摘 要：近些年来，原油需求不断攀升。而渣油在原油中所占比重高，因此要选择合适的加工路线实现渣油的轻质化，提升企业的经济效益，还可以达到环保要求及提升社会效益。重渣油加工过程主要有加氢和脱碳两种工艺，本文主要分析的是渣油加氢技术。

关键词：渣油加氢技术;技术进展;渣油

1 渣油加氢技术进展

1.1 固定床渣油加氢技术进展

世界上第一套固定床渣油加氢脱硫装置由UOP公司设计，并于1967年10月在日本出光兴产公司千叶炼油厂建成投产。80年代以前的渣油固定床加氢处理装置，主要以生产低硫燃料油为目的，渣油加氢转化率低，残炭和金属等杂质脱除率相对较低。进入80年代后，由于催化剂等技术水平的提高，使得渣油加氢转化率高，并且硫、氮、残炭和金属等杂质脱除率较高，不仅能为下游的催化裂化装置提供高质量的原料油，以改善催化裂化装置的产品分布和产品质量。同时，渣油加氢过程还能生产部分高质量柴油馏分和石脑油馏分。固定床加氢工艺又分常压渣油加氢处理工艺和减压渣油加氢处理工艺。典型的固定床加氢工艺主要有Chevron公司的RDS和VRDS工艺，UOP公司的RCD工艺，Exxon公司的Residfining工艺，Shell公司的HDS工艺，以及IFP公司的HYVAHL-F。国内固定床渣油加氢处理技术主要有中石化抚顺石油化工研究院（FRIPP）开发的S-RHT技术以及中石化石油科学研究院（RIPP）开发的RHT技术。

固定床渣油加氢工艺对原料有严格的限制，其原料的金属含量一般不超过120?g/g，为了延长运行周期，部分企业将原料金属含量甚至控制在60μg/g以下，因而严重制约了固定床渣油加氢技术的原料适应性。

1.2 移动床渣油加氢技术进展

移动床加氢工艺过程，反应器中的旧催化剂可连续或间歇排出，新鲜催化剂可连续或间歇加入，使反应器中催化剂始终保持较高的脱金属活性，可大大延长固定床渣油加氢装置的运转周期。同时也可加工更加劣质的渣油原料。目前，渣油移动床加氢工艺主要有Chevron公司的OCR工艺，Shell公司的Hycon工艺和IFP公司的HYVAHL-M技术。在OCR反应器中，催化剂与反应物流逆向接触，反应器内液相连续，气相鼓泡式通过催化剂床层，避免催化剂的结焦堵塞和结块现象，从而减缓催化剂床层压降的快速增长，延长装置的运转周期。此外，由于新鲜原料油首先与使用过的活性已最低的催化剂接触，随反应物流的进一步向上流动，所接触的催化剂的剩余活性越来越高，有利于杂质的均匀脱出，催化剂的利用率也最高。经过OCR反应后的原料送入固定床反应器系统，可取得比单独使用固定床加氢过程更好的加氢效果，在达到相同的脱硫率时，催化剂的总消耗量减少，原料油重金属含量越高，OCR+RDS的效果越明显。另外，增加OCR后，由于固定床反应器催化剂的金属沉积量相对减少，催化剂的失活速率降低，平均反应温度也降低。

Hycon工艺是Shell公司开发的移动床加氢工艺技术，该工艺技术也能实现催化剂的在线加入和排出，与Chevron公司的OCR工艺不同的是原料油和氢气自反应器顶部进入，向下流过催化剂床层，反应物流的流动方向与催化剂的流动方向相同。HYVAHL-M技术是ASVAHL公司开发的能够在线置换催化剂的移动床技术，该技术的催化剂与反应物在反应器内呈逆向流动，催化剂的利用率较高，可加工金属含量大于400?g/g的减压渣油原料。

1.3 沸腾床渣油加氢技术进展

沸腾床加氢工艺最早由美国烃研究公司（HRI）和城市服务公司共同开发，该工艺名称为氢--油法（H-Oil）加氢技术。第一套H-Oil加氢裂化装置于1963年在美国的查理湖炼油厂建成。1975年城市服务公司与Lummus公司合作，并将这一沸腾床加氢技术更名为LC-Fining技术。1994年IFP收购HRI的资产，2001年7月重组成立Axens公司，成为H-Oil和T-Star技术许可的发放人。而LC-Fining技术目前由Chevron公司发放专利许可证。

