悬浮床加氢技术进展

20201116-我所开发的重质油悬浮床加氢技术千吨级中试装置开车成功发布时间：2020-11-16供稿部门：DNL0802日前，由我所开发的重质油悬浮床加氢技术在克拉玛依市独山子区完成千吨级中试装置建设并开车成功。

石油是当今社会经济发展依赖的最重要资源之一，随着开采量的增加，常规石油的可供利用量日益减少，石油资源呈现劣质化和重质化趋势。

重质油包括利用常规技术难于开采的具有较大粘度和密度的非常规石油，其可采储量超过常规原油剩余探明储量，还包括常规石油加工过程剩余的难加工残渣。

我国大多数原油较重，减压渣油含量一般高达40%-50%，甚至更高。

世界范围内，重质油资源量丰富，但其深度转化及高效利用也一直是国际炼油行业的难题。

较之现有的重质油转化技术，悬浮床加氢工艺依靠较高的反应温度和反应压力使重质原油深度裂解，可获得最多的轻质燃料和化工原料，对所处理原料的杂质含量基本没有限制，甚至可加工沥青和油砂。

近年来，国际上主要的炼油公司都在探索悬浮床加氢裂化技术的研究和工业化应用。

自2012年，我所烷烃转化新催化材料及新过程研究组开始重质油悬浮床加氢技术的研究开发工作，开发出了创新的加氢工艺、核心反应器和低堆积度纳米硫化钼催化剂，完成了悬浮床实验室吨级装置试验和催化剂工业放大生产。

反应工艺和催化剂对煤焦油、乙烯裂解焦油、减压渣油、重油和油砂沥青等重质油原料表现出良好的适应性。

2015年，克拉玛依市政府与我所签署战略合作协议，共建“先进能源化工及清洁生产技术创新中心”，依托新疆重质油资源，合作开发洁净能源技术，服务国家能源战略。

在此基础上，我所与和克拉玛依市先能科创重油开发有限公司合作开展重质油悬浮床加氢千吨级中试。

经过几年的紧张建设和调试，9月28日，重质油悬浮床加氢千吨级装置以乙烯焦油重组份为原料正式投料开车；11月1日，装置打通全流程产出加氢石脑油、柴油和蜡油。

千吨级重质油悬浮床加氢中试装置实现连续运行200多小时，并完成168小时的物料衡算试验，重油加氢实现沥青质转化率＞99%，残炭脱除率＞95%。

劣质油悬浮床加氢催化剂的开发及其产业化技术项目简介成果简介：2016年，该成果与XX环保新材料股份有限公司合作，在河南自主设计建设了年加工量为15.8万吨的悬浮床加氢装置，该装置采用单位国家工程研究中心和三聚环保率先在国内成功开发出满足首套年加工15.8万吨的超级悬浮床加氢工业装置要求的高性能催化剂，实现劣质重油总收率达到95%以上，并实现以煤焦油为原料，自2016年2月21日投油运行以来到已持续安全平稳运行，被业界认为是悬浮床加氢技术的重大突破。

1、关键技术及其先进性我国原油加工量2015年已经达到5.22亿吨，其中常规原油约为4.2亿吨，劣质原油约为1亿吨，以沸点高于500 ℃的减压渣油的收率为23%估算，加上国产和进口非常规原油(如辽河稠油、加拿大油砂沥青、委内瑞拉超稠油以及煤焦油等)，我国炼油工业所加工的重质油所占比例约为50%。

因此，重质油的高效转化利用直接影响到我国石油和能源工业的可持续发展。

在现有各种重质油加工技术中，悬浮床加氢技术被公认为是最先进的加工技术。

该工艺技术具有原料油适应性广、重组分转化率高和反应器结构简单(空筒或环流)等优点，因而在世界范围内得到了广泛的重视。

目前，尽管国内外已开发出各种不同的悬浮床加氢技术，但迄今为止该技术仍未获得大规模的工业应用，这主要是因为：重质油特别是其渣油具有高硫、高残炭、高黏度、高金属和高沥青质等特点，是一种复杂的胶体系统(其中沥青质是分散相，胶质为胶溶剂，油为分散介质)，这要求催化剂具有很高活性、稳定性和抗中毒性。

否则，随着反应的进行，沥青质相对含量增加，沥青质自由基加氢反应变弱，易发生缔合进而结焦，导致催化剂的失活和反应器的结焦。

因而，悬浮床加氢技术研发的关键在于开发高性能的催化剂。

2、关键技术产业化运用情况悬浮床加氢催化剂单程通过而消耗，以年加工100万吨劣质重油的悬浮床加氢装置为例，每加工一吨劣质重油需约1.5%催化剂，年需催化剂达1.5万吨，催化剂产值将达2亿元以上。

