(第十章第四、五节)
渣油加氢工艺反应器类型
固定床 渣油+H2
移动床
生成油+H2 催化剂
沸腾床
浆液床
生成油+H2
生成油+H2&#油 催化剂 +H2
渣油 催化剂 +H2
渣油+H2+催化剂
几种渣油加氢工艺技术特点
工艺类型
可加工原料油: Ni+V, ppm 残炭值,%
反应压力, MPa 反应温度, ℃ 体积空速, h-1 主要反应类别 渣油转化率, %
H HH
H2(+H2S) NixSy
Ni-X
催化剂使用寿命(t)与MOC的关系
催化剂使用寿命(t) ≈催化剂容金属能力(MOC)
催化剂级配的作用
渣油Ni+V含量与催化剂耗量的关系
14.00 7.00 3.50 m3原料油/kg催化剂 1.75
0.35 脱硫率/%
催化剂活性与寿命的平衡
催化剂级配
Ⅰ
最高温度
1
25 10 13 10 14 100
装置套数
12 5
1
16 5 7 5
7
58
沸腾床
500 600 1230 125 0 0 0 145 2600
所占比例,% 19 23 47
500
0
6 100
装置套数
44
6
100
0
1
16
占世界渣油加氢总能力：固定床＝82％；沸腾床＝18%
固定床渣油加氢在炼厂中的作用
复杂 成熟
较复杂 开发中
中等
较高
中等
不同渣油加氢工艺产品性质比较
(原料：Safaniya VR)
工艺类型
减压瓦斯油 收率(占进料)/% 比重
S/% N/ppm 康氏残炭/% 减压渣油 收率(占进料)/% 比重
S/% N/ppm C7沥青质/%
固定床/移动床
20～35 0.925～0.935
0.25～0.5 1500～2500
KFR-70 KFR-72
Criterion Topsoe
RM-5030
TK-719 TK-733
RN-5210
TK-743 TK-753
RN-5650 RN-5610
TK-773
(RN-440)
渣油加氢 反应器压 降与催化 剂污染程 度的关系
抑制压降的技术措施
环形保护剂、级配装填 蝶形主剂
三种主催化剂形状的选择
颗粒截面形状 催化剂利用率，% 压碎强度，N/mm 相对床层压降，%
三叶形 82 23.1 100
非对称四叶形 96 25.3 86
蝶形 98 37.8 80
三叶草催化剂颗粒形貌
蝶形催化剂颗粒形貌
固定床 (移动床+固定床)
沸腾床
AR或VR
VR
<200 (>200)
>700
<10～20
<40
10～20
10～20
360～415
400～440
0.15～0.4
0.2～0.6
催化
催化、热裂化
20～50
40～90
浆态床
VR >700 任何劣质渣油 10～30 450～480 0.7～1.5 热裂化、催化 >90
脱金属率: ≥90%
残炭转化率: ≥60% 加氢渣油性质：
脱氮率: ≥50%
硫: 0.3wt%～0.5wt%
氮: 0.15wt%～0.25wt%
CCR: 4.5wt%～6.5wt%
Ni+V: 5～15ppm
渣油加氢技术难点及解决措施
抑制反应器压降升高，防止出现热点 沥青质的加氢转化 催化剂使用寿命与活性的平衡
沙轻减渣
伊朗常渣 科威特常渣
沥青质 S N Ni V
沥青质是什么？
定义：庚烷不溶物
沥青质含量与HDS反应速度的关系
（反应温度：380℃）
logKs
1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
0
2
4
6
8 10 12
原 料 油 中 沥 青 质 含 量 /%
沥青质对渣油加氢的影响及对策
催化剂 失活
所占比例, %
25
32
3
17
23
100
2007年－1999年 480 7800 350 2000 5310 15940
所占比例, %
3
49
2
13
33
100
内容
渣油加氢主要工艺类型 固定床渣油加氢影响操作的主要影响因素
原料油性质 工艺条件的选择、内构件、催化剂级配 沉渣（或干泥）的生成
