沸騰床渣油加氫技術(shù)歸納與分析

宋云飛 劉鵬(中國神華煤制油化工有限公司鄂爾多斯煤制油分公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯017209)

沸騰床渣油加氫技術(shù)歸納與分析

宋云飛 劉鵬(中國神華煤制油化工有限公司鄂爾多斯煤制油分公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯017209)

現(xiàn)階段我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，各領(lǐng)域發(fā)展都比較迅速，石油加工技術(shù)的發(fā)展水平也得到顯著提高某些方面已站在世界前沿。對原油加工處理工藝過程的優(yōu)化，在重劣質(zhì)原油的加工處理過程中，采用沸騰床渣油加氫技術(shù)，提高產(chǎn)品收率的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。本文先就沸騰床渣油加氫技術(shù)的主要特征加以闡述，然后對國內(nèi)外的沸騰床渣油加氫技術(shù)進(jìn)行探究，最后對沸騰床渣油加氫技術(shù)的發(fā)展趨勢加以探究。

沸騰床渣油加氫技術(shù)；技術(shù)現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

基于當(dāng)前全球原油變重的趨勢愈來愈突出，燃料以及化工原料需求不斷增加的基礎(chǔ)上，油的品質(zhì)得以保障就顯得比較關(guān)鍵，而渣油加氫技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，就成為解決煉油工業(yè)一些問題的重要保障。渣油加氫工藝作為實(shí)現(xiàn)渣油全部輕質(zhì)化的清潔燃料生產(chǎn)技術(shù)，在煉廠的地位也日益突出。渣油加氫技術(shù)在國內(nèi)外都得到了良好發(fā)展，技術(shù)應(yīng)用也日漸成熟，通過從理論上深化渣油加氫技術(shù)的研究，就能為這一技術(shù)的應(yīng)用充分發(fā)揮作用打下基礎(chǔ)。

1 沸騰床渣油加氫技術(shù)的主要特征及國外技術(shù)展現(xiàn)

1.1 沸騰床渣油加氫技術(shù)的主要特征體現(xiàn)

沸騰床渣油加氫技術(shù)在煉油工業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用，是保障煉油工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)力量。在我國煉油工業(yè)正面臨著石油資源短缺以及質(zhì)量劣質(zhì)的挑戰(zhàn)下，對石油資源的充分加工利用就顯得比較重要[1]。未來的發(fā)展中對石油的需求量會呈現(xiàn)增長的趨勢，原油的重質(zhì)化以及劣質(zhì)化的趨勢同時進(jìn)一步加劇，通過對沸騰床渣油加氫技術(shù)的應(yīng)用，對重質(zhì)化及劣質(zhì)化石油處理就有著重要意義。

沸騰床渣油加氫技術(shù)的應(yīng)用有著鮮明的特征體現(xiàn)，有靈活高效的反應(yīng)器。沸騰床反應(yīng)器的催化劑始終保持運(yùn)動狀態(tài)，雜質(zhì)不會堵塞床層，這對床層的壓降升高問題得到了防止，沸騰床能加工更重的原料，和使用小顆粒催化劑，能在反應(yīng)器當(dāng)中保持催化劑以及油和氫氣之間高效分布和接觸，對反應(yīng)的良好進(jìn)行有著保障[2]。沸騰床渣油加氫技術(shù)對原料油的適應(yīng)性也比較廣泛，可加工固定床不能加工的原料。同時沸騰床渣油加氫技術(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期長的特征也比較突出，催化劑在線置換以及裝置的操作靈活性優(yōu)勢也比較突出。

1.2 國外沸騰床渣油加氫技術(shù)展現(xiàn)

沸騰床渣油加氫技術(shù)的發(fā)展在國外領(lǐng)域有著很大進(jìn)步，其中的H-Oil（由美國LEP公司—烴研究公司發(fā)明）沸騰床渣油加氫技術(shù)就是應(yīng)用比較廣泛的渣油加氫技術(shù)之一，這一技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中，主要是把渣油以及重油轉(zhuǎn)換成升級石油產(chǎn)品，生產(chǎn)低硫燃料油和其他清潔餾分。為能解決固定床反應(yīng)器對原料選擇性差以及床層容易出現(xiàn)堵塞的問題，當(dāng)前已經(jīng)有兩種沸騰床反應(yīng)器，在內(nèi)循環(huán)管數(shù)量和環(huán)管結(jié)構(gòu)的設(shè)置層面有所改變，這一技術(shù)的應(yīng)用提高了對較重原料的處理效率。

