加氢裂化最新技术进展以及未来的发展方向和趋势

郑祥旭 胡锦

摘 要：加氢裂化经过多年发展，在工艺催化剂及设备技术方面都有长足进步。加氢裂化能够在石油、煤炭、柴油等生产过程中，提供裂解原料，并且能够以其灵活的生产流程、高效的裂解方式提升经济效益。因此，加氢裂化技术在工业中重要性及作用也越来越大。加氢裂化技术随着不同时期、不同地区、不同领域应用而产生不同变化，本文据此浅谈加氢裂化技术在催化剂方面及运行优化方面的技术进展，并探索发展方向和趋势。

关键词：加氢裂化;新技术

加氢裂化在生产原料方面，范围较宽，操作方案较多，能够对聚酯原料、二甲苯重整料、生产乙烯等具体工业生产进行原料的裂解，提升生产灵活性，保障工业生产经济效益。

1 加氢裂化技术催化剂方面的技术进展

1.1 炼油新一代加氢裂化预处理催化剂

为进一步提升加氢装置的优化，炼油技术领域研发出新一代加氢裂化预处理催化剂，ICR-513。该催化剂是在原有ICR-157、178、179、511及512研究基础上，发展出创新研发的高度芳烃饱和、深度脱硫脱氮预处理催化剂。该催化剂能够提升加氢脱氮的性能，并且强化酚环保和性能，实现活性金属的利用最大化。在加氢裂化原料油中，通过加氢裂化处理，达到深度加氢脱氮目的。ICR-513催化剂，提高了高水平芳香烃饱和与高水平脱氮脱氧的活性，并且能保证，通过孔结构优化和高加氢脱氮活性催化剂结合，促使炼油过程中更适合加工出高干点的原料油。与其他预处理竞争催化剂相比，同样是593℃焦化重瓦斯混合油，ICR-513能夠提升加氢脱氮活性比竞争催化剂提高至10℉，其脱氮率高达98.9%，芳香烃转化率可达77%，均高于竞争催化剂70%比率。通过ICR-513活性催化剂研究，可适应高苛刻加氢裂化装置炼油生产，对加氢裂化原料油，完成加氢预处理，提供更为优化的催化剂性能。

1.2 高活性、高抗氮加氢裂化催化剂

在传统催化剂应用方面，为适应高操作的苛刻催化性能要求，HC-14是主要催化剂应用物，其获得广泛应用。随着技术发展，HC-24被开发研制出来。HC-24通过研发改进，其催化效果能够在HC-14的基础上，增加表面积15%左右，更进一步提升催化活性。HC-24具有更高活性、更高抗氮性等加氢裂化催化剂性能，延长开工周期，提高加氢裂化处理量，保证对含氮原料的高处理能力。HC-24的活性提升，能够保证其在石脑油、喷气燃料、柴油等多模式中，实现加氢裂化的生产性能开发。在处理流化焦化重瓦斯油和催化裂化重循环油混合版料的过程中，其转化率达到65%，并在HC-14转化过程之上，降低床层温度，极大延长开工周期。通过其抗氮能力，提升产品活性，并且不损失成品的选择性和独特性，能在预处理反应器有氮穿过时，仍然作为独立催化剂使用，发挥较优良性能。HC-24是一种钼镍分子筛催化剂，其催化剂呈现圆柱形的小条，压紧堆密度约为0.697，作为HC-14替代品，能够从活性和抗氮能力方面增加运行效果，提升加工强度和稳定性。

2 加氢裂化技术运行优化方面的技术进展

2.1 中间馏分油技术优化

近年来，中国石油产业对于加氢裂化技术的研究，实现了石油多产中间馏分油技术的生产需求，开发出加氢裂化PHC-03。该技术通过PHC-03催化剂的脱氧脱硫活性，确保最终加氢裂化生成油氮含量小于10ppm，加氢裂化催化剂通过USY与高硅Beta二元分子筛合理复配，实现分子协同催化作用，通过金属组分高效负载技术，可用于串联、单段双系、尾油等部分循环或全循环加氢裂化装置应用。充分的试用中间馏分油型加氢裂化生产。在原有加氢裂化生产，油液回收率基础上，提高液体回收率达到98%。并且提升产品质量，保证中石油芳烃潜在含量小于40%，石油零点大于0℃，并且尾油BMCI值在3.0～10.0之间。与以往加氢裂化技术相比，能够提升转化率，并提高煤油和柴油的总回收率达3%～4%。同时对于柴油凝点、尾油BMCI值都有性质优化，提供炼油企业最优生产方案。

