要较高的压力和温度。

氢一油法（H-Oil）加氢裂化过程由美国城市服务公司和烃研究公司共同开发，于1963年建成处理能力为300kt/a的第一套工业装置。改工艺过程与馏分油加氢裂化、催化裂化、部分氧化制氢过程、溶剂脱沥青、焦化等组合，形成联合工艺 ，具有较强的灵活性。目前，研究的主要方向是催化剂的回收利用和降低氢分压，以达到节省投资的目地。同时对新型的高效环保的催化剂进行研究和实验。

我国的沸腾床氢裂化技术开发于由抚顺石油化工研究院于1964年开始，对国内几种减压渣进行研究，取得了较好的效果。最近改院取得了突破性的研究进展，采用微球催化剂、沸腾床自循环等方法，对于催化剂在沸腾床运转中的损失难题进行了解决。

3 悬浮床加氢裂化法

悬浮床加氢裂化法主要是将催化剂处理为粉末状加入到反应器的渣油中，在特定的高温高压条件在高空速下完成重油的处理[5]。目前比较重要的的悬浮床加氢技术有Microcat、VCC、HDH、Canmet、SOC、MRH及Aumbon等

VCC过程主要由液相加氢和气相加氢构成，是德国的巴（Veba）石油公司以多年的油加氢技术和煤液化经验成功开发出来的，并建成了首个中试平台，整个装置的处理能力达到1t/h，随后又将煤液化装置升级改造成VCC工业装置。该过程能处理各种油渣，转化率高达95%，工艺过程中加入少量粉末状添加物，反应能够更加平稳的进行，且具有较好的产品质量。

委内瑞拉印特维普公司开发了一种新的加氢裂化技术——HDH加氢裂化，这种技术主要是没有转化的渣油进行循环操作、对催化剂的分离进行验证、对炼油厂渣油进行深度地转化研究，开发研究了这套技术，并于1995年在马拉文公司卡顿炼油厂建成投产中试装置。这个工艺过程能够处理的原料范围较广、具有很高的转化率和较好的产品质量，催化剂价格便宜、工艺的灵活性大，缺点是加工过程中有较大的固体排放量。Aumbon加氢裂化过程由UOP公司开发研制，1984年建成以一套工业试验装置，处理能力为125kt/a，主要处理高沥青、高金属质含量的原料油，具有较广的原料油适用范围，产品的质量较好。

SOC加氢裂化过程由日本开发研制，于1987年建成处理能力为175kt/a的工业示范装置，具有原料使用范围广，催化剂量少、活性高，使用管式反应器，重油转化率高，反应时间短、温度高等特点。

埃克森公司多年研究的Microcat加氢裂化技术能在高温条件下将重油的转化率提高至95%。压力是浮床加氢压裂技术的瓶颈，开发和研究低压力下悬浮床加氢压裂技术是未来发展的趋势。

4 移动床加氢裂化

移动床加氢裂化是在反应器的上部连续向反应器中加入催化剂，并自上而下移动反应器，使催化物与反应物逆流流动[6]。这种技术主要是壳牌公司的Hycon工艺，1989年进程第一套处理能力为1.25Mt/a的工业装置。该工艺过程是一种加氢脱硫和加氢脱金属的多功能加氢裂化技术，以减压渣油为主要原料，转化率达60%以上。相比较沸腾床加氢技术而言，移动床加氢技术的工艺过程具有更多的优点。该工艺过程产品的质量好、收油率高、催化剂的活性利用率较高。

5 结论

随着石油资源的重质化和劣质化发展，以及柴油需求量的不断增加、石油燃料的清洁标准不断提升，人们对于石油炼制和加工技术提出了更高的要求。重油高压加氢裂化技术是炼油过程中的核心技术，它所使用的催化剂有加氢和裂化两种作用，在氢气、催化剂和高温、高压的条件下，使重油裂化转变成柴油、汽油、煤油等。操作的灵活性大、原料具有较强的适应性、重油的转化率高、产品质量好，这些技术在工业中的运用不仅提高了轻油的收率同时保证了轻质油的质量。加氢裂化技术高效率和高质量使其成为炼油企业的重要发展趋势，在炼油厂中利用这一技术，将提高原油的利用率和炼油厂的炼油水平及竞争能力。

[1]师潇雅.中压加氢裂化挑战未来炼油化工技术[J].中国科技奖励，2006(9)：24-29.

[2]马强，负世海，李凤岭.加氢技术应用研究进展[J].内江科技，2007，28(3)：103-108.

[3]宋若霞.中压和高压加氢裂化工艺技术的选用[J].当代化工，2008，37(1)：11-14.

[4]董元成，段永生，王文波.FCC汽油加氢技术现状及发展趋势[J].广州化工，2010，38(4)：21-51.

[5]丁宏霞.FCC加氢技术及其主要设备研究应用进展[J].广州化工，2011，39(4)：49-50.

[6]林荣兴，刘英.加氢裂化尾油作润滑油加氢原料的工业应用[J].石油炼制与化工，2012，43(3)：6-10.