第八讲重质油加氢解析
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第八讲 重质油加氢
概况：重油加工除脱碳外可走加氢的
道路 由于投资及成本（氢耗）较高，加氢占 重油加工的6%。 我国不必走科威特多巴炼厂全加氢流程， 但加氢也要适当发展。
1983年世界第十一届石油会议资料：
重油加氢中热加工83%（其中： 焦化占71%，减粘占12%） 重油催化裂化6% 重油催化加氢6% 溶剂脱沥青5% 脱碳94%
目前加拿大AOSTRA开发的(HC) 3工艺（高 转化率、均相催化和加氢裂化三句的缩写）是 一种悬浮床加氢裂化与固定床加氢精制相结合 的工艺。该工艺除了具有上述悬浮床特点外， 其反应压力（11~14MPa）明显降低。同时由 于该工艺采用裂化与精制相结合，因而转化率 和产品质量均得以保证，所以具有良好的开发 前景。但该工艺尚未针对辽河稠油的特点进行 细致研究。本项目研究目的在于以辽河稠油为 对象。进行固定床加氢与(HC)，工艺技术的全 面比较，以便开发出适合于辽河稠油特点的稠 油加氢技术。本项研究也为今后开采出的质量 更差的稠油的合理加工提供一条可借鉴的工艺 路线。
至于移动床和沸腾床由于技术复杂，投资 成本高，未得到大发展。当前世界渣油加氢过 程发展的另一趋势是，几种工艺过程的互相结 合，例如Chevron公司开发的移动床与固定床 结合的OCR技术(移动床脱金属、固定床精制） 使运转周期从1年延长至2年；(HC) 3过程实际 上是悬浮床与固定床相结合（悬浮床裂化、固 定床精制）大大提高了裂化产品的质量降低了 氢压。现将个反应过程特点分别作一简单介绍：
2 、移动床加氢工艺
为了克服固定床工艺不能加工质量差的原料 以及转化率低运转周期短的缺点，同时又要保 持固定床精制深度高、产品质量好的优点， Shell公司于1989年在荷兰波尼斯炼厂建成了 一套130×104 t/a加工减压渣油的移动床装置。 在该装置中，催化剂自反应器上部送入，下部 排出（可连续或间断进行），排出的催化剂进 行再生。原料与氢气也是从上部进入。移动床 所装催化剂主要是脱金属催化剂，同时再串联 脱硫、脱氮固定床反应器。
解决上述诸多矛盾的重要技术对策之 一是加速发展重油加氢技术。重油加氢 技术在重质油深度加工，增产中间馏分 油，提高产品质量，增强原油适应性， 提高操作灵活性，实现石油产品综合利 用，以及满足环保法规要求等诸多方面 占有重要地位，起着重要作用。 如何选择辽河稠油加氢的合理加工路线？ 我们认为走加氢与脱碳相结合是一条较好 的工艺路线。
渣油加氢工艺较多，目前首选的主要是固 定床和悬浮床（浆液床）加氢工艺。固定床加 氢在处理渣油加氢时，由于催化剂易受堵塞和 中毒，寿命较短，所以该技术一般更适合于加 工金属含量、杂质和粘度不太高的含硫渣油， 而且该技术还存在着空速低（固百度文库床在处理渣 油是空速约为悬浮床的1/3），渣油转化率低 （一般<50%），开工周期短，催化剂装卸难， 以及投资和操作费用高等问题。针对固定床加 氢工艺，该工艺对处理劣质原油（高金属、高 粘度、高残碳的稠油）特别有效。
另一方面，稠油产量逐年增加，稠油的质量差， 轻质油收率少。上述的矛盾将愈显突出。
如辽河稠油的合理加工就是目前总公司俄待解决的一 个科技问题。辽河油田年产原油约一千五百多万吨，其 中相当一部分是稠油。辽河稠油具有高金属含量、高氮、 低硫、高酸度、高残碳以及轻质油收率低等特点。给加 工带来一系列问题。例如轻油总收率低、焦化生焦量高 达30%以上、柴油十六烷值低、渣油难于直接作为重油 催化裂化原料，因而加工的经济效益不高。随着今后油 价的进一步开放，辽河原油的价格可能比大庆油田有较 大的差距，而稠油的开发成本又逐年增加，这些将给总 公司和辽河油田带来很大的经济损失。随着稠油开采量 的增加，这种矛盾将愈显突出。
二、国内外概况和发展趋势
（一）国外：
