一、技術(shù)名稱(chēng)

大連院沸-固復(fù)合床劣質(zhì)渣油加氫技術(shù)

目前，渣油加氫技術(shù)按照反應(yīng)器類(lèi)型不同主要分為固定床、沸騰床、漿態(tài)床和移動(dòng)床四類(lèi)。

其中，固定床渣油加氫技術(shù)成熟，簡(jiǎn)單可靠，占當(dāng)下渣油加氫總加工能力75%以上；沸騰床渣油加氫技術(shù)具有反應(yīng)器床層壓降小、溫度分布均勻、傳質(zhì)和傳熱效率高及操作靈活等優(yōu)點(diǎn)，可有效解決傳統(tǒng)固定床加氫技術(shù)在處理劣質(zhì)渣油原料時(shí)存在運(yùn)轉(zhuǎn)周期短等問(wèn)題，是當(dāng)下重油高效轉(zhuǎn)化的首選技術(shù)。

中石化（大連）石油化工研究院有限公司（FRIPP，簡(jiǎn)稱(chēng)“大連院”）上世紀(jì)60年代和80年代分別開(kāi)始沸騰床和固定床渣油加氫技術(shù)研究，是國(guó)內(nèi)最早從事渣油加氫技術(shù)研究的科研機(jī)構(gòu)。

1998年，大連院完成了具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的固定床渣油加氫成套技術(shù)(S-RHT?)開(kāi)發(fā)，并依托該技術(shù)設(shè)計(jì)建成茂名200萬(wàn)噸/年渣油加氫處理裝置，一次開(kāi)車(chē)成功，各項(xiàng)技術(shù)性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。經(jīng)過(guò)近四十年的發(fā)展，S-RHT?固定床渣油加氫處理技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新與突破，在與世界同類(lèi)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。上世紀(jì)60~70年代，大連院開(kāi)始從事國(guó)產(chǎn)沸騰床渣油加氫技術(shù)的研發(fā)。2004年，國(guó)產(chǎn)沸騰床技術(shù)研發(fā)進(jìn)入快車(chē)道，在中國(guó)石化集團(tuán)公司大力支持下，大連院完成國(guó)產(chǎn)沸騰床加氫工藝及配套催化劑的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)及中試放大。2010年大連院、廣州工程公司及金陵分公司組成聯(lián)合攻關(guān)單位，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)STRONG沸騰床加氫成套技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用。2015年，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的5萬(wàn)噸/年STRONG沸騰床工業(yè)示范裝置在金陵分公司建成并一次開(kāi)車(chē)成功，完成了國(guó)產(chǎn)沸騰床加氫技術(shù)首次萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)示范運(yùn)轉(zhuǎn)，在驗(yàn)證國(guó)產(chǎn)沸騰床加氫技術(shù)工程放大規(guī)律的同時(shí)，為技術(shù)再放大積累了豐富數(shù)據(jù)及經(jīng)驗(yàn)。2018年，大連院STRONG沸騰床加氫成套技術(shù)被列為中國(guó)石化十大優(yōu)秀品牌之一。2020年50萬(wàn)噸/年STRONG沸騰床加氫工業(yè)裝置建成并投入工業(yè)運(yùn)行，目前已穩(wěn)定運(yùn)行近2年。經(jīng)過(guò)5萬(wàn)噸和50萬(wàn)噸工業(yè)裝置逐級(jí)放大，使國(guó)產(chǎn)沸騰床加氫成套技術(shù)成熟性及可靠性得到充分驗(yàn)證，目前采用國(guó)產(chǎn)沸騰床加氫成套技術(shù)的280萬(wàn)噸/年及200萬(wàn)噸/年工業(yè)裝置正處于詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，預(yù)計(jì)2024年建成投產(chǎn)。

STRONG沸騰床渣油加氫技術(shù)

大連院在綜合分析當(dāng)前渣油加工技術(shù)特點(diǎn)及原料變化趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，依托前期開(kāi)發(fā)的STRONG沸騰床渣油加氫技術(shù)和S-RHT?固定床渣油加氫處理技術(shù)，提出了“沸-固復(fù)合床劣質(zhì)渣油加氫技術(shù)”。

在復(fù)合床技術(shù)中，沸騰床反應(yīng)器承擔(dān)原料預(yù)處理功能，利用沸騰床反應(yīng)器壓降小、反應(yīng)溫度均勻、原料適應(yīng)性強(qiáng)及催化劑容金屬能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，重點(diǎn)脫除金屬并實(shí)現(xiàn)瀝青質(zhì)轉(zhuǎn)化，使原料的粘度降低、質(zhì)量改善，大幅降低后續(xù)固定床反應(yīng)器的脫雜質(zhì)負(fù)荷，為后續(xù)固定床加氫反應(yīng)器提供合適原料，使整套裝置延長(zhǎng)催化劑壽命及運(yùn)轉(zhuǎn)周期成為可能；固定床加氫反應(yīng)器主要承擔(dān)深度加氫精制功能，發(fā)揮固定床加氫能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步對(duì)雜質(zhì)深度脫除，提升產(chǎn)品質(zhì)量，為后續(xù)加工裝置如RFCC或DCC等裝置提供優(yōu)質(zhì)原料。

