CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2015年第34卷第8期·2988·化 工 进 展国外渣油加氢技术研究进展张庆军，刘文洁，王鑫，蒋立敬，耿新国（中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，辽宁 抚顺 113001）摘要：随着原油劣质化趋势的加剧及环保法规的日益严格，渣油加氢技术已成为炼厂提高轻油收率的关键技术。
本文针对目前主要的渣油加氢技术，比较了固定床、沸腾床、悬浮床、移动床四大类型渣油加氢技术的优势和不足，重点分析了国外主要的渣油加氢技术的研究进展，探讨了未来的发展趋势。
固定床加氢技术最成熟，在可预见的未来仍将占据渣油加氢的主导地位；沸腾床加氢技术日趋成熟，代表未来渣油加氢的发展方向；移动床加氢技术暂不作为渣油加氢的有效手段；悬浮床加氢技术尚未实现工业化应用，正在建设多套工业装置，具有良好的发展前景。
渣油加氢技术与其他重油加工工艺进行优化集成，将会显著提高炼厂的经济效益。
关键词：加氢；固定床；沸腾床；移动床；悬浮床中图分类号：TE 624.4+3 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2015）08–2988–15 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2015.08.014Research progress in hydroprocessing technology for imported residuumZHANG Qingjun ，LIU Wenjie ，WANG Xin ，JIANG Lijing ，GENG Xinguo（Fushun Research Insitute of Petroleum and Petrochemicals ，SINOPEC ，Fushun 113001，Liaoning ，China ）Abstract ：With the use of increasingly heavy crude oil and stricter environmental requirements ，residuum hydroprocessing technologies have become a key upgrading process to improve the yield of light oil in refineries. This paper focuses on the main residuum hydroprocessing technologies at present ，compares four types of processes ，including fixed bed ，ebullated bed ，slurry bed and moving bed ，and analyzes the present status and developing trend of main residuum hydroprocessing technologies abroad in detail. Fixed bed hydrotreating technology is the most mature one ，and it will continue to dominate in the foreseeable future. Ebullated bed hydrocracking technology is becoming mature ，which represents the future of hydrocracking technology. Moving bed hydrogenation technology isn’t an effective means temporarily. Slurry bed hydrocracking technology hasn’t realized its industrial application yet ，but several sets of it are under construction and have a good potential. Optimized and integrated with other heavy oil processing technology will improve economic benefits significantly.Key words ：hydrogenation; fixedbed; ebullated bed; moving bed; slurry bed全球常规石油资源储量为3×1012～4×1012bbl ，而非常规石油资源，包括重油、超重油和油砂沥青的储量接近 8×1012bbl [1]。
随着原油重质化、劣质化趋势的加剧，市场对轻质油品需求的不断增加以及环保法规的日益严格，重油尤其是渣油的高效转化和清洁利用成为世界炼油工业关注的焦点。
渣油加氢是解决重油深加工最合理也最有效的 方法[2-3]。