渣油悬浮床加氢与沸腾床加氢技术的比较贾丽（抚顺石油化工研究院113001）随着全球经济的快速发展，轻质、清洁燃料油需求的快速增长及原油品质越来越差，重组分含量越来越高，如何有效利用不可再生的石油资源，实现渣油最大限度的轻质化，生产高价值石油产品是当前面临的重要课题。

渣油是一个非常复杂的体系，含有硫、氮、金属等杂原子以及胶质、沥青质等非理想组分，具有高粘度、高残碳的特点。

渣油加工技术包括加氢和脱碳两类工艺过程，其中脱碳工艺主要包括溶剂脱沥青、焦化、重油催化裂化等，该工艺过程得到的轻质油收率低，而且硫、氮含量高，难以直接使用。

加氢工艺主要包括加氢处理，加氢精制等。

脱碳工艺设备投资低，但液体产品收率低，性质差。

相比之下，渣油加氢工艺可将绝大部分杂原子脱除，在得到一部分轻油的同时，加氢渣油的性质也大为改善，可作为低硫燃料油或作为催化裂化和焦化的原料进一步轻质化，生产出更多的轻质油。

因此，在目前环保要求日益严格的形势下，加氢工艺，尤其是渣油加氢工艺在炼油工业的地位和作用越来越重要，渣油加氢技术也得以快速发展。

目前比较成熟的渣油加氢技术为固定床渣油加氢，但该工艺受到原料性质的制约，对原料的金属，残碳等指标要求比较严格。

而沸腾床和悬浮床的渣油加氢工艺原料适应性广，对进料的性质基本没有太严格的要求，并且具有操作灵活等特点，所以收到人们的广泛关注。

抚顺石油化工研究院从十九世纪六、七十年代就曾经进行过沸腾床渣油加氢技术的研究，目前在原有研究的基础上又对沸腾床加氢技术进行深入广泛的试验研究，使用自主开发的三相分离沸腾床技术进行了大量的冷模和热模试验。

同时抚顺石油化工研究院从九十年代至今一直进行悬浮床渣油加氢工艺和催化剂的研究工作，在试验研究中发现悬浮床渣油加氢和沸腾床渣油加氢技术虽然各具特色，但二者也有很多相近之处，在技术开发过程中可以相互借鉴和相互促进。

石油化工建设2020.05随着我国经济高速发展，对能源的需求日益加大，同时国家对环保要求越来越高，对油品的质量要求也越来越严，需要有更清洁的能源来满足市场需求。

经过多年的发展，我国的优质原油越来越少，而且目前国内传统重油加工技术路线大都采用固定床渣油加氢、渣油催化裂化或延迟焦化组合汽、柴油加氢处理等，其转化率在70%以下，造成大量的浪费与污染。

提高产品质量和油品的转化率，是石化行业亟待突破的技术难题。

全国首套鹤壁华石15.8万t /a 悬浮床（MC T ）焦油加氢示范项目的顺利投产，并产出合格产品，标志着由北京三聚环保新材料股份公司和北京华石联合能源科技发展公司联合研发的悬浮床加氢装置工艺成功地攻克了油转化率低及原料多样化难题。

应用该技术处理渣油，生产清洁汽油、柴油，可以简化工艺流程，节省投资，提高收益率。

且各种油品转化率均达到96%～99%，轻油收率达92%～95%，远远高于传统技术的70%以下收率。

而中国化学工程第六建设有限公司对悬浮床油品加氢装置关键施工技术的研发应用，克服了悬浮床主要核心设备冷壁反应器及内部结构的安装难题，克服了高温、高压不锈钢管道的焊接及稳定化热处理施工困难，以及高压系统氢气气密的施工困难，确保了施工质量，缩短了施工工期，节约了成本，为承接类似工程积累了经验，为悬浮床油品加氢技术在我国的推广应用提供了技术保障。

1冷壁反应器内衬筒的安装悬浮床加氢装置核心设备冷壁反应器（图1、2）为氢气、加氢油品、催化剂提供了反应场所，其内部反应温度为450～470℃，工作压力为21.3M ～22.4MP a 。

设备内部浇筑隔热耐磨衬里层和内衬套筒，内衬筒的安装避免了高温、高压介质进入设备后对其隔热耐磨衬里层的冲刷，有效延长了隔热耐磨衬里层及设备整体的使用寿命；同时还能防止隔热耐磨衬里层因长时间介质冲刷，局部脱落后进入工艺管道，影响正常工艺生产。

该冷壁反应器内衬筒采用中空式安装（即内衬筒与隔热耐磨衬里间有20～30mm 的间隙），在高温状态下膨胀间隙的控制是保证施工质量的关键。