目前世界上渣油加氢工艺主要有四种类型， 即：固定床、悬浮床、移动床和沸腾床。 固定床渣油加氢诸如：RDS、VRDS、 Unicraking/HDS以及Residfining等工艺在处理 金属含量以及粘度残碳不太高的含硫或高硫原 油的常压渣油的技术较为成熟;悬浮床加氢技术 在最近十年来发展最快，先后出现了诸如： VCC、CANMET、SOC、HDH以及(HC) 3等十多种 工艺过程，其特点是能够处理高金属、高粘度、 高氮、高残碳的劣质原油及稠油的减压渣油。
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、固定床加氢工艺：
固定床加氢工艺是流体（原料+氢气）自上 而下，呈滴流床形式通过装有固体颗粒状催化 剂床层的加氢过程，渣油固定床加氢从1967年 在日本建成第一套渣油加氢脱硫装置以来，到 目前世界上已有近40套装置，所加工的原料多 为常压渣油，该过程主要特点是： （1）加氢深度高，脱硫脱氮效果好 （2）转化率低、空速低 （3）氢压较高、运转周期短 （4）处理金属和残碳不太高的常压渣油 目前世界上有代表性的固定床渣油加氢装置有 RDS/VRDS,Unicracking/HDS,Resid Fining 等
该工艺是采用一种高度分散型的催化剂 （油溶性或水溶性）在高温（420~4700C ）、 氢压（8~20MPa）和较高的空速下裂化渣油， 一次通过的转化率可达50~95%。由于催化剂 高度分散（粒度达几微米或更小），因而加入 量大大降低（几时或几百ppm）可以一次使用 不回收，（也可循环使用，排出部分催化剂）， 因此无需考虑由于催化剂中毒、堵塞带来的问 题。这种工艺大都采用空筒式反应器，具有良 好的发展前景。
国外重质油加氢有两类目的：
1渣油加氢脱硫制低硫燃料油：解决环境污染问题。 2催化料
重油加氢技术开发研究 （项目设计）
一、本项目开发的目的
重质油轻质化及渣油的深加工是目前石油 炼制最重要的任务之一。重质油轻质化不外乎 采用二条工艺路线，即脱碳和加氢。由于脱碳 路线投资少，见效快，所以在“七五” 、 “八五”期间，国内渣油深加工的主要手段是 重油催化裂化、焦化、减粘等脱碳工艺。这些 工艺存在的问题是产品质量不高、品种少、轻 质油收率低、柴/汽比不够合理、加工灵活性差 以及不能满足环保法规要求，这种状况难于满 足未来石油产品市场激烈竞争的要求。
概况：重油加工除脱碳外可走加氢的
道路 由于投资及成本（氢耗）较高，加氢占 重油加工的6%。 我国不必走科威特多巴炼厂全加氢流程， 但加氢也要适当发展。
1983年世界第十一届石油会议资料：
重油加氢中热加工83%（其中： 焦化占71%，减粘占12%） 重油催化裂化6% 重油催化加氢6% 溶剂脱沥青5% 脱碳94%
目前加拿大AOSTRA开发的(HC) 3工艺（高 转化率、均相催化和加氢裂化三句的缩写）是 一种悬浮床加氢裂化与固定床加氢精制相结合 的工艺。该工艺除了具有上述悬浮床特点外， 其反应压力（11~14MPa）明显降低。同时由 于该工艺采用裂化与精制相结合，因而转化率 和产品质量均得以保证，所以具有良好的开发 前景。但该工艺尚未针对辽河稠油的特点进行 细致研究。本项目研究目的在于以辽河稠油为 对象。进行固定床加氢与(HC)，工艺技术的全 面比较，以便开发出适合于辽河稠油特点的稠 油加氢技术。本项研究也为今后开采出的质量 更差的稠油的合理加工提供一条可借鉴的工艺 路线。
至于移动床和沸腾床由于技术复杂，投资 成本高，未得到大发展。当前世界渣油加氢过 程发展的另一趋势是，几种工艺过程的互相结 合，例如Chevron公司开发的移动床与固定床 结合的OCR技术(移动床脱金属、固定床精制） 使运转周期从1年延长至2年；(HC) 3过程实际 上是悬浮床与固定床相结合（悬浮床裂化、固 定床精制）大大提高了裂化产品的质量降低了 氢压。现将个反应过程特点分别作一简单介绍：
2 、移动床加氢工艺
为了克服固定床工艺不能加工质量差的原料 以及转化率低运转周期短的缺点，同时又要保 持固定床精制深度高、产品质量好的优点， Shell公司于1989年在荷兰波尼斯炼厂建成了 一套130×104 t/a加工减压渣油的移动床装置。 在该装置中，催化剂自反应器上部送入，下部 排出（可连续或间断进行），排出的催化剂进 行再生。原料与氢气也是从上部进入。移动床 所装催化剂主要是脱金属催化剂，同时再串联 脱硫、脱氮固定床反应器。