目前，世界上渣油加氢工艺类型有四大类，即固定床、沸腾床（又称膨胀床）、移动床和悬浮床（又称浆态床）渣油加氢，已工业化的有固定床、沸腾收稿日期：2014-11-02；修改稿日期：2015-01-07。
第一作者及联系人：张庆军（1983—），男，工程师，硕士，研究方向为渣油加氢工艺开发。
E-mail zhangqingjun.fshy@ 。
第8期 张庆军等：国外渣油加氢技术研究进展 ·2989·床和移动床3种。
渣油加氢能力约为 281万桶/天，占到全球渣油加工能力的17%。
其中，约82%为固定床加氢处理，18%为沸腾床加氢裂化，尚没有悬浮床加氢裂化的工业应用装置[4]。
固定床加氢技术成熟性最高，发展最快，装置最多；沸腾床加氢技术发展迅速，不断得到推广应用；移动床加氢技术目前主要用作固定床的预处理系统；悬浮床加氢技术取得突破性进展，有待于进一步完善[5-6]。
1 固定床渣油加氢技术固定床渣油加氢技术在20世纪60年代就已经比较成熟，得到大量的工业应用，目前全世界约有70套工业装置，总加工能力达到123.255Mt/a [7]。
国外典型的固定床渣油加氢技术有美国CLG 公司的RDS/VRDS 工艺和UOP 公司的RCD Unionfining 工艺以及法国IFP 公司的Hyval 工艺等。
CLG 公司是由Chevron 与ABB Lummus Golabl 共同组建的一家技术公司，采用CLG 专利技术的渣油加氢能力占全球的50%以上[6]。
UOP 公司是世界上最早拥有渣油加氢技术的专利技术公司，其渣油加氢工艺占全球渣油加氢市场30%以上的份额，具有很成熟的技术和经验[6]。
IFP 公司的可在线切换反应器（PRS ）专利技术能够降低反应压降、延长运行周期、减少催化剂装填量。
表1为上述3家公司的工艺技术情况[6]。
表1 渣油加氢工艺技术对比项 目 CLG 公司UOP 公司 IFP 公司操作参数 反应器入口压力/MPa 18.92/19.3218.5/19.1 18.9 加权平均床层温度/℃ 387/404 383/404 370/415总空速/h −10.19 0.187 0.192 运行时间/d 333 333 333 产品分布（质量分数）/% 石脑油 2.33/2.99 2/4.21 1.5/2.16柴油 12.48/15.548.75/12.25 11.53/15.14渣油 82.06/77.5186/79.34 83.5/78.62化学氢耗 1.56/1.70 1.47/1.67 1.45/1.55产品质量 相对密度 0.9417/0.94110.925/0.925 0.939/0.937Ni+V/μg·g −16.3/14.7 8/15 10/13 S/μg·g −10.286/0.2950.3/0.3 0.28/0.29N/μg·g −1 2110/22802200/2000 1700/2000残炭/% 5.0/5.0 4.4/5.0 4.8/5.0 注：表中有两组数据的项目分别表示运行初期和末期。
1.1 固定床渣油加氢技术的优势和不足固定床渣油加氢技术的优点是工艺成熟，产品收率高、质量好，脱硫率可以达到90%以上，工艺和设备结构简单，投资费用少，操作稳定。
固定床渣油加氢装置可以加工世界上大多数含硫原油和高硫原油的渣油，主要对残炭和金属含量有严格的要求，而对硫含量和氮含量的要求相对不太严格[8-9]。
固定床渣油加氢技术主要用于催化裂化原料的加氢预处理，虽然转化率可以达到35%～45%，但由于要兼顾脱硫、脱残炭、脱金属和芳烃饱和的需要，所以一般转化率只有15%～20%[10]。
此外，固定床渣油加氢技术还有以下两大缺陷。
（1）在劣质原料加工方面有一定的局限性。
为保证装置的运转周期，通常需要控制原料油的总金属含量小于150μg/g ，残炭小于15%，沥青质含量小于5%[11-12]。
在处理高金属和高胶质、沥青质含量的原料时，催化剂结焦和失活较快，床层易被焦炭和金属有机物堵塞，产生压降和热点。
同时，固定床渣油加氢装置很难将高硫渣油的含硫量降至100～200μg/g （催化裂化装置需要生产含硫量小于10×10−6的清洁汽油组分）。
（2）催化剂用量很大。
催化剂使用寿命短，无法及时更换催化剂，空速很低，运转周期较短（一般在12～15个月），所以工业应用的局限性很大[10，13]。
1.2 国外固定床渣油加氢技术研究进展近年来，国外炼油技术开发机构在固定床渣油加氢技术的研发方面取得了一些新进展。
1.2.1 在工艺上的进展 固定床反应器前加上UFR 和PRS 保护反应器技术，是固定床渣油加氢技术的重要进展。
由于固定床加氢反应器的第一个床层容易堵塞，产生压力降，影响装置操作周期。
为了克服固定床对原料要求较高的缺点，通常会在主反应器前加设PRS 可切除、可切换保护反应器或上流式反应器（up flow reactor ，UFR ）[14]。
CLG 公司的UFR 工艺和IFP 公司的Hyval 工艺提高了固定床对原料的适应性，可加工杂质含量较高的原料油，大大延长了操作周期。
UFR 工艺是一种上流式固定床加氢技术，反应物流自下而上，使催化剂床层轻微膨胀，从而解决了常规固定床反应器初末期压力降变化大的问题，2000 年首次实现工业化。
目前采用UFR 技术的工业装置有3套，总加工能力达19.35Mt/a [15-16]。