国内外渣油加氢处理技术发展现状及分析特约评述

2011年第30卷第1期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·95·

化工进展

国内外渣油加氢处理技术发展现状及分析

方向晨

（中国石化抚顺石油化工研究院，辽宁抚顺 113001）

摘 要：渣油加氢技术在原油劣质化和产品清洁化交互推动下，正逐步成为炼厂最主要的渣油加工技术手段，并得到了快速的发展。本文重点分析了几类主要的渣油加氢技术的发展现状及其应用特点，探讨了这些技术的发展趋势。从实际应用的角度出发，认为固定床渣油加氢工艺仍将是今后一个时期发展的重点，但技术上要突破加工更劣质渣油和延长运行周期的瓶颈；沸腾床渣油加氢工艺有非常好的应用前景，在解决了投资高和操作复杂的限制后，可以成为与固定床渣油加氢相互结合的渣油加工技术方案；悬浮床渣油加氢工艺对于处理非常劣质的超重稠油将有着明显的应用优势。

关键词：渣油加氢；固定床；沸腾床；悬浮床

中图分类号：TE 624.4+3 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2011）01–0095–10 Development of residuum hydroprocessing technologies

FANG Xiangchen

（Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals，SINOPEC，Fushun 113001，Liaoning，China）Abstract：Driven by inferior crude oil supply and strict product specifications，residuum hydroprocess is gradually becoming a major upgrading process and being quickly developed. The development status，its application characteristics and its development trend are discussed. It is believed from the application viewpoint that the fix bed process will still be the major selection by the industry，but how to process more inferior feedstock and extend its on-through time are the technical problems to be resolved. The ebullated bed process has very good application future and can be a good combination method with fix bed process if its high investment and operating difficulties can be resolved. The slurry bed process has its unique advantages while treating the ultra heavy crude.

Key words：resid hydrotreating；fix bed；ebullated bed；slurry bed

近年来，随着世界原油需求的持续走高，原油资源的重质化越来越明显[1]。同时据世界重油大会资料表明[2]，全球的重油和油砂剩余储量相当巨大。据美国联邦地质调查局（USGS）2003年的评价结果，全球大约100000亿桶的剩余石油资源中，70%以上是重油资源。据剑桥能源研究协会预测，至2010年新增石油产能重质原油所占比例预计为18%[3]。这些结果表明，在未来的炼油生产过程中重质原油的加工比例将越来越大。

与此同时，全球油品需求结构也在发生变化，锅炉及船用重燃料油的消费量在逐年减少，而化工用轻质油及优质车用燃料油的需求在逐年增加，因此将更多的重质渣油转化为优质的轻质油品已成为世界炼油技术发展的主要方向。

目前，已开发的重渣油加工过程主要有加氢和脱碳两种工艺。脱碳工艺主要包括焦化和溶剂脱沥青工艺等；加氢工艺主要分固定床、沸腾床和悬浮床3种类型。其中焦化和加氢是应用最广的重油加工技术。

焦化技术属于比较传统的炼油工艺，因为具有

收稿日期：2010-10-08；修改稿日期：2010-10-31。

作者：方向晨（1960—），男，教授级高级工程师，现任中国石化抚顺石油化工研究院院长。研究方向为石油炼制加氢工艺及相关动力学。E-mail fangxiangchen.fshy@。

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技术成熟、流程简单、投资和操作费用相对低、原料适应性强等优点，在处理高硫、高金属含量的劣质渣油方面具有一定优势，因此仍是当今大多数炼油厂处理渣油特别是劣质渣油的主要手段之一[4]。尽管延迟焦化优点突出，但存在产品液体收率低、高硫石油焦处理困难等问题，因此从资源的合理利用和环境保护方面来看，延迟焦化并不是最理想的渣油加工技术。采用高温、低压、低循环比的操作方式，是近年来新建延迟焦化装置设计理念和延迟焦化技术的发展方向[5]。

炼油技术发展的总趋势是：随着对轻质清洁燃料需求的增加，渣油深度转化将成为炼油业长期追求的目标，采用的深度加工技术路线将呈现多样化的发展趋势。但是，从未来生态环境保护和原油价格不断走高的总体趋势看，加氢技术路线因为其具有优质液体产品收率高、投资回报率高等优势而将得到越来越广泛的应用。

本文将从分析目前各种渣油加氢技术现状及其应用特点入手，进一步分析这些渣油加氢技术的未来开发重点。

1 固定床渣油加氢技术

1.1 固定床渣油加氢技术发展现状

固定床渣油加氢技术是比较成熟的渣油加工技术，相较于其它渣油加氢技术，固定床渣油加氢技术的投资和操作费用低、运行安全简单，是目前渣油加氢技术的首选技术，占渣油加氢总加工能力的3/4强。在未来几年渣油加氢装置的建设中，这种固定床渣油加氢技术占据主导地位的格局仍不会有太大的改变。

自1967年日本建成第一套固定床常压渣油固定床加氢脱硫装置（ARDS）以来，渣油加氢工艺发展很快，目前世界上已有固定床渣油加氢装置61套，总加工能力达到122.07Mt/a[6]。典型固定床加氢工艺技术主要有Chevron公司的RDS/VRDS工艺，Gulf公司的Resid HDS工艺（1985年Gulf公司和Chevron公司合并，两种工艺合并），UOP公司的RCD Unibon工艺， Exxon公司的Residfining 工艺，SINOPEC的S-RHT工艺和法国IFP的 Hyval 工艺技术等[7]。这些典型工艺的比较结果见表1[8]。

从表1中的数据可以看到：尽管固定床渣油加氢已有多种技术来源，但这些不同的技术在流程和工艺条件上大同小异，没有太多本质上的差别。固定床渣油加氢技术发展之初是为顺应低硫船用燃料油的需求而开发的技术，但近年来，随着优质轻质燃料油的需求增长快速，固定床渣油加氢与渣油催化裂化组合应用，已逐渐成为渣油轻质化的重要手段。

1.2 固定床渣油加氢技术特点分析

渣油（常压渣油、减压渣油）是原油一次加工（常、减压蒸馏）后剩余的最重部分。与轻质馏分油相比，渣油组成复杂，平均相对分子质量大，黏度高，密度大，氢碳比低，残炭值高，含有大量的金属、硫、氮及胶质、沥青质等有害元素和非理想

表1 全球典型固定床加氢工艺的操作条件及结果比较

项目

工艺名称

RDS/VRDS Resid HDS Unicracking/HDS Residfining RCD Unibon S-RHT

所属公司Chevron Gulf Unocal Exxon UOP SINOPEC

操作条件

反应温度/℃ 350～430 340～427 350～430 350～420 350～450 350～427反应压力/MPa 12～18 10～18 10～16 13～16 10～18 13～16

体积空速/h－1 0.2～0.5 0.1～1.0 0.1～1.0 0.2～0.8 0.2～0.8 0.2～0.7

化学氢耗（标况下，下同）/m3·m－3187 150 90～180 190 130

150～187

转化率和杂质脱除率

转化率/% 31 >20 15～30 20～50 20～30 20～50 脱硫率/% 94.5 91.8 87.9 81.6 92.0 92.8 脱氮率/% 70 40～50 40～60 60～70 40 72.8 脱金属率/% 92.0 91.5 68.1 72.5 78.3 83.7 脱残炭率/% 50～60 40～50 50～75 56.5 59.3 67.1