姜 来
( 中国石油化工股份有限公司金陵分公司，江苏省南京市 210033)
摘要: 随着我国原油性质逐渐劣质化和进口原油逐 年 增 加，期望发展沸腾床渣油加氢技术来解决固定床带来
的诸多问题，以便为炼油厂取得更大的经济效益。介绍了沸腾床渣油加氢技术( H -O i l ，
L C-F i n i n g ，St r o n g 工艺) 的流 程，在高低压分离器和分离系统的设计上与加氢裂化装置类似，主要区别在于反应器的设计不同，国外技术设计了 循环泵和循环杯，国内技术设计了三相分离器。分析了沸腾床渣油加氢技术的设计思路，讨论了在操作上需要实 现催化剂、油相和气相的分离所采取的措施，为此也增加了装置的操作难度，甚至带来安全隐患。针对各技术的特 点及操作要点，提出了加强平稳操作、控制合适料面、降低阀门磨损等措施，可有效降低装置操作难度，为发展我国 的渣油沸腾床加氢技术提供技术借鉴。 关键词: 沸腾床 操作 渣油加氢 H-
Oil L C-F i n i n g St r o n g 渣油加氢技术主要分为固定床、移动床、沸腾
床和悬浮床 4 种类型［1］
。固定床技术比较成熟， 因其投资和操作费用低，运行安全可靠，获得较普 遍应用，但在加工劣质渣油时，往往由于床层堵塞 或催化剂不能同步失活，造成装置运行周期缩短 或主催化剂利用效率低等问题，制约了该技术的 进一步发展。
沸腾床渣油加氢技术可用于加工高 硫、高 残 炭、高金属重质原油，具有反应器内温度均匀、运 转周期长、装置操作灵活等优点，可解决固定床渣 油加氢装置空速低、催化剂失活快、系统压力降大
等问题，具有明显 的 优 势。自 2000 年 以 来，国 外 新建的沸腾床渣油加氢裂化装置多于渣油固定床 加氢装置，以满足劣质重质原油深度加工的需要。
化裂化原料。
T-Star 工艺技术是 H-Oil 工艺扩展的另一 种 沸腾床 工 艺。 T -S t a r 装置能够维持总转化率为 20% ～ 60% ，脱硫率为 93% ～ 99% 。 L C-F i n i n g 工艺
典型的 L C-F i n i n g 工艺流程见图 2，操作条件 和产品组成见表 2。
L C-F i n i n g 沸腾床 工 艺可用于常减压渣油加 氢脱硫、加氢脱金属和加氢脱残炭反应，也适用于 超重渣油、沥青和减压渣油加氢处理。该工艺技
术的优点是投资低，轻油收率高和操作费用低。 1． 2 1． 3 Strong 工艺 典型工艺流 程 图 见 图 3，操作条件和产品组 成见表 3。
2 2． 1 沸腾床渣油加氢技术特点及操作难点
国外技术
( 1) 反应器内需要控制催化剂高度 国外沸腾床工艺在反应器内先进行液固分离
1 1． 1 国内外沸腾床渣油加氢技术现状 H-Oil 工艺
典型的 H-Oil 工艺流程图 1，操作条件和产品 组成见表 1。H -O il 工艺可以在很宽的转化率下 操作，在整个运行周期产品性质几乎恒定，适用于 加工高金属和高残炭的重减压渣油。
国外还开发了将 H-Oil 与焦化和催化裂化联 合的组合工艺技术。在低苛刻度下操作，可以为 下游焦化装置提供残炭、硫和钒含量合格的原料。 两段 H-Oil 操作 可 以 制 备 低 金 属、低 硫 含 量 的 催
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后，气体和液体进入循环杯进行气液分离，分 离 收稿日期: 2014 －
09 － 25; 修改稿收到日期: 2014 － 11 － 04。 作者简介: 姜来，工程师，工 程 硕 士，
2006 年毕业于江苏工业 学院，主要从事加氢裂 化、催 化 裂 化 和 沸腾床渣油加氢技术 的生产管理工作。联 系 电 话: 025 － 58984041，E -ma i l : ji an g l ．j l s h@ s i n o pec ． c o m 。
出的液体部分进入循环泵，与新鲜原料和氢气混 合后进入沸腾床反应器。剩余的液体部分经旋风 分离后与气体分开作为液体产品。国外沸腾床装 置反应器内未设计单独的液固分离设备，通过将 催化剂沸腾至一定高度，依靠催化剂和液体的密 度差将液体和固体分离，防止催化剂进入循环杯 堵塞循环泵。由于催化剂床层高度是由循环液体 的流速来控制，通过改变循环泵的转速来调节液
体的流速，进而控制催化剂料面，因此循环泵的调