該項(xiàng)技術(shù)既能充分發(fā)揮沸騰床對(duì)原料適應(yīng)性好、運(yùn)行周期長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)，又能夠保持固定床操作簡(jiǎn)單、產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)等優(yōu)點(diǎn)，可大幅延長(zhǎng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期，滿(mǎn)足煉廠“五年一修”的要求，已于2021年6月通過(guò)中國(guó)石化集團(tuán)公司科技部組織的專(zhuān)家評(píng)議，獲中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利授權(quán) 12 件，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

二、先進(jìn)性闡述

大連院開(kāi)發(fā)的“沸-固復(fù)合床劣質(zhì)渣油加氫技術(shù)”結(jié)合了STRONG沸騰床渣油加氫技術(shù)與S-RHT固定床渣油加氫技術(shù)優(yōu)勢(shì)，采取單臺(tái)沸騰床反應(yīng)器和多臺(tái)固定床反應(yīng)器熱聯(lián)合方式，配套相應(yīng)的催化劑及級(jí)配體系，可滿(mǎn)足煉廠提高原料適應(yīng)性、延長(zhǎng)渣油加氫裝置運(yùn)行周期和調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的急切需求。

1）不同反應(yīng)單元合理的功能匹配

復(fù)合床技術(shù)路線中，不同反應(yīng)單元各負(fù)其責(zé)，沸騰床反應(yīng)器充當(dāng)保護(hù)反應(yīng)器，主要承擔(dān)脫金屬及瀝青質(zhì)轉(zhuǎn)化功能，為下游固定床反應(yīng)器最大限度“減負(fù)”；后續(xù)固定床反應(yīng)器通過(guò)優(yōu)化催化劑級(jí)配體系，適當(dāng)增加主催化劑比例，實(shí)現(xiàn)進(jìn)料深度轉(zhuǎn)化，為下游裝置提供最優(yōu)質(zhì)的原料。此外，沸騰床保護(hù)反應(yīng)器內(nèi)部呈全返混狀態(tài)，有效避免床層堵塞、壓降及熱點(diǎn)等問(wèn)題，可直接加工減壓渣油等劣質(zhì)原料，大幅提高原料適應(yīng)性。

2）不同反應(yīng)單元合理的脫雜質(zhì)負(fù)荷匹配

復(fù)合床技術(shù)路線中，沸騰床反應(yīng)器裝填脫金屬催化劑，重點(diǎn)脫除金屬，在脫除金屬的同時(shí)實(shí)現(xiàn)瀝青質(zhì)的加氫轉(zhuǎn)化。研究表明，復(fù)合床技術(shù)中沸騰床反應(yīng)器承擔(dān)了60%以上脫金屬及脫瀝青質(zhì)負(fù)荷，這為降低后續(xù)固定床反應(yīng)器脫雜質(zhì)負(fù)荷、延長(zhǎng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期提供了先決條件。

3）渣油瀝青質(zhì)重組分高效轉(zhuǎn)化

渣油中瀝青質(zhì)重組分的轉(zhuǎn)化程度直接影響加氫重油產(chǎn)品的品質(zhì)（如氫含量、密度等）。沸騰床反應(yīng)器采用微球催化劑，其優(yōu)點(diǎn)為粒徑?。〝U(kuò)散路徑短），多級(jí)孔道結(jié)構(gòu)（擴(kuò)散和反應(yīng)孔道），更有利于瀝青質(zhì)重組分進(jìn)入催化劑孔道內(nèi)部參與加氫反應(yīng)；此外，金屬與瀝青質(zhì)存在高度關(guān)聯(lián)性，沸騰床脫除金屬的同時(shí)實(shí)現(xiàn)瀝青質(zhì)氫解，提高生成油中富氫餾分比例，最終實(shí)現(xiàn)復(fù)合床加氫重油氫含量達(dá)到12.50%以上，比傳統(tǒng)固定床加氫重油氫含量提高至少0.3個(gè)百分點(diǎn)，滿(mǎn)足催化裂解等裝置進(jìn)料要求。同時(shí)，與傳統(tǒng)固定床渣油加氫相比，復(fù)合床技術(shù)可將裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期延長(zhǎng)50%~100%，達(dá)到2.5年甚至更高。

三、案例分享

案例一：復(fù)合床渣油加氫中試試驗(yàn)

