翟金紅，邱開輝

（中化泉州石化有限公司，福建 泉州 362103）

按催化劑在反應(yīng)器中的狀態(tài)，當(dāng)前渣油加氫處理可劃分為固定床、移動(dòng)床、沸騰床（又稱膨脹床）和懸浮床（又稱漿態(tài)床）4種工藝技術(shù)［1］。

1 加氫工藝技術(shù)比較

固定床加氫工藝技術(shù)目前最為成熟，設(shè)備簡(jiǎn)單，裝置投資相對(duì)較低，全球工業(yè)裝置最多。固定床加氫處理對(duì)原料中殘?zhí)亢徒饘俸恳筝^為苛刻，對(duì)S、N含量的要求并不太嚴(yán)格，但在催化劑壽命內(nèi)需不斷調(diào)整操作參數(shù)以適應(yīng)不斷變化的催化劑活性，產(chǎn)品收率也會(huì)受到催化劑活性的影響。

移動(dòng)床加氫處理過程，反應(yīng)器內(nèi)的舊催化劑可間斷或連續(xù)排出，新鮮催化劑可間斷或連續(xù)補(bǔ)入，使反應(yīng)器內(nèi)催化劑一直保持較高活性，延長(zhǎng)裝置的運(yùn)行周期。移動(dòng)床加氫處理技術(shù)的成熟度遠(yuǎn)不如固定床，系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜，裝置投資高，但移動(dòng)床可處理比固定床更加惡劣的原料油。

沸騰床加氫處理工藝設(shè)備較復(fù)雜，投資也較高，目前技術(shù)已經(jīng)較為成熟，而且催化劑的利用率也高，渣油轉(zhuǎn)化率相對(duì)較高，對(duì)原料的適應(yīng)性廣，幾乎可以加工所有原油的常壓渣油和減壓渣油。但是沸騰床渣油加氫技術(shù)無法保證產(chǎn)品中瀝青的穩(wěn)定性，使分餾系統(tǒng)的操作易引起嚴(yán)重波動(dòng)，需要根據(jù)原料油的4組份性質(zhì)控制反應(yīng)的總轉(zhuǎn)化率。

懸浮床渣油加氫處理是使減壓渣油與原料油中的催化劑或添加劑在高溫高壓下進(jìn)行加氫裂化反應(yīng)。催化劑/添加劑可以采用活性較高但價(jià)格昂貴的Mo、Ni基，以降低使用濃度并可循環(huán)使用，也可以采用活性低但價(jià)格低廉的天然鐵基物，例如褐煤、粘土，但需要的濃度高且不能循環(huán)使用。

固定床、移動(dòng)床、沸騰床和懸浮床渣油加氫過程操作條件及對(duì)原料油的適應(yīng)性各不相同［2～6］，特點(diǎn)匯總見表1。

表1 4種渣油加氫處理工藝技術(shù)特點(diǎn)

2 國(guó)內(nèi)外懸浮床加氫工藝技術(shù)概況

懸浮床加氫技術(shù)在世界范圍內(nèi)根據(jù)所采用的催化劑性能、種類分為不同的門類，如采用油溶性鉬系催化劑的意大利Eni公司的懸浮床加氫技術(shù)（EST），采用非金屬固體添加劑的KBR公司渣油加氫裂化技術(shù)（VCC），采用粉末型鐵氧化物催化劑的三聚環(huán)保公司超級(jí)懸浮床技術(shù)（MCT），采用納米級(jí)鐵基固體催化劑的美國(guó)UOP公司Uniflex技術(shù)，采用Ni-Mo系催化劑的美國(guó)CLG公司的LC-Slurry技術(shù)等［7］，見表2。

表2 典型懸浮床渣油加氫裂化技術(shù)

2.1 Eni公司懸浮床渣油加氫技術(shù)（EST）

Eni公司在20世紀(jì)90年代初開始懸浮床工藝技術(shù)的研究，開發(fā)了微米級(jí)催化劑的技術(shù)［8］。1999～2002年，在意大利建設(shè)了0.04 t/d的中型試驗(yàn)裝置。2013年，該公司加工能力為3 151.0 t/d的工業(yè)裝置正式投產(chǎn)，是全球第1套工業(yè)化懸浮床裝置。目前，Eni公司已研發(fā)出第2代EST技術(shù)，核心是基于2種納米催化劑組合的新催化劑體系，可進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)化率及產(chǎn)品質(zhì)量。裝置采用油溶性鉬化合物—微晶輝鉬礦作反應(yīng)催化劑，以巴士拉減壓渣油為原料，進(jìn)料量約134 t/h，反應(yīng)溫度460℃，操作壓力20 MPa，原料油性質(zhì)及產(chǎn)品收率見表3。