工业化渣油加氢技术
R
R
R
+
R R
R
R
+
R
R
R
R
R
+
+
R
R
R
R
R
+ C1-C4 R R
渣油转化率对干泥 生成的影响
干泥(Dry Sludge) 或沉渣(Sediment)
不同原料油残炭加氢转化性能比较
原料油 密度 (20℃), g/cm3 CCR, % S, % N, % 沥青质, % 相对残炭加氢转化速率
沙轻减渣 1.0128
A列 一 反
A列 二 反
B列 一 反
B列 二 反
RHT技术对 渣油加氢技术难点的解决
抑制反应器压降升高，防止出现热点 沥青质的加氢转化 催化剂使用寿命与活性的平衡
沥青质含量 及其所含杂质含量占原料总量的百分数,%
渣油沥青质中的杂质含量
80 70 60 50 40 30 20 10
0 塔河常渣
胜利减渣
渣油原料 6.8
112
常规
大孔径
生成油
1.4
0.5
79
93
33
23
71
80
加氢脱金属反应过程
NN Ni
NN
Ni-P
H2
NN Ni
NN
H H HH
Ni-PH2
HH
H
H
H2
NN
Ni
NN
H H HH
H2(+H2S) NixSy
Ni-PH4
NixSy
H2
HH H H HH H
H NN
Ni
N
H H HH
N H
Na对催化剂HDS活性的影响
反 应 温 度 , ℃
运转时间/天 无Na的原料 Na为22ppm的原料 （反应温度为产品硫含量达到0.3%所需要的平均温度）
渣油中的固体颗粒及盐分
主要造成反应器压降增加，液体分配不均， 产生热点等； 固体颗粒：泥沙、硫化铁等，原料进反应器 之前要有较好的过滤； 盐分: 钠、钙及钾的氯化物，原油必须经过两 级电脱盐，不能采用往常压分馏塔注碱的防 腐方法。
渣油加氢装置反应温度变化
R
R
R
R
RN
S
R
R
H2 (a)
R
R
R
(a) 氢解 (b) 芳烃饱和 (c) 环烷开环 (d) 加氢裂化
R
R
H2 (b)
R
R
R R
R + H2S + NH3
R (b) H2
H2
R
(b)
R
R H2
(c)
R
R
R R
R R
H2 (d)
R
R
R
R H2 (d)
H2 (d)
残炭加氢转化反应 (HDCR)
国内外固定床渣油加氢 技术专利商
专利商 CLG (A Chevron and ABB
Lummus Global Joint Venture)
UOP
Axens
RIPP, SINOPEC
FRIPP, SINOPEC
技术名称 RDS/VRDS/UFR/OCR
RCD Unionfining Hyvahl RHT S-RHT
石家庄炼化 800万吨/年炼油项目
典型的固定床渣油加氢工艺流程
固定床渣油加氢装置 典型操作条件
反应氢分压 : 12～17MPa 平均反应温度: 360～415℃ 进料体积空速: 0.16～0.40h-1 氢油体积比: 600～900Nm3/m3 氢耗: 130～220Nm3/m3 催化剂使用寿命: 11～18 Months
高的氢 分压
足够的扩 散时间 (低空速)
大孔径 催化剂
催化剂 结焦
加氢转化，大 分子到小分子
脱出M, S, N, CCR
RHT技术对 渣油加氢技术难点的解决
抑制反应器压降升高，防止出现热点 沥青质的加氢转化 催化剂使用寿命与活性的平衡
两种脱金属催化剂性能比较
脱金属剂
C7不溶物,% 沥青质转化率,% Ni+V, μg/g 脱金属率,%
Ca沉积造成渣油加氢催化剂结块
样品取自胜利炼厂VRDS装置。 该装置加工孤岛VR，Ca含量约20ppm。
元素分析结果,%
项目 废催化剂颗粒 结垢层
Mo
8.4
2.7
Ni
15.4
8.0
Ca
2.3
19.2
V
0.9
0.5
CaS
Fe
0.3
3.9
S
11.0
21.6
C
4.5
7.0
Ca以CaS形式沉积 在催化剂颗粒表面
26
世界渣油加工能力(×104t/a)
工艺技术 截止到1999年