加氢裂化技术的新进展本文主要简单介绍了加氢裂化技术的各种工艺技术及其优缺点，针对目前加工的原油变重的情况以及煤焦油加氢裂化装置的不断上马，重点介绍渣油加氢处理技术，最后简单介绍神华煤直接液化装置工艺情况。

认为固定床催化剂分级装填技术及沸腾床加氢技术取得了比较好的效果，值得推广。

标签：加氢裂化渣油加氢引言2014年国内石油消费量为5.08亿吨左右，国内石油产量为2.1亿吨左右，石油进口量约为2.98亿吨，对外依存度为58.66%，逼近59%。

如今新环保法对油品质量要求越来越严格，而炼油原料油品越来越重（今年来很多炼厂为了提高效益多加工国外高含硫稠油，原油硫氮含量、金属含量高），来源越来越广泛（煤焦油、燃料油、页岩油、沥青砂甚至是褐煤等也用来作为炼油原料），炼油厂对加氢技术有着越来越广泛苛刻的要求。

炼油企业为了应市场对油品质量的需求，增加企业利润，加工的原料油来源可能更加广泛，更加劣质，企业在改建、扩建或新建加工装置时，针对拟加工的原料，选取合理有效的工艺技术是很有必要的，既要考虑建设成本又要考虑生产维护成本及可能遇到的产品升级、原料变化、扩能环保等情况。

一、加氢裂化技术的发展加氢裂化工艺的特点是产品灵活性大，产品质量好，在炼厂装置组成中占有重要地位，可以起到根据市场变化调节产品种类的作用。

其生产的石脑油可作为汽油组份或作为催化重整原料生产BTX芳烃，可以生产喷气燃料和低硫柴油，也可以生产BMCI值低的尾油作乙烯裂解原料或润滑油原料。

加氢裂化技术渊源于上世纪30年代在德国应用的煤焦油加氢裂化，由于其操作条件苛刻（压力22.0MPa，温度400～420℃，室速0.64h-1）在二战后没有继续应用。

直到上世纪60年代，对汽油的需求增长很快，而当时催化裂化的转化率低，不能满足市场要求，加氢裂化技术才又受到重视，许多公司开发了有自己专利的加氢裂化技术，当时主要用于把CGO、LCO和VGO转化为汽油：如UOP公司的Lomax技术、Chevron公司的Isocracking技术、Union公司的Unicracking 技术、巴斯夫公司的DHC技术等。

随着FCC提升管技术和沸石催化剂的应用，FCC能大量生产高辛烷值汽油，同时市场上喷气燃料和柴油需求增长，所以自上世纪70年代以后，新建的加氢裂化装置都转向以VGO生产喷气燃料和柴油。

上世纪80年代以来，加氢裂化除了多产中间馏分以外，又生产乙烯裂解原料或高粘度指数润滑油原料。

二、加氢裂化工艺1.单段加氢裂化工艺[1]单段法加氢裂化采用一个反应器，既进行原料油HDS（加氢脱硫）、HDN（加氢脱氮）、HDO（加氢脱氧）、烯烃饱和、HAD（加氢脱芳烃），又进行加氢裂化；采用一次通过或未转化油循环裂化的方式操作均可。

其特点是：1.1工艺流程简单，体积空速相对较高；1.2催化剂应具有较强的耐S、N、O等化合物的性能；1.3原料油的氮含量不宜过高，馏分不宜过重；1.4反应温度相对较高，运转周期相对较短。

单段加氢裂化工艺流程示意图：2.两段法加氢裂化两段法加氢裂化采用两个反应器，20世初开始用于煤及其衍生物的加氫裂化。

原料油先在第一段反应器进行加氢精制（HDS、HDN、HDO、烯烃饱和、HAD并伴有部分转化）后，进入高压分离器进行气/液分离；高分顶部分离出的富氢气体在第一段循环使用，高分底部的流出物进入分馏塔，切割分离成石脑油、喷气燃料及柴油等产品；塔底的未转化油进入第二段反应器进行加氢裂化；第二段的反应流出物进入第二段的高分，进行气/液分离，其顶部导出的富氢气体在第二段循环使用；第二段高分底部的流出物与第一段高分底部流出物，进入同一分馏塔进行产品切割。