节很重要。除了循环泵的转速影响催化剂的料面 外，反应器内部气液的流态对催化剂的床层高度 也有重要的影响，原料和氢气的流量波动也会改 变反应器内流体的流速，需通过改变循环泵的转 速来弥补催化剂高度的变化。生产过程中，操作 员对原料和氢气量的调整需缓慢进行，及时调整 循环泵转速，控制合适的催化剂床层高度。
图 1 典型的 H-Oil 工艺流程 F i g ． 1 P r ocess of typ i ca l H-Oil
图 2 典型的 L C-F i n i n g 工艺流程
F i g ． 2 P r ocess of typ i ca l L C-F i n i n g
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硫酸铵盐析
图3
F i g． 3
典型的Strong 工艺流程
P r ocess of typ i ca l S t r o n g
表1 H-Oil 工艺操作条件及产品组成
T a b l e 1 Op e r a t i n g co nd i t i o n s and product co mp os i t i o n
of H-Oil p r ocess
表3 T-Star 工艺操作条件及产品组成
T a b l e 3 Op e r a t i n g co nd i t i o n s and product co mp os i t i o n
of T-Star p r oce ss
( 2) 保障循环泵安全平稳运行
循环泵的运行影响沸腾床反应器的沸腾，通
过它提供足够的循环量将催化剂床层提升并膨胀
成沸腾状。可通过多种措施防止循环泵停止运
行，如设计一套独立于现有装置的动力电源、采用
先进的气液分离设备等。但是如果发生反应器中
的液面高度低于循环杯顶部时，物流就不能经过
循环杯、下导管、提升管、泡帽和反应区进行循环，
此时由于入口没有液体，循环泵将会停止运行，导
致液体滞留，出现热点，带来操作问题，因此使用
浮动的循环杯可以防止循环液体损失，避免循环
泵出现故障，损坏设备。
黑暗时代读书写字表2 L C-F i n i n g工艺操作条件及产品组成
甲壳素壳聚糖T a b l e 2 Op e r a t i n g co nd i t i o n s and product co mp os i t i o n
of L C-F i n i n g p r oce ss
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( 3) 需要设计紧急补油系统
在发生氢气中断的事故时，沸腾床反应器内由于含气率迅速下降，催化剂床层会出现塌陷，反应器内液面高度低于循环杯顶部，使循环泵停止运行；新鲜原料中断时，也可能发生同样现象，而这些事故在炼油装置中不可避免，因此装置还设计了一套独立的紧急补油系统，如果发生催化剂床层料面迅速下降，紧急补油系统会立即启运，避免因循环泵停止运行而发生飞温等事故，保证装置安全运行。
( 4) 管线阀门易磨损
沸腾床反应器的催化剂一般通过挤压制成，活性组分为镍-钼或镍-钴金属，直径为0． 8 ～1． 0 mm，外形为条形，由于催化剂一直处于沸腾床状态，催化剂之间的磨损比固定床要大很多，这就需要催化剂有良好的机械稳定性和抗磨损能力，防止磨损的细小颗粒催化剂随油相产品进入下游系统，增加管线和阀门的磨损，影响装置长周期运行。除了增加催化剂的强度外，在反应器内还设置有过滤器，过滤掉催化剂粉尘，有效降低管线和阀门的磨损，但需要对过滤掉的催化剂粉尘进行相应的处理，防止在催化剂床层内积累，影响过滤器的操作。
( 5) 采用膜分离代替循环氢压缩机循环氢压
缩机为渣油沸腾床加氢装置提供循
环氢气，对装置安全运行很重要。国外设计者为降低循环氢压缩机的故障率，已尝试采用膜分离来替
代循环氢压缩机，循环氢气经过循环氢脱硫后，进入膜分离装置，经过提浓的氢气直接进入新氢压缩机的三段压缩的入口，此设计可有效解决循环氢压缩机带来的操作难度。是这种三相分离器的设计要求较高，在升温、切换原料油等过程，速度过快或操作不稳会对三相分离器造成波动。
正常操作过程中，保持正常的温度、压力、液体进料量及气体进料量是保证分离器分离效果的前提。热高分等分离器减油过程过快，也会对三相分离器造成波动。正常加排催化剂过程，如果加入和排出的速度过快，也会对三相分离器造成波动。