以國(guó)內(nèi)外典型渣油為原料在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展復(fù)合床中試試驗(yàn)，渣油試驗(yàn)原料金屬含量232.86μg/g，進(jìn)行了8500小時(shí)長(zhǎng)周期試驗(yàn)，通過(guò)調(diào)整溫度不斷補(bǔ)償催化劑活性損失，實(shí)現(xiàn)生成油性質(zhì)平穩(wěn)。經(jīng)核算，卸出的沸騰床催化劑容金屬能力達(dá)到92w%，沸騰床微球催化劑體現(xiàn)出較高的容金屬能力。

以典型中東渣油原料（金屬Ni+V含量124.8μg/g、殘?zhí)?5.59%）為試驗(yàn)原料開(kāi)展中型試驗(yàn)。結(jié)果表明：復(fù)合床加氫生成油氫含量達(dá)到12.62%(加氫重油氫含量12.55%)，比固定床技術(shù)路線高0.42個(gè)百分點(diǎn)；在脫雜質(zhì)方面，復(fù)合床加氫脫殘?zhí)柯时裙潭ù哺?1個(gè)百分點(diǎn)，脫硫率高3個(gè)百分點(diǎn)，脫氮率高17個(gè)百分點(diǎn)，脫金屬率高10個(gè)百分點(diǎn)，脫瀝青質(zhì)率高17個(gè)百分點(diǎn)，與固定床技術(shù)相比，復(fù)合床技術(shù)在脫雜質(zhì)及提升產(chǎn)品品質(zhì)方面優(yōu)勢(shì)明顯。

在催化裂化中試試驗(yàn)裝置上，復(fù)合床加氫重油催化裂化輕收（高1.35個(gè)百分點(diǎn)）更高，焦炭收率更低（低1.28個(gè)百分點(diǎn)），汽油選擇性更高（高1.97個(gè)百分點(diǎn)），數(shù)據(jù)對(duì)比體現(xiàn)出復(fù)合床加氫重油具有良好的催化裂化性能。

案例二：50萬(wàn)噸/年煤焦油加氫裝置工業(yè)應(yīng)用

2020年，陜西某企業(yè)50萬(wàn)噸/年煤焦油加氫裝置采用中國(guó)石化開(kāi)發(fā)的STRONG沸騰床和固定床技術(shù)進(jìn)行處理，裝置運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良，為企業(yè)帶來(lái)顯著經(jīng)濟(jì)效益，工業(yè)裝置運(yùn)行和標(biāo)定結(jié)果表明，各項(xiàng)技術(shù)性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

案例三：復(fù)合床渣油加氫裝置工業(yè)應(yīng)用

中國(guó)石化某企業(yè)二期1100萬(wàn)噸/年煉油項(xiàng)目中，280萬(wàn)噸/年渣油加氫裝置采用該技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，裝置預(yù)計(jì)2024年中交運(yùn)行，該裝置建成投產(chǎn)后，可實(shí)現(xiàn)沸-固復(fù)合床渣油加氫技術(shù)首套工業(yè)應(yīng)用，對(duì)于復(fù)合床渣油加氫技術(shù)應(yīng)用具有里程碑意義。

四、關(guān)于中石化（大連）石油化工研究院有限公司

中石化（大連）石油化工研究院有限公司（FRIPP，簡(jiǎn)稱(chēng)“大連院”）注冊(cè)于2022年3月，由中國(guó)石化股份有限公司大連石油化工研究院響應(yīng)國(guó)資委“科改示范行動(dòng)”而成立。前身為成立于1953年的撫順石油化工研究院，是國(guó)內(nèi)最早從事石油煉制研究的科研單位。2012年大連石油化工研究院成立，與撫順石油化工研究院并行，兩塊牌子、一套人馬，于2017年主體搬遷至大連旅順。