2.1两段法加氢裂化的特点2.1.1第一、二段的反应器、高分和循环氢（含循环压缩机）自成体系；2.1.2补充氢增压机、产品分馏塔两段公用；2.1.3工艺流程较复杂、投资及能耗相对较高；2.1.4对原料油的适应性强，生产灵活性大，操作运转周期长。

两段加氢裂化流程相对复杂，基本建设投资、催化剂投资、操作费用都较高。

因此，装置的套数较单段加氢裂化为少、规模也小。

但是，至今仍在不断发展和工业应用，2.2这主要因为其具有一定优点和特点：2.2.1气体产率低，总液收高，氢耗也相对较低；2.2.2产品质量好。

柴油具有更低的芳烃和硫含量；2.2.3对原料的适应性强，可以加工更重和质量更差的原料；2.2.4对产品的产率有更大的调节灵活性。

两段加氢裂化工艺流程示意图：3.一段串联加氢裂化工艺一段串联加氢裂化采用两个反应器串联操作。

原料油在第一反应器（精制段）经过深度加氢脱氮后；其反应物流直接进入第二反应器（裂化段）进行加氢裂化；裂化段出口的物流经换热、空冷/水冷后，进入高、低压分离器进行气/液分离，高分顶部分离出的富氢气体循环使用，其液体馏出物到低分进一步进行气/液分离；低分的液体流出物，到分馏系统进行产品切割分馏，其塔底的未转化油返回（或部分返回）裂化段循环裂化，或出装置作为下游装置的原料。

一段串联加氢裂化的特点是：3.1精制段催化剂应具有较高的加氢活性（尤其是HDN活性）；3.2裂化段催化剂应具有耐H2S 和NH3 的能力；3.3产品质量好，生产灵活性大，一次运转周期长；3.4与一段法加氢裂化相比，其原料油适应性较强，体积空速、反应温度相对较低；3.5与两段法加氢裂化相比，其投资和能耗相对较低。

一段串联加氢裂化工艺流程示意图：现在工业化生产的加氢裂化装置都采用固定床，操作条件大致为：压力（MPa）：10～20反应温度（℃）：315～400空速（h-1）：0.4～1.5氢油体积比：650～1400加氢裂化催化剂是双功能催化剂。