解决上述诸多矛盾的重要技术对策之 一是加速发展重油加氢技术。重油加氢 技术在重质油深度加工，增产中间馏分 油，提高产品质量，增强原油适应性， 提高操作灵活性，实现石油产品综合利 用，以及满足环保法规要求等诸多方面 占有重要地位，起着重要作用。 如何选择辽河稠油加氢的合理加工路线？ 我们认为走加氢与脱碳相结合是一条较好 的工艺路线。
渣油加氢工艺较多，目前首选的主要是固 定床和悬浮床（浆液床）加氢工艺。固定床加 氢在处理渣油加氢时，由于催化剂易受堵塞和 中毒，寿命较短，所以该技术一般更适合于加 工金属含量、杂质和粘度不太高的含硫渣油， 而且该技术还存在着空速低（固百度文库床在处理渣 油是空速约为悬浮床的1/3），渣油转化率低 （一般<50%），开工周期短，催化剂装卸难， 以及投资和操作费用高等问题。针对固定床加 氢工艺，该工艺对处理劣质原油（高金属、高 粘度、高残碳的稠油）特别有效。
另一方面，稠油产量逐年增加，稠油的质量差， 轻质油收率少。上述的矛盾将愈显突出。
如辽河稠油的合理加工就是目前总公司俄待解决的一 个科技问题。辽河油田年产原油约一千五百多万吨，其 中相当一部分是稠油。辽河稠油具有高金属含量、高氮、 低硫、高酸度、高残碳以及轻质油收率低等特点。给加 工带来一系列问题。例如轻油总收率低、焦化生焦量高 达30%以上、柴油十六烷值低、渣油难于直接作为重油 催化裂化原料，因而加工的经济效益不高。随着今后油 价的进一步开放，辽河原油的价格可能比大庆油田有较 大的差距，而稠油的开发成本又逐年增加，这些将给总 公司和辽河油田带来很大的经济损失。随着稠油开采量 的增加，这种矛盾将愈显突出。
二、国内外概况和发展趋势
（一）国外：
目前世界上渣油加氢工艺主要有四种类型， 即：固定床、悬浮床、移动床和沸腾床。 固定床渣油加氢诸如：RDS、VRDS、 Unicraking/HDS以及Residfining等工艺在处理 金属含量以及粘度残碳不太高的含硫或高硫原 油的常压渣油的技术较为成熟;悬浮床加氢技术 在最近十年来发展最快，先后出现了诸如： VCC、CANMET、SOC、HDH以及(HC) 3等十多种 工艺过程，其特点是能够处理高金属、高粘度、 高氮、高残碳的劣质原油及稠油的减压渣油。
1
、固定床加氢工艺：
固定床加氢工艺是流体（原料+氢气）自上 而下，呈滴流床形式通过装有固体颗粒状催化 剂床层的加氢过程，渣油固定床加氢从1967年 在日本建成第一套渣油加氢脱硫装置以来，到 目前世界上已有近40套装置，所加工的原料多 为常压渣油，该过程主要特点是： （1）加氢深度高，脱硫脱氮效果好 （2）转化率低、空速低 （3）氢压较高、运转周期短 （4）处理金属和残碳不太高的常压渣油 目前世界上有代表性的固定床渣油加氢装置有 RDS/VRDS,Unicracking/HDS,Resid Fining 等
该工艺是采用一种高度分散型的催化剂 （油溶性或水溶性）在高温（420~4700C ）、 氢压（8~20MPa）和较高的空速下裂化渣油， 一次通过的转化率可达50~95%。由于催化剂 高度分散（粒度达几微米或更小），因而加入 量大大降低（几时或几百ppm）可以一次使用 不回收，（也可循环使用，排出部分催化剂）， 因此无需考虑由于催化剂中毒、堵塞带来的问 题。这种工艺大都采用空筒式反应器，具有良 好的发展前景。
国外重质油加氢有两类目的：
1渣油加氢脱硫制低硫燃料油：解决环境污染问题。 2催化料
重油加氢技术开发研究 （项目设计）
一、本项目开发的目的
重质油轻质化及渣油的深加工是目前石油 炼制最重要的任务之一。重质油轻质化不外乎 采用二条工艺路线，即脱碳和加氢。由于脱碳 路线投资少，见效快，所以在“七五” 、 “八五”期间，国内渣油深加工的主要手段是 重油催化裂化、焦化、减粘等脱碳工艺。这些 工艺存在的问题是产品质量不高、品种少、轻 质油收率低、柴/汽比不够合理、加工灵活性差 以及不能满足环保法规要求，这种状况难于满 足未来石油产品市场激烈竞争的要求。