沸腾床渣油加氢裂化装置防结焦技术分析

（中海石油宁波大榭石化有限公司 浙江 315812）

在我国原油性质逐步劣质化与进口原油逐步增加背景下，沸腾床渣油加氢技术随之产生，完成能源清洁生产和利用率的提高，处理好炼油工业绿色可持续发展的困境。新时期下，为了国家更好的发展，应该研究沸腾床渣油加氢技术的基础特征，明确沸腾床渣油加氢技术设计思路，挖掘沸腾床渣油加氢裂化工艺技术要点，结合技术操作难点进行整合方案的设计，全面增强沸腾床渣油加氢技术的运用价值，具体如下。

1.沸腾床渣油加氢裂化工艺概述

（1）H-Oil沸腾床渣油加氢裂化工艺。针对H-Oil工艺而言，本质上是催化加氢裂化工艺，目标是开展重油与渣油的具体转化过程与改质过程，因为H-Oil工艺存在着处理重油的灵活性，可生产相对洁净的运输燃料，被广泛的作用在渣油加氢裂化市场中。H-Oil对于收率方面与产品质量选取方面也存在一定的灵活性[1]，工艺运用期间尚未转化的渣油能够用来进行燃料油的生产、气化制氢处理与焦化装置加工等。

（2）LC-Fining沸腾床渣油加氢裂化工艺。LC-Fining工艺可脱除渣油与重油内的杂质，同时把其转变为馏分油的一种有效技术。LC-Fining以及H-Oil工艺存在相同点，在混合原料油与氢气之后，把相关物质纳入在沸腾床加氢裂化反应器内，处于流化环境中实施热裂化与加氢脱除硫操作，完成馏分油的生产。结合加工原料油与目的产品的差异性，设置一个反应器，或者更多。现阶段LC-Fining工艺占据着渣油加氢裂化时长的较大份额。

（3）H-Oil与LC-Fining对比。一般而言，H-Oil技术要串联两台反应器，LC-Fining技术需要串联三台反应器，对应的杂质脱除率数值更大。两种工艺不存在根源上的不同，两者反应器结构整体上对比是相同的，均涉及流体分布体系、分离循环体系与催化剂加排体系，催化剂之间能够实现互相通用。两种技术的不同之处是，H-Oil技术更加适合外置循环泵的操作，且LC-Fining技术更加适合内置循环泵的操作[2]。

2.沸腾床渣油加氢裂化装置防结焦技术优势

（1）反应器催化剂床层压降低。沸腾床反应器中催化剂床层在完全返混的状态下，在气、液与固三相完全混合的情况下，确保催化剂和氢气紧密接触，反应器中催化剂床层一直表现出沸腾状态[3]，所以不含有杂质堵塞床层的一系列问题，对应反应气压有所减小，能够实现多样化重质原油渣油与油砂沥青油的加氢处理。

（2）能源消耗低。对于沸腾床的反应器，反应热凭靠循环油以及原料油直接交换，节约高压换热器面积，减小加热炉热负荷，能量利用率数值增加。并且沸腾床渣油加氢裂化技术通过热高分流程，降低反应流出物冷却负荷，不需另外设置分馏塔热进料换热与加热炉，完全对热量进行回收，节约装置投资以及能源消耗。

（3）反应器催化剂活性具备稳定性。在沸腾床反应器中运用催化剂，能够随时随地在线增加与减少，确保反应器催化剂活性保持恒定状态，稳定产品收率，以免出现由于固定床反应器末期产品收率变化与产品质量降低造成物料总平衡体系失衡问题[4]，使得装置操作周期得以延长。

（4）装置操作弹性较大对于防结焦技术，沸腾床加氢工艺具备一定的工艺灵活性，以操作温度调节与催化剂种类划分为主，此种技术能够满足原料性质的多样化条件变动需求，提高装置操作加工水平。

（5）级间罐装置与新氢共用压缩机。串联反应器进行的级间罐配置，给予反应器流出物加以分离处理，反流出物经过脱除轻组分之后，重组分与氢气混合后开展二反反应，运用级间分离技术，能够增加二反氢分压，减小二反空速，使得反应深度得以增加，确保二反容积利用率更高。对于新氢共用压缩机，通过反应进料温度实现沸腾床反应器床层温度的控制，不需额外设置冷氢装置，而循环氢量是比较小的，所以冷高分气经膜分离提纯之后能够直接在新氢压缩机中增加压力，以不设置循环氢压缩机为基础，减小投资量，节约操作流程[5]。

