渣油加氢催化剂的工业应用

贾权

摘要：目前，我国原油的进口数量不断增多，导致大量劣质成分流如国内，严重影响了原油行业的发展和进步，加剧了环境的污染，给环保事业的开展带来了巨大的压力。因此，国家加大了原油生产技术的研究力度。渣油加氢作为提高原油产率的一项重要技术受到了行业广泛的关注，而渣油加氢催化剂是渣油加氢技术有效实施的关键点，所表现出来的优秀活性和高稳定性对原油的产量和品质都具有非常重要的支持作用。因此，本文对常见的三种渣油加氢催化剂在国内外的工业应用进行了分析。

关键词：渣油;加氢;催化剂;工业应用

引言

现阶段，全球都在面临着原油质量逐渐下降的严峻问题，这对于企业的发展和生态环境的保护都产生了严重的影响。在环保理念深度贯彻的背景下，一系列环保要求的出台给原油企业带来了巨大的生产压力，为了满足环保要求，企业必须进一步提升产品的质量。目前，大部分企业都是通过渣油加氢技术来实现重质油向轻质油的转化和油品质量的提升，进而实现环保燃料的制取，提高企业的效益。

一、固定床渣油加氢催化剂的工业应用

目前国内的渣油加氢发展中，固定床渣油加氢催化剂技术比较成熟，且具有较为广泛的应用。主要是因为这种技术的前期投入成本较低，并且具有非常安全的操作过程和较强的加工能力。目前，固定床渣油加氢催化剂技术已经成为了国内渣油加氢中的主力军，并且在未来渣油加氢的建设发展中，将始终占领着一定的主导地位。

固定床渣油加氢催化剂的发展可以追溯到1967年，日本通过利用这种技术实现了世界上第一台ARDS装置，自此以后，渣油加氢的工艺呈现出快速的发展状态。到目前为止，全球已经成功研发制造出六十多套渣油加氢装置，均基于固定床，总体的加工能力可以成功达到122Mt/a。国际上比较具有突出优势的公司为Chevron，这家公司通过利用RDS/VRDS工艺成功实现了固定床加氢，同时，还有Gulf、UOP、Exxon等公司的各种工艺技术均具有非常先进的参考价值。

虽然实现固定床渣油加氢的工艺技术种类较多，但是从工艺的本质上来看，基本相似，无明显的差异。从应用的角度来看，最初固定床渣油加氢催化剂技术是为了满足船用燃料油的基本需要而研发的一项生产加工技术，经过长期的发展和优化，目前已经成为了渣油轻质化的重点技术之一。现阶段，世界上对轻质油的需求量逐年递增，并提出了更高的质量要求，因此为了适应这种趋势，固定床渣油加氢依然具有较强的发展优势，同时也面临着创新突破的压力。

二、沸腾床渣油加氢催化剂的工业应用

沸腾床渣油加氢催化剂技术最早起源于美国，是由HRI公司和城市服务公司联合开发出来的，在之后的长期发展中，技术逐渐优化改革，最终形成了H-Oil和LC-Fining这两种主流工艺，并且得到了非常广泛的应用。现阶段，H-Oil工艺和LC-Fining工艺已经分别成功获取了由Axens和Chevron颁发的许可证。在沸腾床渣油加氢催化剂技术的应用过程中，需要严格控制反应器中的温度，并保持稳定的运转周期。这种技术具有较为明显的优势，主要表现在运转的周期较长和操作简易灵便等方向上，主要被应用于一些重质原油的加工过程中，能够保证加工过程的高效率和高质量。从2000年到现在的期间，渣油加氢装置的研发不断从固定床式转向了沸腾床式，满足了整个原油加工行业对重质油深度加工的需求。