國外沸騰床渣油技術(shù)當(dāng)中的LC-Fining沸騰床渣油加氫技術(shù)也是比較重要的技術(shù)類型，這一技術(shù)在上世紀(jì)七十年代的美國得到了發(fā)展應(yīng)用，技術(shù)應(yīng)用能有效實(shí)現(xiàn)脫硫以及脫金屬和降低康氏殘?zhí)苛磕繕?biāo)，對常壓重油以及減壓渣油的加氫裂化有著保障，LC-Fining沸騰床渣油加氫技術(shù)的應(yīng)用主要能產(chǎn)生石腦油、中間餾分油、常壓瓦斯油以及減壓瓦斯油[3]。除此之外，TSTAR沸騰床渣油加氫技術(shù)的應(yīng)用也比較廣泛，這是在九十年代時期發(fā)展的技術(shù)，主要在沸騰床反應(yīng)期內(nèi)進(jìn)行減壓瓦斯油加氫精制，加氫裂化的工藝。

2 國內(nèi)沸騰床渣油加氫技術(shù)發(fā)展和趨勢

2.1 國內(nèi)沸騰床渣油加氫技術(shù)發(fā)展

我國沸騰床渣油加氫技術(shù)的發(fā)展也有著很大的進(jìn)步，其中撫順石油化工研究院在上世紀(jì)六七十年代就開始從事渣油沸騰床加氫工藝以及催化劑研究開發(fā)工作，其中的FRET沸騰床反應(yīng)器與國外技術(shù)相比，具有催化劑顆粒小，反應(yīng)器利用率高等特點(diǎn)。這種三相分離器主要有三個區(qū)和一個下料口，內(nèi)筒構(gòu)成三相分離器的氣泡分離區(qū)，內(nèi)筒和外筒間環(huán)狀空間組成液固相折流區(qū)，內(nèi)筒的下端開口和反應(yīng)器的內(nèi)壁構(gòu)成圓環(huán)狀開口，所分離出的固體微粒狀催化劑通過這一部位重新返回催化劑床層[4]。FRET工藝的過程：主要是把渣油原料和氫氣進(jìn)行混合，通過下進(jìn)料方式從反應(yīng)器底部經(jīng)過噴嘴分布到沸騰床的反應(yīng)器當(dāng)中，使反應(yīng)器當(dāng)中的催化劑保持沸騰狀態(tài)。在反應(yīng)過程中，催化劑充滿反應(yīng)器內(nèi)整個有效反應(yīng)區(qū)，整個有效區(qū)反應(yīng)以加氫反應(yīng)為主，能夠?qū)Ψ磻?yīng)器催化劑藏量有效提高。在反應(yīng)器上部，氣液固三相經(jīng)分離器分離出的固體催化劑回落到催化劑床層，液體產(chǎn)品和氣體一起進(jìn)入高溫高壓分離器，

三相分離器比較容易造成波動，事故的狀態(tài)下比較容易造成催化劑攜帶，由于沒有涉及循環(huán)泵，只是依靠著原料泵以及氫氣使得催化劑發(fā)生沸騰，如果原料泵以及新氫壓縮機(jī)出現(xiàn)故障，反應(yīng)器內(nèi)的催化劑沸騰狀態(tài)就會產(chǎn)生影響。我國內(nèi)催化劑的顆粒比較小，比較容易造成氣體和液體所攜帶，這也是技術(shù)發(fā)展的難點(diǎn)。由于沸騰床反應(yīng)器流體力學(xué)特征，反應(yīng)器內(nèi)的返混比較嚴(yán)重，單個反應(yīng)器無法達(dá)到較高的雜志脫除率，可以串聯(lián)一個或多個沸騰床反應(yīng)來器實(shí)現(xiàn)。