( 2) 事故状态下易携带催化剂由于未设计循
环泵，仅仅依靠原料泵和氢气
使催化剂沸腾，在发生原料泵或新氢压缩机故障时，会影响反应器内催化剂的沸腾状态，原料泵中断更易发生飞温事故。如果发生床层飞温，紧急泄压系统启动，极易造成催化剂的携带，尤其是国内催化剂颗粒更小，更易被气体和液体所携带。因在发生原料泵和新氢压缩机故障时，操作员要立即启运备用机泵，防止发生催化剂携带后堵塞管线和阀门，造成装置停工。
( 3) 对反应器内流态分析较难
反应器内催化剂处于全返混状态，随着反应深度的增加，反应器内轻烃组分增加，气化率增大，气泡
同时进行着聚合和破裂，密度变化大，相对于有固定催化剂料面的国外技术来说，不利于监测反应器内流态的变化，难形成系统化的分析数据，需要长时间的摸索和总结，才能掌握反应器内物流的变化规律。
( 4) 反应器制造难度大
由于反应器取消了循环泵，降低了操作难度，但是采用三相分离器就需在反应器内增加一个扩径段。反应器一直处于高温、高压、临氢状态，而且还有不断循环的催化剂存在，在反应器内制作这样的扩径区难度较大，这也是国内技术主要攻关的课题之一，百万吨的工业装置首先就要解决制造上的问题，这也限制了装置的设计规模。
2．2 国内技术
( 1) 气、液、固三相分离好国内沸腾床渣油加
氢技术采用了一种带三相
分离器的沸腾床反应器，达到气、液、固的三相分离。和国外沸腾床技术相比，取消了高温、高压热油循环泵，提高了系统的稳定性；取消了循环油
杯，有利于反应区气、液、固三相的混合均匀，提高了反应器的利用率；催化剂床层不需要控制料面，省去了复杂的固体料面控制系统，提高了反应器的空间利用率。虽然相比国外技术操作简便，但3 结论
国内外沸腾床渣油加氢工艺虽各有特点，但在操作上仍难于固定床。沸腾床复杂的操作控制对于工程技术人员及操作员来说，仍不易掌握，很
—11 —什么是优质课
多难点仍需要通过生产实践逐步摸索解决，以便 能够推动该技术快速发展，为企业创造更大的经 济效益。
参考文献
［1］ 刘建锟，蒋立敬，杨 涛，等． 沸腾床渣油加氢技术现 场 及 前 景
分析［J ］． 当代化工，
2012，41( 6) : 585-590． ( 编辑 陈凤娥)
Ebu ll a t e d -b e d r es i du e hyd r o t r e a t i n g t e c hn o l og i es and o p e r a t i o n d i ff i c u l t i es
J i a n g L a i
( S I NOPE C J i n li ng C o m p any ，Nan j i ng ，J i ang s u 210033)
Ab s t r ac t : A s the crude o il in Ch i n a becomes i n c r eas i n g l y poor and i n c r eas i n g amount of crude i s i m po r -
ted ，the de v e l op m e nt of eb u ll a t ed -bed r es i d u e hy d r o t r ea t i n g p r ocesses and t ec hn o l og i es can so l v e many p r ob - l e m s assoc i a t ed w i th f i x ed － bed p r ocess and b r i n g good eco n o m i c be n ef i t s to the r ef i n e r s ． The eb u ll a t ed -bed r es i d u e hy d r o t r ea t i n g p r ocess ( H-Oil p r ocess ，L C-F i n i n g p r ocess and S T ＲONG p r ocess) are s i m il a r to hy d r o -
c r ac k i n g p r ocess in respect of des i g n of HP an