载体主要提供酸性，在其上发生裂解、异构化、歧化等反应，加氢活性则由金属组份提供。

在上世纪60年代载体主要是无定形SiO2-Al2O3，这种载体酸中心数少，孔径大，不易产生过度裂化，有利于多产柴油。

到上世纪80年代后，绝大多数载体含有沸石。

沸石的应用大大提高了催化剂的活性，使加氢裂化可在较缓和的温度和压力下进行。

金属组分可分为贵金属和非贵金属两类：1）常用的非贵金属组分有W、Mo、Ni、Co，多以硫化物状态使用。

其活性强弱顺序为：W-Ni>Mo-Ni>Mo-Co>W-Co。

2）贵金属组分则以Pt、Pd为主，多以金属状态使用。

在以生产中间馏分为主的加氢裂化催化剂，普遍采用Mo-Ni或Mo-Co，以生产润滑油料为主时则采用W-Ni。

三、渣油（重油）加氢处理技术原油中大部硫、氮杂质和几乎全部的金属和沥青质，富集于减压渣油中，这给渣油的加氢处理带来难度。

渣油加氢处理最初发展的目的是为了生产低硫燃料油。

其后因燃料油需求下降，轻质油需求上升，主要转向为RFCC（重油催化裂化）提供原料，同时生产一些轻馏份油。

由于RFCC原料对硫、氮、金属、残炭等有一定要求，因此渣油加氢处理必须同时具有脱金属、脱硫、脱氮、脱残炭等功能。

为了适应各种不同性质的渣油原料，多种渣油加氢处理工艺应运而生。

1.固定床渣油加氢处理工艺固定床加氢处理的特点是：工艺成熟、操作容易，产品质量较好。

未转化油可作为RFCC进料，反应温度较低，在各种渣油加氢处理工艺中，投资较低，是目前推广应用最多的渣油加氢处理工艺。

缺点是操作周期较短，对原料的適应性较差，一般只用于金属含量<200μg/g的渣油。

固定床渣油加氢处理的操作周期一般为10～24个月，影响运转周期的主要因素是置于前端的脱金属催化剂失活。

为了延长操作周期，在固定床的基础上又开发了几种渣油加氢处理技术。

1.1 Shell公司的Hycon移动床--固定床组合技术，该技术在反应部分前端先采用料仓式移动床反应器（可以在线添加新鲜催化剂和取出废催化剂）然后再进入串联的固定反应器。

1.2 IFP公司的Hyvahl-S技术，该技术是在反应部分的前端设置两个可切换操作的固定床反应器，从而可延长下游反应器的操作周期。

1.3 UOP公司的RCD —Unionfining加氢工艺，在反应器之前增加一个体积较小，装有脱金属催化剂的保护反应器，此保护反应器可在线切除。

Hyvahl工艺流程示意图：Chevron公司的OCR/RDS技术，该技术第一个反应器采用油剂逆向流动的上流式反应器，同时增加一套在线添加和取出催化剂的设施。

OCR工艺反应器示意图OCR工艺催化剂置换系统渣油加氢处理要完成脱金属、脱硫、脱氮、脱残炭等功能，有时还要求有缓和加氢裂化功能以得到一些轻质产品。

这些功能不是单一催化剂能够完成的，需要多种催化剂的协同配合。

各种催化剂的最佳组合方案应通过寿命试验来决定。

此外，每种催化剂还要按催化剂的粒度，孔径、活性等按比例分级装填，以达到所希望的产品质量和运转周期。

有研究表明好的催化剂装填，可使操作周期增加50%，所以催化剂的分级装填技术，对固定床渣油加氢处理工艺来说十分重要。

Chevron公司提出的一种渣油固定床加氢处理反应器中催化剂分级装填方案如下：固定床加氢的操作条件一般为：固定床加氢的操作条件一般为：反应温度：初期360℃，末期405～420 ℃反应氢分压：加工AR时10.6～17.6MPa加工VR时14.1～21.1MPa体积空速：加工AR时0.22～0.35h-1加工AR时0.15～0.25h-1氢油比500～1000 Nm3/m32.渣油沸腾床加氢处理工艺沸腾床加氢处理的优点：2.1对原料渣油的适应性强，对原料的杂质含量没有限制；2.2可以在线加入或取出催化剂；2.3系统内催化剂性能可保持恒定，运转周期比较长，通常为24～36个月。

缺点：2.3.1反应物流存在返混，产品质量不如固定床；2.3.2未转化油只宜作燃料油或焦化原料；2.3.3沸腾床加氢处理工艺应用面不及固定床。

沸腾床是一种气、液、固三相流化床。

氢气和原料油从反应器底部进入，与循环油混合后通过分配盘向上提升催化剂而使催化剂床层膨胀并保持沸腾态，催化剂床层的高度通过调节循环油量来控制。

催化剂膨胀使床层体积比静止时大30～50%。

已经工业化应用的沸腾床加氢工艺主要有两种，即Axen公司的H-oil和Lummus公司的LC-fining工艺。

两者源出一处，工艺流程基本相同，区别在于反应器的结构。

前者采用外循环方式，循环泵在反应器外，后者的循环泵则在反应器内。

沸腾床的操作温度比固定床高，一般为400～470℃。

需要维持较高的氢分压。

一般需在15MPa以上，空速在0.2～1.0h-1。

3.渣油悬浮床加氢处理[2]工艺悬浮床加氢处理工艺也是一种气、固、液三相反应过程，最早应用于煤的直接液化。

这种工艺主要优点是：3.1可以使用廉价的催化剂，而且使用量较少；3.2渣油转化率比较高，可达90%以上，馏分油产率可达50%以上；3.3适用于加工劣质渣油。