公司現(xiàn)占地面積18.4萬(wàn)m2，總投資14.5億元，職工714人，具有高級(jí)及以上職稱(chēng)人員318人，其中中國(guó)工程院院士1人、國(guó)家級(jí)百千萬(wàn)人才工程1名、享受?chē)?guó)務(wù)院政府特殊津貼專(zhuān)家9人、中國(guó)石化高級(jí)專(zhuān)家5人、中國(guó)石化突出貢獻(xiàn)專(zhuān)家14人。共設(shè)15個(gè)研究室，擁有工業(yè)廢水無(wú)害化與資源化國(guó)家工程研究中心、石油化工環(huán)境污染防治技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心等國(guó)家和省部級(jí)掛靠機(jī)構(gòu)26個(gè)，累計(jì)獲國(guó)家級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)和發(fā)明獎(jiǎng)24項(xiàng)，省部級(jí)科研成果獎(jiǎng)466項(xiàng)，申請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利9522件，擁有中國(guó)石化專(zhuān)有技術(shù)499項(xiàng)。科研成果應(yīng)用于俄日韓中亞等“一帶一路”多個(gè)國(guó)家和地區(qū)以及全國(guó)30個(gè)省市自治區(qū)的840余套生產(chǎn)裝置，是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際知名的優(yōu)質(zhì)煉化技術(shù)供應(yīng)商。院始終堅(jiān)持石化發(fā)展、科技先行，以奉獻(xiàn)清潔能源、護(hù)佑碧水藍(lán)天、擔(dān)當(dāng)國(guó)家戰(zhàn)略科技力量為使命，在不同時(shí)期有力支撐引領(lǐng)煉油化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。從為解決國(guó)家人造石油煉制技術(shù)而成立，到承擔(dān)煉油工藝技術(shù)“五朵金花”中的催化重整、尿素脫蠟和加氫催化劑，再到實(shí)現(xiàn)加氫工藝及催化劑全部國(guó)產(chǎn)化，成為中國(guó)現(xiàn)代煉油技術(shù)從無(wú)到有的鮮明標(biāo)志。上世紀(jì)80年代以來(lái)，持續(xù)為中國(guó)煉化工業(yè)從小到大、規(guī)?；l(fā)展提供穩(wěn)定技術(shù)支撐，開(kāi)發(fā)渣油加氫系列技術(shù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)口含硫原油加工和重油深度轉(zhuǎn)化。國(guó)內(nèi)首創(chuàng)重交通道路瀝青生產(chǎn)技術(shù)，結(jié)束了我國(guó)沒(méi)有高等級(jí)道路瀝青的歷史。凈味環(huán)保瀝青產(chǎn)品在蓮石湖公園成功應(yīng)用，助力綠色冬奧。持續(xù)迭代開(kāi)發(fā)清潔油品系列生產(chǎn)技術(shù)，引領(lǐng)國(guó)I到國(guó)VI油品質(zhì)量升級(jí)，首創(chuàng)“烷基轉(zhuǎn)移再脫硫”柴油超深度脫硫技術(shù)，國(guó)內(nèi)占比50%，年均減排SOx 100萬(wàn)噸以上。創(chuàng)新低質(zhì)油品“變廢為寶”加工手段，催化柴油高質(zhì)利用、催化油漿調(diào)和船燃技術(shù)解決企業(yè)生產(chǎn)迫切需求，渣油固定床技術(shù)總處理量近7千萬(wàn)噸/年，國(guó)內(nèi)占比41%，居各專(zhuān)利商第一。深刻把握油化結(jié)合產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)，開(kāi)發(fā)以產(chǎn)品為靶向的“量體裁衣”加氫裂化技術(shù)，在系統(tǒng)內(nèi)加氫裂化裝置占有率89%，有力支撐煉廠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整。STRONG沸騰床技術(shù)打破國(guó)外壟斷，處于世界領(lǐng)先水平，支撐企業(yè)長(zhǎng)周期運(yùn)行，入選中國(guó)石化十大技術(shù)品牌。SiRUT復(fù)合床技術(shù)可實(shí)現(xiàn)化工產(chǎn)品占70%以上，支撐煉廠從燃料型向化工型轉(zhuǎn)型，正瞄準(zhǔn)“五年一修”目標(biāo)著力攻關(guān)。開(kāi)發(fā)形成石化行業(yè)“三廢”綜合解決方案，牽頭編制國(guó)家石化行業(yè)環(huán)保系列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，運(yùn)營(yíng)國(guó)內(nèi)首家石化行業(yè)排污許可證申報(bào)試點(diǎn)，積極彰顯中國(guó)石化國(guó)企責(zé)任擔(dān)當(dāng)和環(huán)保正能量。高水平推進(jìn)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶石化類(lèi)場(chǎng)地污染治理，支撐沿江企業(yè)從污染物“近零”排放向“凈零”排放邁進(jìn)。發(fā)揮中國(guó)石化環(huán)境監(jiān)測(cè)總站作用，開(kāi)發(fā)石化煙氣、VOCs治理技術(shù)年減排NOx 6萬(wàn)噸以上、VOCs 11萬(wàn)噸以上，為“美麗中國(guó)”建設(shè)做出突出貢獻(xiàn)。新能源方面，燃料電池車(chē)用氫氣純化及供應(yīng)技術(shù)在高橋石化、天津石化和青島煉化開(kāi)車(chē)成功，氫氣產(chǎn)量合計(jì)4800噸/年，即將在茂名石化和川維化工進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用。獲東北首家質(zhì)子交換膜燃料電池汽車(chē)用燃料氫氣全項(xiàng)檢測(cè)能力資質(zhì)認(rèn)定，助力冬奧加氫站氫氣檢測(cè)。