关于对渣油加氢脱硫技术的研究

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【摘要】自七十年代以来，石油开采出来的原油质量开始变差，原油中的重质油含量尤其是渣油收率出现增加的趋势，而渣油和燃料油在燃烧过程中，渣油中所含的硫化物会与氧气结合形成二氧化硫、三氧化硫等气体排放到空气中，进而形成酸雨，影响人类正常的生活。为了改善渣油的燃烧性能，降低有毒气体的排放，需要对渣油进行脱硫处理，来去除硫化物，并使渣油转化为易以加工处理的原料油。对渣油进行脱硫处理的方式有加氢和不加氢两种，本文针对渣油的加氢脱硫处理技术，介绍了几种渣油脱硫装置，以及雪佛龙专利、IFP专利及联合油专利等三种固定床式渣油脱硫技术工艺。

【关键词】渣油 加氢脱硫 雪佛龙专利 IFP专利 联合油专利

1 几种渣油加氢脱硫装置的介绍

为了进行渣油的脱硫处理，首先就要选择合适合理的加氢脱硫装置，本文主要介绍三套用于渣油加氢脱硫的装置：

（1）中石化齐鲁分公司胜利炼油厂减压渣油加氢脱硫处理装置（简称VRDS）是引进美国雪弗隆（Chevron）公司的固定床渣油加氢专利技术，由华鲁工程公司设计，原设计规模为0.84 Mt/a，用于处理孤岛减压渣油，并于1992年5月21日一次投料试车成功；1999年采用了Chevron公司的最新专利―上流式反应器（Up FlowReactor，简称UFR）技术对装置进行扩能改造，以满足原料性质、处理量及产品质量等大幅度变化的要求。UFR-VRDS装置于2000年1月7日顺利投产，成为世界上首套采用UFR-VRDS 联合技术的装置。

（2）西太平洋石油化工有限公司的200万t/a加氢脱硫装置，该装置以处理进口的沙特轻、重混合原油（50：50）的常压渣油为主，该装置是联合油公司的专利，并有该公司提供工艺包，由中国石油化工总公司北京设计院完成最初设计和最终设计；

（3）茂名石油化工公司2.0Mt/a渣油加氢脱硫装置，该装置以减压渣油和减压蜡油的混合油为原料，其主要产品加氢脱硫渣油能满足重油催化裂化进料的性质要求，而最终实现了渣油的完全催化转化。

2 固定床式加氢脱硫技术

对于固定床式的加氢脱硫技术，目前世界上有商业选择意义的专业技术有：雪佛龙专利技术、IFP专利技术和联合油公司的专利技术等。下面简单介绍一下这三种专利技术：

2.1 雪佛龙渣油加氢脱硫专利技术

雪佛龙公司在渣油的加氢脱硫技术中，一般根据原料油的性质及产品选择合适的催化剂类型，可选的催化剂有：HDM ICR121、122、132及GC132；HDS ICR131、135、GC102、107；HDN ICR125、130。

利用该公司的专利渣油加氢脱硫装置，经过特定搭配的催化剂，表现出的加氢处理效果为：脱硫率88%～95%、脱氮率为50%～80%、脱金属率为70%～95%；脱炭残率50%～65%。反应条件为：氢分压12～16Mpa，温度为360～420度，体积空速为0.11～0.28/h，氢油比为800～1200。

加氢脱硫技术特点为：原料油从加热炉进入反应器，反应器一般采用两个床层，即一列反应器、二列反应器，并设有中部冷氢。根据分馏系统和能耗设置热高压分离器或中温高压分离器，并在催化剂的作用下进行硫分离技术。

2.2 IFP渣油加氢脱硫专利技术

IFP渣油脱硫技术的特点是采用了可切换式的保护性反应器对渣油进行加氢处理工艺。在进行脱硫的装置中一般设置了两台保护性反应器，其中一台进行脱硫操作，另一台则可以备用或处理废弃的催化剂或用于新催化剂（如脱金属催化剂）的装填、硫化等。一般来说，在进行脱硫过程中，保护性反应器的切换次数和保护性反应器的容积可以根据原料油中的重金属含量、投资数额和操作费用的综合比较来决定。该加氢脱硫装置的一个操作周期通常为8个月左右，一个周期内切换2次保护性反应器，即一个操作周期内一个反应器操作两个小周期，另一个则操作1个小周期。

IFP渣油脱硫技术的催化剂为HMC-8419（镍-锰系）和HT-308（钴-锰系）；反应条件：反应温度为360～420摄氏度，氢分压为12～15Mpa，氢油比为700～1200（v），氢耗为1.4～1.7%，体积空速为0.13～0.22/h；杂质脱除率：脱金属率为85%～95%，脱沥青质可达90%，脱残炭率为60%～65%等。

该专利技术特点为：可处理渣油和常压渣油，采用230～300摄氏度的高压分离技术，并有效防止渣油在冷高压分离器中融化。

2.3 联合油渣油加氢脱硫专利技术

联合油公司的脱硫装置一般设有保护性的反应器，催化剂使用寿命为11个月，但是保护性反应器的操作周期通常为5个半月左右。在操作的后半周期，第一主反应器的顶部起保护作用，即当保护性反应器被切断时，在第一个主反应器的顶部会设置与保护性反应器所配置的催化剂相同的保护床，从而大大简化了操作流程。

联合油专利脱硫技术中所用的重金属为钴-锰系和镍-锰系，所用催化剂为：HDM RF100、RF-220、RF-20等；HDS RF-11、RF-12、RF-1000等。这种催化剂在有水参与反应时其活性可提高10%～20%，从而大大节省了催化剂的用量和反应器的容积。在实际的脱硫过程中，根据不同的原料油和产品要求，可以采用品种相同而数量不同的催化剂进行搭配，以完成脱硫操作。

该种技术的反应条件可分为有水脱硫和无水脱硫两种，有水脱硫的氢分压为12～16Mpa，体积空速0.15～0.40/h，反应温度为360～420摄氏度，氢油比为800～1200（v）；无水脱硫的体积空速为0.13～0.32/h，其他反应条件与有水时相同。

杂质脱除率：脱金属率为88%～94%，脱硫率为86%～93%，脱残炭率为55%～65%，反应温度大于538摄氏度时的渣油转化率为20%～60%。

3 总结

将以上三种渣油加氢脱硫专利技术进行技术性能、反应器的内构条件、操作经验、经济及投产力度等方面进行对比发现，联合石油公司的专利技术总指标优于其他两家，有着较好的渣油脱硫效果，可以在实际的石油生产中普遍应用。

参考文献

[1] 李学诚、叶文源，固定床式加氢脱硫技术的简介，石油炼制与化工，1995，（3）

[2] 陈文艺，邱建国，金国干.渣油加氢脱硫技术简介，辽宁石油化工大学学报，1992，（02）

[3] 朱华兴，刘景洲.渣油加氢脱硫装置的设计和试运行，炼油设计，2000，（7）