沸腾床渣油加氢脱金属工艺中关键影响因素分析

殷建超康海南曾晋晗

(1中国石油四川石化有限责任公司，四川彭州611930)

(2中国石油广东石化分公司，广东揭阳515200)

沸腾床渣油加氢脱金属工艺中关键影响因素分析

殷建超1康海南2曾晋晗1

(1中国石油四川石化有限责任公司，四川彭州611930)

(2中国石油广东石化分公司，广东揭阳515200)

沸腾床渣油加氢工艺由于在转化劣质原料尤其是含高金属油方面独特的优势已经受到各炼化企业广泛关注。通过研究及实验分析，在原料及设备相关条件一致的前提下，原料渣油进行加氢脱金属反应受到温度、空速和氢油体积比等几个关键因素的影响，其中，在温度、空速、氢油体积比都处于一定范围内的反应条件下，在持续增加温度的情况下，原料加氢脱金属反应会明显加速，脱金属率明显上升；而持续增大空速，原料油加氢脱金属率表现出明显下降反应；与前两者都不同的是氢油体积比，随着氢油体积比的增大，渣油加氢脱金属率呈升高趋势，在达到一个最佳反应区间平衡后，如果再增大氢油比，那么脱金属效率反而会降低。

脱金属率；沸腾床渣油加氢工艺；关键因素

作为三相流化床工艺的代表—沸腾床渣油加氢技术能适应各种条件的原料，优势明显。国外以H—Oil工艺和LC—Fin⁃ing工艺为代表，国内以STRONG沸腾床渣油加氢工艺为代表。由于原料油的劣质化，原料中金属镍和钒杂质会对催化剂活性产生较大影响，因此需要进行脱金属反应，而不同的反应条件会直接影响渣油脱金属效果。

1 实验条件

本次研究以抚顺石油化工研究院开发的STRONG技术沸腾床中试装置为载体进行渣油加氢脱金属实验，应用IRIS Ad⁃vantage HR型全谱直读电感耦合等离子发射光谱仪进行金属测定，其工作参数是：入射功率1150w，反射功率小于5W，频率27.12MHz，分析线Ni231.60nm，V292.40nm,进样泵速130r/min，提升量1.8mL/min。

2 关键因素对比分析

2.1 反应温度因素

若反应压力、空速和氢油体积比条件一定，在相应的区间内，随着反应温度的增加，原料油加氢脱金属率明显上升，反应结果见图1。

图1 脱金属率与反应温度的关系

出现这种现象的原因主要有三个方面，一是渣油加氢脱金属反应主要受动力学控制额，而受热力学平衡影响很小，温度与渣油脱金属反应速率常数成线性正相关，所以增加温度就会提高脱金属率；其次是原料油粘度也直接受温度因素影响，由于渣油中金属分子能否从催化剂表面扩散到催化剂孔道内及扩散速度决定着能否发生加氢脱金属反应及反应快慢，渣油粘度越大，渣油分子从催化剂表面扩散到催化剂孔道内的难度越大，反应速率就越慢，而将温度提高则可有效降低渣油粘度，进而降低渣油分子从催化剂表面扩散到催化剂孔道内的扩散阻力，金属脱除率提高；第三是原料油中金属杂质部分是以非卟啉形式存在的小分子化合物，在增加温度条件下，渣油热裂化程度升高，金属化合物分子变小并从催化剂表面扩散到催化剂孔道内，从而加快金属脱除率。

2.2 空速因素

在反应温度、压力、氢油体积比一定的条件下，如果将空速持续增大的话,原料脱金属效率则会表现出明显下降的反应,如图2。

图2 空速对脱金属率的影响

这是因为如果是空速比较低的环境下,原料油其停留在反应器中的时间很长,这样就会保证榨油在反应器内有足够的时间进行加氢脱金属反应,从而提高了脱金属率。而随着空速提高，渣油在反应器中停留时间明显缩短，直接导致渣油加氢脱金属率受到影响。

2.3 氢油体积比因素

同样的,如果保持反应器内温度、空速都确定的情况下，改变氢油体积比大小也会导致原料油的脱金属反应产生明显的变化，随着氢油体积比的增加，原料脱金属率会呈先升高平衡后再降低的一个反应，如图3。

图3 氢油体积比对脱金属率的影响

这是由于在氢油比很小的时候，这时在反应器中进行原料油加氢反应所需要的氢气量无法得到满足或者氢气很少导致反应不完整，这就会直接影响加氢反应效果，而依次增大氢油体积比后就会发现，反应器中氢气含率就会增大，这就有利于加氢脱金属反应的进行，随着氢油体积比的增加，脱金属率会达到一个最佳反应区，这时候如果继续增大氢油体积比，反应器中过高的氢气含率和较低的液含率会导致渣油与催化剂发生接触融合反应的几率降低，使得加氢反应不充分，如果持续增大氢油体积比，氢气、油和催化剂会发生相变，引起反应器内流型的改变，就会严重影响加氢脱金属反应。