沸騰床渣油加氫裂化裝置防結焦技術分析

（中海石油寧波大榭石化有限公司 浙江 315812）

在我國原油性質逐步劣質化與進口原油逐步增加背景下，沸騰床渣油加氫技術隨之產生，完成能源清潔生產和利用率的提高，處理好煉油工業綠色可持續發展的困境。新時期下，為了國家更好的發展，應該研究沸騰床渣油加氫技術的基礎特征，明確沸騰床渣油加氫技術設計思路，挖掘沸騰床渣油加氫裂化工藝技術要點，結合技術操作難點進行整合方案的設計，全面增強沸騰床渣油加氫技術的運用價值，具體如下。

1.沸騰床渣油加氫裂化工藝概述

（1）H-Oil沸騰床渣油加氫裂化工藝。針對H-Oil工藝而言，本質上是催化加氫裂化工藝，目標是開展重油與渣油的具體轉化過程與改質過程，因為H-Oil工藝存在著處理重油的靈活性，可生產相對潔凈的運輸燃料，被廣泛的作用在渣油加氫裂化市場中。H-Oil對于收率方面與產品質量選取方面也存在一定的靈活性[1]，工藝運用期間尚未轉化的渣油能夠用來進行燃料油的生產、氣化制氫處理與焦化裝置加工等。

（2）LC-Fining沸騰床渣油加氫裂化工藝。LC-Fining工藝可脫除渣油與重油內的雜質，同時把其轉變為餾分油的一種有效技術。LC-Fining以及H-Oil工藝存在相同點，在混合原料油與氫氣之后，把相關物質納入在沸騰床加氫裂化反應器內，處于流化環境中實施熱裂化與加氫脫除硫操作，完成餾分油的生產。結合加工原料油與目的產品的差異性，設置一個反應器，或者更多。現階段LC-Fining工藝占據著渣油加氫裂化時長的較大份額。

（3）H-Oil與LC-Fining對比。一般而言，H-Oil技術要串聯兩臺反應器，LC-Fining技術需要串聯三臺反應器，對應的雜質脫除率數值更大。兩種工藝不存在根源上的不同，兩者反應器結構整體上對比是相同的，均涉及流體分布體系、分離循環體系與催化劑加排體系，催化劑之間能夠實現互相通用。兩種技術的不同之處是，H-Oil技術更加適合外置循環泵的操作，且LC-Fining技術更加適合內置循環泵的操作[2]。

2.沸騰床渣油加氫裂化裝置防結焦技術優勢

（1）反應器催化劑床層壓降低。沸騰床反應器中催化劑床層在完全返混的狀態下，在氣、液與固三相完全混合的情況下，確保催化劑和氫氣緊密接觸，反應器中催化劑床層一直表現出沸騰狀態[3]，所以不含有雜質堵塞床層的一系列問題，對應反應氣壓有所減小，能夠實現多樣化重質原油渣油與油砂瀝青油的加氫處理。

（2）能源消耗低。對于沸騰床的反應器，反應熱憑靠循環油以及原料油直接交換，節約高壓換熱器面積，減小加熱爐熱負荷，能量利用率數值增加。并且沸騰床渣油加氫裂化技術通過熱高分流程，降低反應流出物冷卻負荷，不需另外設置分餾塔熱進料換熱與加熱爐，完全對熱量進行回收，節約裝置投資以及能源消耗。

（3）反應器催化劑活性具備穩定性。在沸騰床反應器中運用催化劑，能夠隨時隨地在線增加與減少，確保反應器催化劑活性保持恒定狀態，穩定產品收率，以免出現由于固定床反應器末期產品收率變化與產品質量降低造成物料總平衡體系失衡問題[4]，使得裝置操作周期得以延長。

（4）裝置操作彈性較大對于防結焦技術，沸騰床加氫工藝具備一定的工藝靈活性，以操作溫度調節與催化劑種類劃分為主，此種技術能夠滿足原料性質的多樣化條件變動需求，提高裝置操作加工水平。

（5）級間罐裝置與新氫共用壓縮機。串聯反應器進行的級間罐配置，給予反應器流出物加以分離處理，反流出物經過脫除輕組分之后，重組分與氫氣混合后開展二反反應，運用級間分離技術，能夠增加二反氫分壓，減小二反空速，使得反應深度得以增加，確保二反容積利用率更高。對于新氫共用壓縮機，通過反應進料溫度實現沸騰床反應器床層溫度的控制，不需額外設置冷氫裝置，而循環氫量是比較小的，所以冷高分氣經膜分離提純之后能夠直接在新氫壓縮機中增加壓力，以不設置循環氫壓縮機為基礎，減小投資量，節約操作流程[5]。