2.2 沸騰床渣油加氫技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，沸騰床渣油加氫技術(shù)的應(yīng)用工藝水平也在不斷的優(yōu)化，對材料以及設(shè)備的控制能確保裝置安全穩(wěn)定長周期運(yùn)轉(zhuǎn)的同時，在催化劑和工藝的實(shí)施效率層面也得到了有效提高。未來我國沸騰床渣油加氫技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，主要針對轉(zhuǎn)化率和沒有轉(zhuǎn)化渣油的出路進(jìn)行積極探究，沸騰床渣油轉(zhuǎn)化率和原料性質(zhì)有著緊密的關(guān)系，轉(zhuǎn)化率極限主要是保障設(shè)備不結(jié)垢的重要因素，沒有轉(zhuǎn)化的渣油穩(wěn)定性能對裝置的長期運(yùn)轉(zhuǎn)也有著積極作用。

未來沸騰床渣油加氫技術(shù)的發(fā)展過程中，對加工能力要求進(jìn)一步提高，對渣油加氫而言，加工能力的提高，就要對原料空速進(jìn)行有效提高，由于渣油的原料比較重，雜質(zhì)的含量也比較多，要能保障高轉(zhuǎn)化率，同時也要注重高脫雜質(zhì)率。當(dāng)前波蘭煉廠H-Oil通過對二代催化劑的的改進(jìn)使用，單線兩臺反應(yīng)器串聯(lián)，使得分出的液相產(chǎn)物進(jìn)二反，氣相產(chǎn)物進(jìn)入熱高分，如此便大大提高加工能力，在轉(zhuǎn)化率層面也得到有效提高。

再者，沸騰床渣油加氫技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，對雜質(zhì)脫除率也能有效提高，這和催化劑以及工藝技術(shù)發(fā)展有著緊密聯(lián)系，同時也和原料油性質(zhì)以及流程等有著緊密聯(lián)系，尤其是脫除率高的時候更是如此[5]。當(dāng)前渣油沸騰床大多通過兩臺反應(yīng)器進(jìn)行串聯(lián)，以及三臺反應(yīng)器串聯(lián)流程應(yīng)用，這樣就能大大提高雜質(zhì)的脫除率。

沸騰床渣油加氫技術(shù)的應(yīng)用過程中，懸浮床加氫技術(shù)的發(fā)展也有了新的進(jìn)展，這是在開發(fā)當(dāng)中的技術(shù)，劣質(zhì)含硫原油渣油加工，以及劣質(zhì)稠油的加工都可應(yīng)用。這一加工技術(shù)的應(yīng)用能生產(chǎn)質(zhì)量好的石腦油以及柴油，轉(zhuǎn)化率以及清油收率也比較高，特別是柴油餾分收率也比較高，在未來的發(fā)展過程中，對這一技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化就顯得比較重要。在沸騰床渣油加氫技術(shù)的應(yīng)用過程中，加氫裂化方案的實(shí)施使得減壓渣油更深度的轉(zhuǎn)化目標(biāo)得到了實(shí)現(xiàn)，對總體的加工流程產(chǎn)生的影響也得到了優(yōu)化。這一技術(shù)在投資和消耗方面比較大，但是后期的收效比較明顯，對環(huán)境保護(hù)也起到積極作用。

3 結(jié)語

總而言之，沸騰床渣油加氫技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，對經(jīng)濟(jì)的增長以及環(huán)境的保護(hù)有著積極意義，在未來的發(fā)展中就要充分對這一技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化利用。通過從理論層面對沸騰床渣油加氫技術(shù)的研究分析，從理論上進(jìn)行深化，為實(shí)際技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮促進(jìn)作用。

[1] 沸騰床加氫及其未轉(zhuǎn)化油改質(zhì)中試研究與技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[J].吳青,吳晶晶.煉油技術(shù)與工程.2016(11).

[2] 摻煉沸騰床加氫未轉(zhuǎn)化油對焦化產(chǎn)品及性質(zhì)影響[J].初人慶,郭丹,劉繼華,宋永一,喬凱,楊濤.當(dāng)代化工.2016(04).

[3] 新一代高性能渣油加氫催化劑的工業(yè)應(yīng)用[J].劉嘉,耿新國.當(dāng)代化工.2016(10).

[4] 渣油沸騰床加氫技術(shù)現(xiàn)狀及操作難點(diǎn)[J].姜來.煉油技術(shù)與工程.2014(12).

[5] 沸騰床渣油加氫裂化裝置防結(jié)焦技術(shù)的研究[D].駱勝兵.武漢工程大學(xué)2016.