沸腾床渣油加氢技术由于催化剂在反应器内处于全返混状态以及能够在线置换催化剂，使得沸腾床渣油加氢技术具有无床层压降、温度分布均匀、传质和传热快、催化剂利用率高、运行周期长以及装置操作灵活等优点，克服了固定床渣油加氢催化剂失活快、易结焦、床层压力降增长快、装置运行周期短、原料适应范围窄等缺点。沸腾床反应器可以频繁更换催化剂，因此可以加工（Ni+V）高达700?g/g，康氏残炭可达20%～25%的原料（固定床渣油加氢只能加工（Ni+V）小于200?g/g，残炭在20%以下的原料）。由于对原料极强的适应性，沸腾床加氢技术能够加工各类重质原油、渣油、煤焦油、页岩油甚至油砂沥青，且渣油转化率高、轻油收率高、运行周期长，被认为是一种高效的劣质重油加工技术。自2000年以来，国外新建的沸腾床渣油加氢裂化装置多于渣油固定床加氢装置，以满足劣质重质原油深度加工的需要，未来几年内，全球渣油加氢市场中沸腾床工艺的处理能力将达到8500万t/a。主要为的LC-Fining工业装置共14套，H-Oil工业装置共19套。

LC-Fining技术和H-Oil技术本是同源，大同小异，没有本质区别。技术最大的区别在于循环油泵设置的方案，LC-Fining采用内置;而H-Oil采用外置的方案。为实现沸腾床渣油加氢技术的自主研发，打破国外企业的技术壁垒、提高我国炼油企业竞争力，2010年以来，中国石化研发了具有自主知识产权的STRONG沸腾床渣油加氢技术，成功实现了“桶底油”的高效利用。STRONG技术中反应器采用独特的气--液--固三相分离器，与国外沸腾床渣油加氢技术相比，具有如下特点：

①取消了高温和高压热油循环泵等动设备，大大提高了系统的稳定性;

②使用微球催化剂，不但提高了催化剂利用率，且方便了催化剂的加排;

③催化剂不需要控制料面，不但省去了复杂的高温、高压固体料面控制系统，而且提高了反应器的流体通量适应能力，提高了反应空速、降低了反应器体积。

STRONG技术目前已在中石化金陵分公司的5万t/a沸腾床渣油加氢工业示范装置上成功运行累计超过8000h。

1.4 浆态床渣油加氢技术的发展

浆态床渣油加氢深度转化技术是很早以前由Friedrich Bergius发明的，浆态床渣油加氢裂化技术是基于减压渣油馏分与充分分散的催化剂/添加剂粉末在高温、高压下进行反应。催化剂/添加剂可以采用活性较高但价格昂贵的Mo、Ni基，以降低使用浓度（几百ppm）并可循环使用，也可以采用活性低但价格低廉的天然铁基物，例如褐煤、粘土，但需要的浓度高（百分之几）且不能循环使用。一定浓度的充分分散的催化剂/添加剂粉末与原料油协同作用使反应生成物性质稳定，并抑制焦炭的生成。当加工非常重质的原料时，转化率可以达到90%以上。浆态床渣油加氢工艺主要有VCC、Canmet、MRH、HDH、HFC、Aurabon、SOC、Micro-cat、（HC）3和TERVAHL C等10种

类型，但基本原理大同小异，都是细粉状或油溶性或水溶性的添加物或/和催化剂与所加工的原料渣油预先混合，在空筒反应器中于高温、高压或中压下进行加氢裂化反应。浆态床技术目前只是处在工业示范阶段，国内引进的浆太床渣油加氢装置尚在建设中，目前世界上还未有真正投入商业运行的大规模工业装置。

2 展望

当前，工艺和催化劑的进步带动了渣油加氢工艺的迅速发展，从早期的固定床渣油加氢到移动床结合固定床，再到目前沸腾床占主导地位，浆态床的进一步探索，技术发展日新月异。由于渣油加氢技术对原料的适应性越来越强，转化率和高附产品收率越来越高，从而提升了炼油厂的整体经济性，因而渣油加氢工艺在工厂总流程中的地位必然越来越重要，同时随着国内科研团队的攻关，国产沸腾床技术将更快的走上前台，推动中国炼油技术和经济性的进一步提升。

作者简介：

刘爱松（1977- ），男，汉族，江苏姜堰人，研究生，工程师，扬子石化炼油厂，研究方向：炼油工艺管理。