稠油加氫處理試驗研究

耿新國，劉鐵斌，李洪廣，翁延博，張慶軍

（中國石化撫順石油化工研究院，遼寧 撫順 113001）

全球面臨原油資源短缺的挑戰。與 2009年相比，我國在2010年生產原油2.03億t，進口原油達2.39億t，完成原油加工量4.23億t，對外依存度達到54.5%[1]。而2011年原油凈進口量2.5億t，對外依存度達到55.1%[2]。預計2015～2020年我國石油對外依存度將上升到62%~68%左右，資源穩定供應的挑戰日益嚴峻。加氫處理可以顯著提高石油資源利用率，同時過程清潔環保，是今后煉油工藝的發展方向。本文以拓展固定床渣油加氫裝置原料范圍為目的，對常規不走加氫路線的一種劣質稠油進行了加氫試驗研究。

1 試驗部分

1.1 試驗裝置

加氫試驗在中型固定床渣油加氫試驗裝置上進行，該裝置模擬工業裝置建造，自動化程度高，可較好的重復工業裝置運轉結果。

催化裂化試驗在高低并列式提升管催化裂化裝置上進行，裝置處理量可達到1.0 kg/h以上，可較好的模擬工業裝置操作。

1.2 試驗用催化劑

加氫試驗用催化劑為撫順石油化工研究院研制的FZC系列渣油加氫催化劑，采用脫金屬劑：脫硫劑=56∶44的裝填比例。

催化裂化試驗用催化劑為 95%的 LBO-10和5%的LBO-A混合催化劑。

1.3 試驗原料油

試驗過程采用了一種劣質稠油，性質如表1所示。

表1 稠油性質Table 1 Properties of heavy oil

因該稠油粘度太高，較難泵入試驗裝置加工處理，因此，借鑒常規固定床渣油加氫工業裝置的普遍做法，采用焦化蠟油、催化回煉油及重蠟油對該稠油進行了稀釋，以降低其粘度。稠油占比68%的混合稠油性質如表2所示。

配制的混合稠油原料，其硫含量為2 100μg/g，殘炭含量為7.52%，釩含量僅為0.43μg/g，但氮含量高達 5 112μg/g，鎳含量高達 33.00μg/g， 100℃粘度依然高達178.70 mm2/s，并具有芳烴含量低、飽和烴含量高、膠質含量高和瀝青質含量也相對較高等特點，是一種較難加工的混合稠油原料。

表2 混合稠油性質Table 2 Properties of blend heavy Oil

2 試驗結果與討論

2.1 混合稠油的加氫試驗結果

表3 加氫試驗條件及產品分布Table 3 Hydrotreating conditions and product distribution

采用表2所示的混合稠油在裝填FZC系列催化劑的中型裝置上進行了加氫處理試驗，試驗條件及產品分布見表 3，加氫處理后的＞350 ℃加氫常渣主要性質見表4。

表4 加氫處理試驗＞350 ℃加氫常渣主要性質Table 4 Properties of ＞350 ℃ hydrotreated AR

由表 4可見，加氫常渣硫含量非常低，硫含量僅為0.04%，殘炭含量較高，氮的脫除率也較低。四組分是關系催化裂化性能的一個重要指標，從分析結果看，加氫常渣中飽和分高達67.60%，同時氫含量有一定幅度增加，說明加氫常渣具有非常好的可裂化性能。總體看加氫常渣可以作為催化裂化原料。

2.2 加氫常渣的催化裂化試驗結果

采用加氫處理試驗＞350℃加氫常渣進行的FCC試驗結果如表5和表6所示。

表5 FCC試驗工藝條件和產品分布Table 5 Process conditions and product distribution of FCC test

表6 FCC試驗產品主要性質Table 6 Main properties of FCC test products

由表5可見，＞350 ℃加氫常渣進行FCC單程通過試驗，汽油產率高達 50.77%，柴油產率為14.51%，重油產率為 9.93%，焦炭產率為 9.98%，單程轉化率為 75.56%，輕質油收率為 65.28%，高附加值產品（汽油+柴油+液化氣）收率為78.68%。說明混合稠油原料經過加氫處理后FCC性能較好。

由表6可見，FCC汽油餾分硫含量僅為58.32 μg/g，研究法辛烷值高達 94.6，可以作為汽油調合組分；FCC柴油餾分需進一步加工處理。

3 結 論

（1）混合稠油原料具有硫低、氮高、釩低、鎳高、飽和烴含量高、芳烴含量低、膠質和瀝青質含量高等特點，不適宜直接作為RFCC裝置進料，但可以作為固定床渣油加氫裝置進料。

（2）加氫處理和催化裂化試驗結果表明，混合稠油原料經過固定床加氫處理，雖然雜質脫除率不高，但其＞350 ℃加氫常渣具有較好的FCC性能，具有單程轉化率高、輕油收率高、高附加值產品收率高、汽油產品硫含量低和研究法辛烷值高等特點。

［1］ http://smfws.mofcom.gov.cn/aarticle/zhuantdy/201102/20110-207402428.html.中華人民共和國商務部網[OL].2011-02-16.

［2］ 特別報道.國民經濟保持較快增長 中國油氣引領全球市場[J].中國石油和化工,2012(3): 13-16.