在最初的发展阶段，沸腾床渣油加氢催化剂技术存在大量的技术弊端，主要表现在工艺的欠缺、催化剂的性能缺陷、设备的落后等方面。但是在漫长的发展历程中，经过了人们不断的探索研究和创新实践，沸腾床渣油加氢催化剂技术已经得到了彻底的改变，从各个方面都能够看到技术能力的提升效果。沸腾床渣油加氢催化剂技术的主要应用优势体现在催化剂的灵活更换上，因此对原料的加工可以适应更多的情况。经过大规模的数据统计，目前全球成功建成的沸腾床加氢装置和正处于建设过程中的装置共计二十几套，分别是基于H-Oil工艺和LC-Fining工艺，能够实现47.26Mt/a的总体加工能力。

最近几年，我国国内对沸腾床渣油加氢催化剂的研究已经取得了较为明显的成效，其中中国石化旗下的石油企业通过有效的合作成功开发出了STRONG技术，并获得了较为广泛的应用，具有较高的实际利用价值。STRONG工艺技术具有非常可观的应用发展优势，主要是因为其具有非常高的可靠性，并且能够实现对不同渣油的高度适应。现阶段，已经成功实现了工艺包的相关编制工作，能够有效实现5万吨的年产量，同时，相关装置的试运营工作也在紧锣密鼓的实施阶段。

STRONG沸腾床渣油加氢催化剂技术不仅在国内发展快速，在国内也得到较为广泛的应用开发，均取得了较为明显的成绩，加快了全球渣油加氢的研发速度。为了更好的发挥价值，沸腾床渣油加氢技术需要进一步突破成本限制，实现投资费用的有效降低，充分利用多技术融合来实现更具有应用优势的渣油加氢工艺，满足社会的发展对渣油加工行业的要求。

三、悬浮床渣油加氢催化剂的工业应用

悬浮床渣油加氢催化剂技术具有工艺类型多的主要特点，因此在国内外受到了较为广泛的关注。在技术发展的初期，催化剂的主要形式大多是固体颗粒型，比较成功的技术主要包括CANMET、VCC、HDH以及SOC等。在悬浮床渣油加氢刚刚兴起的阶段，这些技术的装置规模非常庞大，对整个渣油加氢领域的发展起到了革新的作用，但是到了90年代之后，这些技术均隐去了声迹，并没有得到深层次的优化和创新。发展停滞不前的主要原因表现在以下两个方面，其一是因为原油的单价在当时处于低谷状态，而固定床技术的大力推广直接阻碍了悬浮床技术的进步。其二是因为存在技术上的瓶颈，始终没有得到有效的突破。但是随着时间的推移，悬浮床技术的瓶颈不断得到了突破，由于均相催化剂的出现，使悬浮床渣油加氢成功回到了行业中并呈现出较为活跃的发展状态。目前，国际上具备先进代表性的工艺包括（HC）3、EST以及VRSH等。

FRIPP在早期阶段便开始对悬浮床渣油加氢催化剂技术进行研究，通过大量的技术相关研究，发现了劣质渣油的有效处理方式，并利用水分散型催化剂成功开发出了渣油加氢工艺技术，形成了自主IP。与此同时，国内的中国石油大学也将工作的重点转移到悬浮床渣油加氢催化剂的制备上，并通过大量的实验来提高渣油加氢技术的加工能力。但是，从国内目前的研究成果来看，缺少工业装置的制备能力，并且对技术的研究并不够深入。因此，国内对悬浮床渣油加氢催化剂技术的研究仍旧不能松懈，继续对技术的细节进行开发，将其良好的应用能力发挥到实际生产过程中，提高生产优势。

结语

我国的原油生产业存在严重的供需不足问题，预计到2021年，我国的进口原油量将会达到220Mt-250Mt。而进口的原油中，含有大量的劣质成分，严重影响我国工业领域的进步。在这样的发展趋势下，要想实现更高的工业开发水平，必须进一步提高我国对渣油加氢催化剂的研发能力，通过对新型材料的研究和开发，来进一步提升催化剂的催化效果，同时保证我国的原油开发符合环保化的要求。

参考文献

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【2】穆海涛， 孙振光. 用于上流式反应器的国产渣油加氢催化剂的工业应用[J]. 石油炼制与化工， 2004（35）：9-13.

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