3.沸腾床渣油加氢裂化装置防结焦技术运用思参

（1）明确操作条件和沉淀物含量之间的关系。在运用沸腾床渣油加氢裂化装置防结焦技术过程中，反应物沉淀物含量和原料以及催化剂存在紧密相关，若装置设计接受，相关的因素不轻易更改。对于具体生产与实践，往往要调整部分操作条件控制沉淀物出现沉积现象，确保装置可长时间运作[6]。经过一系列研究，若增加反应器加权温度，使得其他条件保持不变，渣油的转化率会有所增加，在一定程度上表明反应温度升高便于渣油转化率提升，增加油品产量。可是在渣油转化率增加过程中，对应的反应物涉及沉淀物会增加，加权温度达到428℃时，热低分油的沉淀物含量上升大约0.71%。充分明确加权温度的增加可能引出沥青质聚集成焦，增加反应器热中分与减压塔结焦风险，不利于装置长久运作。

（2）思考高芳香性稀释油和沉淀物之间的关系。立足于沥青质析出沉积相关理论，增加胶质与芳烃含量时，对应不稳定指数会减少，油品稳定性有所增加。在饱和烃与沥青质含量加大的情况下，对应不稳定数值会升高，降低油品稳定性。以增强渣油转化率为目的，不影响装置运作周期，如果在原料中适当增加高芳烃的组成成分，会减小油品自身的不稳定指数，控制沥青质沉积。因此在运用沸腾床渣油加氢裂化装置防结焦技术期间要确保高芳烃选择足够合理，减少沥青质沉积现象产生几率，使得装置更长时间运作。

4.沸腾床渣油加氢裂化装置防结焦技术发展趋势

（1）国内防结焦技术发展。沸腾床渣油加氢技术的发展存在较大程度的进展，我国典型的FRET沸腾床反应器和国外技术进行对比，存在着催化剂颗粒小于反应器利用率大的特征。三相分离器包含三个区与下料口，内筒形成三相分离器的气泡分离区，对应内容与外筒之间环状空间发展为液固相折流区，其中内筒下端开口与反应器内壁形成圆环状开口，分离完成的固体微粒状催化剂再次返回催化剂床层中[7]。在FRET的工艺制造期间，混合渣油原料与氢气，以下进料的方式为主在反应器底部借助喷嘴装置散发在沸腾床反应器中，确保反应器内催化剂维持沸腾状态。反应期间，催化剂布满反应器的相关反应区，有效区反应把加氢反应当作核心点，便于增高反应器催化剂藏量。此外反应器上部区域中，经过分离器得到的固体催化剂返回催化剂床层体系内，这样液体产品与气体产品一同流入高温高压分离器中，三相分离器更加容易生成波动，事故的环境下便于催化剂携带。因为不需顾及循环泵，仅仅凭借原料泵和氢气促使催化剂沸腾，若原料泵和新氢压缩机产生故障，在很大程度上会影响反应器催化剂的沸腾状态。国家催化剂颗粒体积是比较小的，给气体与液体的携带提供一定条件，作为防结焦技术发展的关键点。因为沸腾反应器具备流体力学的特点，反应器中返混相对严重，单一反应器不能满足杂质脱除率的指标，所以要串联一个或者更多的沸腾床反应器加以实现。

（2）防结焦技术发展趋势。今后的防结焦技术发展期间，进一步提高此项技术的加工水平。立足于渣油加氢，加工水平的提升要注重原料空速指数的提升[8]。因为渣油原料是比较重的，对应杂质含量也有所增加。在杂质脱除率提升过程中，要充分思考催化剂和工艺技术的发展趋势，适当引进悬浮床加氢技术，实现劣质含硫原油渣油加工，深层次的达到减压渣油转化目标，整合加工流程，从某种层面上研究对环境保护起到积极影响。

5.结束语

综上所述，沸腾床渣油加氢裂化装置的防结焦技术广泛应用，可更好的提高经济效益与保护环境效果。在今后运用与创新中，要重点对此项技术加以利用和完善，采取高效的手段提高防结焦技术利用率，为国家持续化建设提供巨大条件支撑。