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i r c u l a t i o n pump and c y c l e cup are app li ed ，w h il e 3-phase sepa - rator i s des i g n ed in do m es t i c t ec hn o l og y ． The des i g n concepts of eb u ll a t ed -bed r es i d u e hy d r o t r ea t i n g p r ocess
are a n a l y zed ，a n d measures for sepa r a t i o n of ca t a l y s t ，o il and gas are d i sc u ssed ． Whereas ，the ope r a t i o n d i ff i - c u l t i es w ill occ u r ，w h i c h i m poses safety h aza r d ． Based upon the t ec hn i ca l c h a r ac t e r i s t i cs and key ope r a t i n g po i nt s ，co unt e r m eas u r e measures are p r oposed such as s t r e n g th e n i n g of s t ab l e unit ope r a t i o n ，p r ope r co nt r o l of liquid l e v e l and r ed u c i n g wea r i n g of v a l v es ，e t c ，w h i c h can effec t i v e l y m i n i m i ze the ope r a t i n g d i ff i c u l t i es of th e unit and p r o v i de a good reference for the r ap i d de v e l op m e nt of eb u ll a t ed -bed t ec hn o l og i es ．
如来神掌之宇宙争雄
K e y W o r d s : eb u ll a t ed -bed ，ope r a t i o n ，r es i d u e hy d r oge n a t i o n ，H -O il ，L C-F i n i n g ，S t r o n g
Mu r ade l 公司在南澳大利亚试验绿原油生产
微藻可在海 水池塘内持续生长，是 一 种 有 弹 性 的 菌 株，可全年在澳大利亚阳光充足的地区生产。
Mu r a d e l 公司预计，生产成本与化石燃料 的 生 产 成 本 持平。
Mu r a d e l CEO 表示，这 种 藻 类 池 塘也将作为碳汇，抵 扣 W hy a ll a 地区的重工业产生的温室气体排放
。 该示范装置部分得到了澳大利亚可再生能源机构提
供的 440 × 104
US $ 资 助。其 他 的 实 物和资金支持来自
W hy a ll a 市 议 会、南澳大利亚政府以及 Mu r a d e l 公 司 的 股东。象棋与人生
( 钱伯章摘译自《G reen car Congress 》，2014 － 11 － 05)
澳大利亚从事可再生燃料生 产 的 Mu r a d e l 公 司 于 2014 年 11 月 5 日宣布推出了澳大 利亚第一个集成示范 装置，可将藻类持续地转化为绿原油，作为进入商业化 装置的第一步，可生产 8 000 万升原油。
示范装置位于南澳大利亚的 W hy a ll a ，投 资 为 1 070 万美元。使用该公司称为 G r ee n2B l ac k 的技术，每年生产 3 万升的绿原油。
使用现场生 产 的 微 藻，在亚临界水反应器 中 可 在 几 分钟内将植物生物质和有机废弃物转化为原油，其 性 能 相当于化石原油，这种绿原油可作为原油用同样的方 法炼制成汽油、柴油和航空燃料。
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