3.沸騰床渣油加氫裂化裝置防結焦技術運用思參

（1）明確操作條件和沉淀物含量之間的關系。在運用沸騰床渣油加氫裂化裝置防結焦技術過程中，反應物沉淀物含量和原料以及催化劑存在緊密相關，若裝置設計接受，相關的因素不輕易更改。對于具體生產與實踐，往往要調整部分操作條件控制沉淀物出現沉積現象，確保裝置可長時間運作[6]。經過一系列研究，若增加反應器加權溫度，使得其他條件保持不變，渣油的轉化率會有所增加，在一定程度上表明反應溫度升高便于渣油轉化率提升，增加油品產量。可是在渣油轉化率增加過程中，對應的反應物涉及沉淀物會增加，加權溫度達到428℃時，熱低分油的沉淀物含量上升大約0.71%。充分明確加權溫度的增加可能引出瀝青質聚集成焦，增加反應器熱中分與減壓塔結焦風險，不利于裝置長久運作。

（2）思考高芳香性稀釋油和沉淀物之間的關系。立足于瀝青質析出沉積相關理論，增加膠質與芳烴含量時，對應不穩定指數會減少，油品穩定性有所增加。在飽和烴與瀝青質含量加大的情況下，對應不穩定數值會升高，降低油品穩定性。以增強渣油轉化率為目的，不影響裝置運作周期，如果在原料中適當增加高芳烴的組成成分，會減小油品自身的不穩定指數，控制瀝青質沉積。因此在運用沸騰床渣油加氫裂化裝置防結焦技術期間要確保高芳烴選擇足夠合理，減少瀝青質沉積現象產生幾率，使得裝置更長時間運作。

4.沸騰床渣油加氫裂化裝置防結焦技術發展趨勢

（1）國內防結焦技術發展。沸騰床渣油加氫技術的發展存在較大程度的進展，我國典型的FRET沸騰床反應器和國外技術進行對比，存在著催化劑顆粒小于反應器利用率大的特征。三相分離器包含三個區與下料口，內筒形成三相分離器的氣泡分離區，對應內容與外筒之間環狀空間發展為液固相折流區，其中內筒下端開口與反應器內壁形成圓環狀開口，分離完成的固體微粒狀催化劑再次返回催化劑床層中[7]。在FRET的工藝制造期間，混合渣油原料與氫氣，以下進料的方式為主在反應器底部借助噴嘴裝置散發在沸騰床反應器中，確保反應器內催化劑維持沸騰狀態。反應期間，催化劑布滿反應器的相關反應區，有效區反應把加氫反應當作核心點，便于增高反應器催化劑藏量。此外反應器上部區域中，經過分離器得到的固體催化劑返回催化劑床層體系內，這樣液體產品與氣體產品一同流入高溫高壓分離器中，三相分離器更加容易生成波動，事故的環境下便于催化劑攜帶。因為不需顧及循環泵，僅僅憑借原料泵和氫氣促使催化劑沸騰，若原料泵和新氫壓縮機產生故障，在很大程度上會影響反應器催化劑的沸騰狀態。國家催化劑顆粒體積是比較小的，給氣體與液體的攜帶提供一定條件，作為防結焦技術發展的關鍵點。因為沸騰反應器具備流體力學的特點，反應器中返混相對嚴重，單一反應器不能滿足雜質脫除率的指標，所以要串聯一個或者更多的沸騰床反應器加以實現。

（2）防結焦技術發展趨勢。今后的防結焦技術發展期間，進一步提高此項技術的加工水平。立足于渣油加氫，加工水平的提升要注重原料空速指數的提升[8]。因為渣油原料是比較重的，對應雜質含量也有所增加。在雜質脫除率提升過程中，要充分思考催化劑和工藝技術的發展趨勢，適當引進懸浮床加氫技術，實現劣質含硫原油渣油加工，深層次的達到減壓渣油轉化目標，整合加工流程，從某種層面上研究對環境保護起到積極影響。

5.結束語

綜上所述，沸騰床渣油加氫裂化裝置的防結焦技術廣泛應用，可更好的提高經濟效益與保護環境效果。在今后運用與創新中，要重點對此項技術加以利用和完善，采取高效的手段提高防結焦技術利用率，為國家持續化建設提供巨大條件支撐。