渣油加氫工藝類型及操作主要影響因素分析

馮圣偉，曾 奇

（1.中石油四川石化公司，四川彭州 611930；2.中石油廣東石化公司，廣東揭陽 611930）

渣油加氫工藝類型及操作主要影響因素分析

馮圣偉1，曾 奇2

（1.中石油四川石化公司，四川彭州 611930；2.中石油廣東石化公司，廣東揭陽 611930）

為有效地利用石油資源，滿足市場對輕質和中間餾分油的需求，急需進行渣油輕質化處理。當前國內各煉化企業進行渣油加工主要通過溶劑脫瀝青、熱加工、渣油加氫、渣油催化裂化等方法解決。其中，渣油加氫處理技術因較好的渣油脫硫效果和輕質油收率，是近年發展最快的一項技術。在當前幾種常見的加氫工藝基礎上就影響渣油加氫工藝操作的幾個主要因素進行了分析。

渣油；加氫工藝；類型；操作；影響因素

1 渣油加氫工藝技術的優點

目前煉化企業由于原料油來源不同，尤其是渣油[通常指常壓渣油（AR）和減壓渣油（VR）]，其性質也存在著很大的差別，其含有的金屬、硫、氮、瀝青質、殘炭等雜質直接影響著加工工藝的選擇，也直接導致企業液體產品收率和效益存在著不小的差距。在目前眾多的渣油加工工藝中，尤其是在加工含硫較高的渣油方面，渣油加氫工藝應用較為廣泛，具有操作環境良好、油品質量高、產品質量好等多方面的優勢。應用渣油加氫工藝主要有三個方面的目的，一是生產含硫量很低的燃料油；二是為焦化或RFCC 提供高品質的原料；三是通過渣油加氫裂化生產出輕質餾分油。

2 渣油加氫工藝類型

2.1 幾種渣油加氫工藝

圖1 渣油加氫工藝反應器類型

2.2 渣油加氫工藝中幾個主要的反應

2.2.1 渣油加氫脫硫（HDS）反應

渣油加氫工藝流程中最主要的反應就是渣油加氫脫硫（HDS）反應，這是去除渣油中含硫雜質的基本，借助于催化劑的作用，渣油中的含硫物質反應轉化為不含硫的烴類和硫化氫，烴類保留在產品中，而硫化氫則順利脫除。加氫脫硫反應屬于強放熱反應，在反應器總反應熱中所占比例最高。

2.2.2 渣油加氫脫金屬（HDM）反應

加氫脫金屬反應同樣是渣油加氫工藝的一個重要流程，由于渣油中含有較多的金屬雜質，如鎳（Ni）、釩（V）等，在渣油中的鎳、釩等金屬雜質普遍存在于瀝青質和膠質中，而渣油加氫脫金屬反應則是與瀝青質裂解反應密切相關的一種反應，借助于催化劑的作用，鎳、釩等金屬雜質都是以 Ni3S2和 V3S4這樣金屬硫化物的方式沉積的。在加氫脫金屬反應中，相同的反應條件下，金屬V 比金屬 Ni相對脫除更容易，這是由于卟啉結構中的釩與氧原子結合的非常牢固，而氧原子又與催化劑表面形成牢固鍵，因此脫釩更容易。

2.2.3 渣油加氫脫氮（HDN）反應

雖然渣油中氮含量相對低，但渣油加氫脫氮反應同樣至關重要，渣油中的含氮雜質大部分都是以五元環吡咯類或者六元環吡啶類的雜環狀結構存在于瀝青質和膠質中，因此渣油加氫脫氮反應一般采用芳烴加氫飽和性能好的催化劑以及較高的氫分壓。加氫脫氮反應也是放熱反應，但是其對反應器中總反應熱的貢獻率不是很大，一般脫除率也只有50%～60%。

2.2.4 渣油加氫脫殘炭（HDCR）反應

渣油加氫脫殘炭也是渣油加氫工藝過程中的一個重要反應，殘炭同樣廣泛存在于渣油的瀝青質中，這跟它們中間包含眾多的稠環和雜環芳烴密切相關，因為這些芳烴物質都是導致渣油殘炭高的前身物。在渣油加氫反應過程中，作為殘炭前身物的稠環芳烴逐步被加氫飽和，稠環度逐步降低，逐漸變成少于五元環的芳烴，這就不再生成殘炭前身物了。

3 渣油加氫工藝流程中主要影響因素分析

3.1 渣油性質

渣油中硫含量直接影響產品質量，因此要進行渣油加氫脫硫操作，而硫含量的多少直接影響反應中催化劑的活性，硫含量較高會導致渣油加氫脫硫反應效率，要提高反應效率，就會通過提高反應器操作溫度來實現，而操作溫度的提高會導致催化劑上的結焦增多，致使催化劑失活。

3.2 工藝條件

在眾多的反應條件中，溫度是最為關鍵的一個參數因素，它對獲得產品的收率、質量以及氫消耗都有著直接的影響，在不同的反應階段，溫度的取值也大不相同，尤其是當催化劑活性降低的時候，溫度因素的作用就至關重要。

3.3 反應壓力

反應壓力中的氫分壓直接影響渣油加氫反應的整個流程，尤其是影響催化劑的性能，提高氫分壓可以有效減少催化劑上平衡焦炭沉積量，降低催化劑失活速度，延長催化劑使用壽命。通過相關實驗得出：氫分壓如果在短時間內下降1.0MPa，將使催化劑脫硫活性損失3℃，其中1℃屬永久性損失，并且當氫分壓恢復正常時是不能恢復的。

4 結束語

為適合加工劣質、含硫渣油的需要，渣油加氫處理工藝技術得到了廣泛的應用。在實際操作過程中，要根據對原料油的適應性、工藝特點、產品及反應條件的要求，選擇不同的渣油加氫工藝方案。此外，不同類型的渣油加氫工藝以及加氫與催化裂化等加工技術要靈活組合，進一步提高加氫處理工藝的操作水平。

Analysis of Main Types of Residuum Hydrotreating Process and Its Operation

Feng Sheng-wei，Zeng-qi

In order to effectively utilize the petroleum resources and meet the market demand for light and middle distillate oil，it is urgent to carry out the treatment of the residue.At present，the domestic petrochemical enterprises to carry out residue processing mainly through solvent deasphalting，thermal processing，residue hydrogenation，residue catalytic cracking and other methods to solve，which residue hydrotreating technology due to better residue desulfurization effect and light Quality oil yield，is the fastest growing technology in recent years.This paper introduces several main factors that affect the operation of residue hydrogenation process on the basis of several common hydrogenation processes.

residue ；hydrogenation process ；type ；operation ；inf l uencing factor

TE624.4

：A

：1003–6490（2017）07–0102–02

2017–05–20

馮圣偉（1989—），男，四川達州人，操作員，主要從事渣油加氫工藝操作。