世界最大沸腾床渣油加氢装置开车成功

3月31日,由中国石油工程建设有限公司(CPECC)一建公司承建的恒力集团年320万吨沸腾床渣油加氢裂化A装置一次开车成功。

恒力集团年2000万吨炼化一体化项目是国家核准的首个大型民营炼化项目,也是我国一次性建设规模最大、技术工艺最复杂、业务一体化程度最高、产业配套最齐全的石油炼化项目。项目采用世界领先的沸腾床渣油加氢裂化和溶剂脱沥青组合工艺技术,石脑油收率比传统炼油工艺高32%,省去了催化裂化装置、延迟焦化装置。恒力集团规划A、B两套年320万吨沸腾床渣油加氢裂化装置,单套规模世界最大,总体加工能力为年640万吨。

一建公司承揽A、B两套沸腾床渣油加氢装置及溶剂脱沥青、沥青成型装置等工程建设。一建公司克服装置工艺复杂等困难,周密组织,筑牢安全和质量两大防线。3000余名员工不懈努力,确保装置顺利投产。

渣油加工手段通常包括脱碳、加氢和气化,脱碳包括热裂化、催化裂化和脱沥青,加氢包括加氢裂化、加氢处理和加氢精制。不同的加工手段以不同的速度向前发展,目前的渣油加工工艺和各种组合工艺多种多样,但无论何总加工手段,都必须考虑渣油性质、产品需求和环保要求等一系列条件。按照反应器的不同,渣油加氢可分为:固定床加氢、移动床加氢、沸腾床加氢和悬浮床加氢。

固定床作为目前使用最广泛、技术最成熟的工艺,以生产低硫燃料油和为下游工艺装置提供优质原料为目的,精制程度高。其中以Chevron公司的RDS/VRDS工艺、IFP公司的Hyvahl-F工艺以及UOP公司的RCD-Unibon工艺等为代表。固定床加氢处理渣油装置结构简单,在反应器中填充多层、数种催化剂,当原料油至上而下流入反应器时,原料首先流经加氢脱金属催化剂,然后依次经过加氢脱硫、加氢脱氮催化剂。固定床反应器转化率一般不高,若提高其脱金属率、脱硫率及残炭脱除率和渣油转化率,那么氢耗也会随之增加,提高温度虽然也能够提高渣油转化率和反应速度,但是会造成大量焦炭沉积,使得开工周期进一步缩短。

由于固定床转化率低、运行周期短,不能加工某些劣质渣油,壳牌公司荷兰分公司提出移动床加氢工艺,其特点为:对原料质量要求不高,能够加工金属含量高的劣质渣油;催化剂可以持续加入和取出,保持了催化剂的活性,因此也可以加工沥青质。在反应器内部,催化剂至上而下移动,金属和焦炭通常可以沉积在催化剂上,若使用逆流式工艺,则金属脱除率更高。以Shell石油公司的顺流式Hycon工艺和Asvahl公司的逆流式HYVAHLM工艺为代表。移动床加氢装置设备复杂,对工人的操作水平要求较高,工业应用经验并不丰富。据悉,将移动床工艺与固定床工艺相结合是一种较为优良的渣油加氢处理工艺,Chevron公司的OCR反应器就是这种组合模式。

沸腾床又叫膨胀床,该工艺效率高,操作灵活性好,可加工高残炭、高金属劣质渣油。在沸腾床内部,自下而上流动的是氢气和原料油,这种流动模式能够保证催化剂的膨胀和沸腾状态,使得反应物更好的接触催化剂,传质传热更好,保证了反应器内温度均匀,对加氢反应有直接的促进作用。目前,沸腾床加氢工艺应用较多的是Chevron公司的LC-Fining过程和Axens公司的H-Oil过程。沸腾床相比于固定床来说,压降变小,操作条件更加严格,温度高导致渣油转化率高,催化剂与流量为返混状态,虽然有利于温度控制,但与催化剂接触较少,因此脱硫、脱金属效率不高,产品质量也较差,很难生产精制产品。

悬浮床又叫浆态床,是在催化剂和氢气共同作用下的热裂化过程,包括了热裂化和加氢两种工艺的特点,是目前直接深度加工高金属、高残炭值的劣质重油的最前沿技术手段,是世界各国石油公司竞相研发并相继实施的一种高效转化技术。其典型代表为意大利Eni公司的EST过程、德国Veba公司的VCC过程以及日本Asashi公司的SOC过程等。该技术加工原料范围大,不但可以加工劣质渣油,甚至可以加工渣油和煤的混合物,其转化率可达到95%以上,且其轻质化产物硫含量低,成为经济效益最大化的不二选择而得到迅速发展。