渣油加氢工艺的现状及研究前景

石油作为一种不可再生资源，随着全世界范围的大量开采，原油性质逐渐表现为日益重质化和劣质化[1-2]。中东作为世界上最主要的石油原产国，其石油储量仍旧为全球一半以上，但其主要的油田开采已经进入开发的中后期[3-6]。世界常规原油可开采量逐渐降低，而劣质原油的资源量稳步上升，因此，21世纪炼油工业面临的巨大挑战将是如何高效加工利用劣质重油。

原油资源紧缺制约着国内炼油行业的发展，自1993年，中国成为原油净进口国，且进口量逐年加大，在我国进口大量中东原油后，如何更经济、高效地处理高硫、高金属渣油是我国炼油工业的战略性问题。我国原油中常压渣油占全部原油的60%～75%，而减压渣油占其中的38%～45%，将重油轻质化，进行合理有效的利用将会节省大量能源。同时，我国炼油企业也面临一系列问题：化工产品需求量不断提升；原油资源对外依存度不断增加；原油劣质化加剧，加工难度逐渐增大；环保要求日益严格；化工产品出口门槛高等，这些问题促使国内炼厂逐步重视重质油轻质化技术。

1 渣油基本结构和理化性质

1.1 渣油的基本结构

石油经过非破坏性蒸馏而除去所有挥发性物质得到的残余物被称为渣油[6]。这就是炼油过程中的“桶底油”，这部分油不但硫、氮含量高，重金属、沥青质和胶质含量也占有很大的比例，称为炼油中最难处理的部分。渣油中的大量杂质包括大分子硫、氮化合物和几乎原油中的全部金属化合物、胶质、沥青质。目前，普遍观点认为渣油是属于胶质体系[7-10]，用四组分法表示该胶体结构分为饱和分、芳香分、胶质和沥青质。运用核磁共振波谱分析胶质和沥青质的结构参数：将数个芳香环构成的稠和芳香环作为中心，边缘连接环烷环和烷基侧链，分子中夹杂着数个非金属基团和金属络合物，上述单元结构也称为单元薄片，胶质、沥青质便是由数个单元薄片以分子间力重叠组成的[11]。

通常可以用重油特征参数K H来描述渣油结构特性，它将渣油相对分子质量、密度和H/C比等容易测量的数据关联起来，可以用来评价渣油加工性能和化学组成，定义式如下：

（1）K

H

＞7.5时，表明该重油二次加工性能良好，6.5＜K H ＜7.5时，表明二次加工性能中等，K H< 6.5时，表明重油二次加工性能较差，重油特征参数K H越小，其加工后生焦趋势越大。

1.2 渣油的理化性质

1.2.1 渣油的黏度

黏度是评价原油的重要指标之一，是化工生产、设计和过程优化中必须考虑的一个因素。渣油按四组分的分类方法包括：饱和分、芳香分、胶质和沥青质。其中，沥青质是复杂的稠环芳烃类化合物，没有固定的熔点，具有极性强、相对分子质量大、温敏性好等特点，使得渣油在常温下黏度很大；带有极性的胶质也影响渣油黏度；芳香分是由一系列混合烷烃、环烷烃和缩合芳香环等构成，包括极性芳香分和非极性芳香分，带有极性的芳香分更能影响渣油黏度，芳香分能够影响沥青质的胶溶能力；饱和分是由脂肪族烃类和环烷基芳烃等构成，以低强度、非极性油类存在于渣油体系中，低温时析出大晶体而使渣油变硬，

渣油加氢工艺的现状及研究前景

宋官龙1，2 赵德智2 张志伟2 许茜3

1.东北大学 冶金学院 辽宁 沈阳 110819

2.辽宁石油化工大学 化学化工与环境学部 辽宁 抚顺 113001

3.上海大学 材料科学与工程学院 上海 200444

摘要：随着世界原油的重质化和劣质化，渣油的高效加工利用是渣油加工的重大挑战，目前渣油加氢技术是实现渣油清洁高效转化的关键技术。本文详细介绍了渣油的基本结构、重要的理化性质指标，并综述了不同渣油加氢工艺的方法、特点及其研究现状，根据原料油的不同性质和生产产品的不同而选择不同的加工工艺，最后对未来渣油加氢工艺发展前景进行分析。

关键词：渣油 加氢 固定床 移动床 沸腾床 悬浮床

Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｐｒｏｓｐｅｃｔ　ｏｆ　Ｒｅｓｉｄｕｅ　Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

Song Guanlong1，2，Zhao Dezhi2，Zhang Zhiwei2，Xu Qian3

1.School of Metallurgy，Northeastern University，Shenyang Liaoning 110819，China

Abstract：With the heavy and poor quality of world crude oil，the high efficiency processing and use of residue is the great challenge to the residue processing，currently residue hydrogeneration is the key technology to realize the residue cleanliness high efficiency convert. This paper detailed introduces the basic structure of residue，important physicochemical property index，and describe the methods，features and research current situation of different residue hydrogeneration processing，then select different processing technic according to different nature of crude oil and different manufactured product. At last，analyze the development prospect of future residue hydrogeneration processing.

Keywords：Residue； Hydrogenation； Fixed bed； Moving bed； Ebullated bed； Slurry bed