有關加氫裂化技術的應用現狀與趨勢分析
基礎科學
作者：李應龍
摘要 為了生產清潔燃料油品，我們通常會把劣質餾分油輕質化，該過程便是加氫裂化技術。麵對日益嚴格化的運輸燃料環境法規，加氫裂化技術不僅受到了重視，而且有著非常光明的發展前景。本文著重分析了加氫裂化技術的應用現狀，並對加氫裂化技術的發展趨勢進行展望。
關鍵詞 加氫裂化技術；應用現狀；發展趨勢；分析
中圖分類號TE3 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）77-0118-02
0引言
加氫裂化技術誕生於上個世紀的五十年代，經過六十多年的發展，該技術不僅日臻完善，而且更加符合當前石油工業的要求。在不同的發展時間段，加氫裂化技術也體現出了不同的技術特征，特別是在工藝方麵、催化劑均有自己時代特色。例如，在以往，加氫裂化技術主要是兩段加工工藝，而現在，加氫裂化技術主要是單段工藝、單段串聯供工藝。目前，人們對於油品的清潔程度要求越來越高，加氫裂化原料原料重量也相應地提高，其技術設備同樣呈現出了大型化的發展趨勢。今天的石油產業麵臨著巨大的市場需求，為了提高石油產業的節能生產、高效生產，麵對不斷提高重量的原料加工狀況，更加節能、更加高效的加氫裂化技術得到了廣泛應用。
1 加氫裂化技術的應用現狀
不斷攀升的汽車保有量需要消耗大量的石油產品，石油產品的市場需求十分巨大，這使得今天的煉油商往往希望能夠利用對渣油與HVGO等較重原料油的加工來獲得更高的利潤水平，但是，由此導致的加氫裂化設備運轉時間短、產品收率低以及氫耗相對較高等問題始終無法得到較為有效的解決。由此可見，能效高、成本低的加氫裂化技術是當前全球煉油行業的迫切需求，應該成為今後催化劑生產企業和工藝設計企業的關注重點。石油化工協會對2020年之前現有與將建的加氫裂化裝置和製氫裝置生產能力的增長情況進行了分析與預測（具體見表1），具有重要參考價值。
2 渣油的加氫裂化技術現狀
由於目前全世界範圍存儲著數量非常巨大渣油這種非常規超重原油資源，因此，我們可以預見渣油的加氫裂化技術必然會在未來的數十年內保持高速的增長狀態。渣油的加氫裂化技術能夠把渣油這種原料轉變成為市場價值非常高的石油產品，HSFO（高硫燃料油）、柴油和重油（儲量非常大）之間的價格差異非常大，將重油轉變為市場所需要的石油產品，可以幫助煉油商獲得巨額的經濟利益，因此，在巨大經濟利益的驅動之下，必然會有越來越多的煉油商越來越青睞於渣油的加氫裂化技術。其中需要明確指出的是，渣油的加氫裂化技術是否能夠發揮出其最大效能，其影響因素比較多，歸納起來主要包括反應器設計、催化劑結構以及操作條件等主要因素。同時，煉油廠所采用的原料油又新增加了油砂瀝青這種新品種，所以，脫除雜質的加氫處理技術（或者其它可選改質方案）、渣油加氫裂化技術必然也會一起受到高度的關注。應用渣油加氫裂化技術可以幫助煉油商獲得質量很高的超低硫柴油以及用於汽油生產的FCC原料。
催化劑對於渣油的加氫裂化技術而言非常關鍵，這些催化劑通常是Ni和（或）Mo、Co活性金屬，載體為氧化鋁。渣油加氫裂化技術的作用機理是高溫、氫氣並存的環境下將原料當中的硫、氮、金屬進行清除處理，同時飽和PNA環。當前已經實現工業化的渣油加氫裂化技術一般采用兩種反應器，即沸騰床反應器和固定床反應器。具體而言，沸騰床反應器能夠隨時性地加入新鮮催化劑，並將廢催化劑排出，因而可以對金屬含量很高的原料油進行加工；固定床反應器在反應過程中的焦炭與金屬會在催化劑上麵積澱，所以運轉周期一般均相對較短，因而一般適用於加工金屬含量較低的原料油。當前，CLG、Axen處於高轉化率下會降低渣油的穩定性，可獲得的最高轉化率水平變也會因此受到限製。而基於懸浮床的新渣油加氫裂化技術便沒有上述限製，所以，展開基於懸浮床的新渣油加氫裂化技術的相關研究具有重要的現實價值。該技術主要作用機理是，借助於新型等溫反應器和高度分散、未老化的催化劑將原料油的超過98%部分轉變為餾分油。但是目前，基於懸浮床的新渣油加氫裂化技術仍然沒有實現工業化，雖然如此，諸多國際著名的企業（如UOP公司、PDVSA公司、BP/KBR公司）均對該技術投入了較大財力和物力。縱觀最近幾年，懸浮床加氫裂化技術也成為了渣油加氫裂化技術的重要研究方向之一。