2.2 加氢裂化装置长周期运行技术进展

加氢裂化装置在长周期运行期间，原料性质、氢分压、循环氢含量、温度等方面都会影响运行稳定性。通过加氢裂化装置长周期运行技术进行反应压力优化、反应温度优化、优化控制循环氢流率和补充氢能够提升加氢裂化装置的长周期运行稳定性。

反应压力优化，以VGO为原料的加氢裂化制造生产，在整体生产过程中会以高压控制为主，高压过程会达到87%以上。这是由于加氢裂化过程中会更倾向于高压的转化，而高压能提升对原料的加工灵活性。针对更重或者杂质含量更高的原料，起到较好的加工质量，进一步提升加氢裂化长周期运行效果，优化生产超低硫、无硫或者低芳烃的清洁燃料，可优化反应装置压力在15MPa，提升工艺压力控制能力，压力浮动范围控制在14-16.3MPa。

反应温度优化。在加氢裂化过程中，精制长周期运行的反应温度是十分重要的，关系着产品的稳定，影响整个精制阶段的反应器脱氮深度，关系着生产主要参数的变量。优化反应温度能保证催化剂的加氢活性。当催化剂加氢活性降低时，通过要求的加氢脱氮深度控制，提升反应器的入口温度，即可保证加氢活性回升。如出现精制油氮的含量超过10ppm时，可以通过反应器入口温度升高1℃到3℃完成含量控制。在裂化长周期运行期间，可以通过固定反应压力、进料流率、体积空速、氢油体积比等参数，调整控制裂化段反应器的温度，提升单程的传化率。控制裂化阶段的反应温度，能够维持单程转化率，减少温度波动引发的紧急放空量。

优化控制循环氢流率和补充氢，促使催化剂获得保护，有效带走反应中的热量，并帮助精制反应器入口实现氢油比的控制。循环氢量以及补充氢量，达到具体设计值有效减少进料，保证长周期运行稳定，并避免氢分压过低导致的催化剂失活。优化控制循环氢硫率以及补充氢量，都能促使催化剂及加氢裂化运行的运转周期拉长，提升使用寿命，维持较高的氢油比。优化循环氢，采用纯氢，氢气纯度大干99%;循环氢流率控制在95v%左右，引入过程中，引入量的循环氢纯度不低于85%;补充氢中CO+CO2含量不超过30ppm。

3 加氢裂化技术未来的发展方向和趋势

加氢裂化在未来发展方向和趋势上不局限于催化剂提升，更是结合催化剂的实际研发内容，进一步开发出活性和选择性的二维关系，使用加氢装置实现氢气对石油蒸馏产品控制，避免过度加氢过程，同时注重催化剂的级配使用。另外，在原油生产中，通过加氢裂化装置的进料优化，能进一步区分原油的重质化和劣质化，实现加氢装置氢耗的降低，实现装置成本控制，并提升加氢裂化回收率，促进产品质量提升，延长加氢裂化装置的运转周期。就是说加氢裂化未来发展趋势，除提升原油生产效果外，更要结合环境保护能源消耗问题，在生产范围内对油品品质、油品能源消耗控制并升级。在不断提升催化剂活性、选择性及稳定性，同时降低生产过程中加氢消耗，贴合未来能源型生产结构转型。

综上所述，随着加氢裂化发展，全新催化剂工业应用及加氢裂化装置的工艺优化，都在不断完善加氢裂化工艺，提供了高活性、多选择性及运行稳定性等。加氢裂化生产同时能够对工艺的长周期运作进行隐患消除，实现操作优化、工艺参数优化，并保障加氢裂化装置长周期的运行。加氢裂化作为工业生产的核心技术，在未来将发挥更为重要的应用。能够更进一步提升加工企业投资效益，同时确保加氢裂化产品的分布优化，提升目的产品回收率。

参考文献：

[1]郝文月，刘昶，曹均丰，杜艳泽，王凤来，关明华.加氢裂化催化剂研发新进展[J].当代石油石化，2018，26（07）：29-34.

[2]王玲.加氢裂化过程生产优质特种产品技术[J].山东化工，2018，47（13）：111-113.

作者简介：

郑祥旭（1991- ），男，汉族，浙江衢州人，本科学历，助理工程师。研究方向：加氢裂化生产的优化调整。

胡锦（1985- ），男，汉族，浙江宁波人，本科学历，加氢裂化工艺工程师一职。主管生产、能源管理。