表3 EST工業(yè)裝置原料油性質(zhì)及產(chǎn)品收率

由表3可見，EST可使巴士拉減壓渣油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油、重質(zhì)油，產(chǎn)品收率高，未轉(zhuǎn)化油不到5%。

2.2 KBR公司渣油加氫裂化技術(shù)（VCC）

VCC渣油懸浮床技術(shù)是20世紀(jì)50年代開發(fā)的，在80年代和90年代分別進(jìn)行了中試裝置和工業(yè)示范裝置試驗(yàn)。首套和第2套裝置均建在中國(guó)，首套工業(yè)示范裝置規(guī)模50×104t/a，加工煤焦油，于2013年中交投產(chǎn)。第2套裝置規(guī)模45×104t/a，加工減渣和粉煤混合物，于2014年中交投產(chǎn)。

VCC技術(shù)采用非金屬添加劑作為催化劑，含有催化劑、金屬的未轉(zhuǎn)化油可以用作焦化原料，也可以外銷作水泥廠燃料或氣化原料。VCC半工業(yè)試驗(yàn)裝置進(jìn)料量37 t/h，反應(yīng)溫度470℃，操作壓力21 MPa。利用煉廠富裕的渣油和劣質(zhì)的褐煤，液體收率（汽油+柴油）達(dá)到70%左右，收率較高。當(dāng)前國(guó)際原油價(jià)格低迷，國(guó)內(nèi)煤炭?jī)r(jià)格低廉，VCC技術(shù)具有明顯的原料成本優(yōu)勢(shì)和發(fā)展前景。

2.3 三聚環(huán)保的超級(jí)懸浮床技術(shù)（MCT）

三聚環(huán)保公司在2012年開展新型懸浮床催化劑研發(fā)，2015年完成了催化劑的工業(yè)放大及規(guī)模化生產(chǎn)。2016年，由中國(guó)自主研發(fā)的首套超級(jí)懸浮床工業(yè)示范裝置全面建成并實(shí)現(xiàn)1次開車成功。目前與國(guó)內(nèi)石油化工企業(yè)及俄羅斯、拉脫維亞、美國(guó)、印度等國(guó)開展廣泛的商務(wù)合作交流，計(jì)劃在國(guó)內(nèi)外建設(shè)多套百萬噸級(jí)MCT懸浮床裝置。

MCT技術(shù)采用粉末型鐵系化合物作為催化劑，其工業(yè)裝置以高鈣克拉瑪依渣油為原料，裝置負(fù)荷6～8 t/h，反應(yīng)溫度460℃，操作壓力20 MPa，單元裝置轉(zhuǎn)化率95%以上，輕油收率90%以上，未轉(zhuǎn)化油不到5%，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)焦化工藝路線。

3 結(jié)束語

（1）懸浮床加氫工藝技術(shù)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資中等，對(duì)所加工原料中雜質(zhì)的含量沒有限制，可加工所有原油的常壓渣油和減壓渣油，甚至可以加工瀝青和油砂。懸浮床加氫裂化工藝轉(zhuǎn)化率高達(dá)90%～95%，是處理劣質(zhì)重油的有效途徑，也是替代現(xiàn)有焦化裝置，大幅度提高全廠原油加工靈活性和提高全廠輕油收率的重要技術(shù)手段。

（2）采用有機(jī)油溶催化劑的懸浮床技術(shù)，在處理減壓渣油加氫裝置中有著催化劑抑焦能力強(qiáng)、添加量少，對(duì)管線、設(shè)備、閥門無磨損等特點(diǎn)，是減壓渣油懸浮床技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。油溶性催化劑懸浮床技術(shù)已被證明可以長(zhǎng)周期、高轉(zhuǎn)化率的運(yùn)行，油溶性催化劑在油中分散更為均勻，不僅抑制了反應(yīng)過程中焦炭的生成，而且避免了裝置設(shè)備被固體顆?；蚍蹓m帶來的磨損問題，是現(xiàn)階段懸浮床技術(shù)非常理想的催化劑。

（3）目前，高轉(zhuǎn)化率下殘?jiān)幚砜梢酝ㄟ^氣化裝置解決，其它產(chǎn)品仍需要進(jìn)一步加工處理。