渣油临氢热裂化反应性能研究

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1、石油炼制与化工２０１３年６月加工工艺ＰＥＴＲＯＬＥＵＭＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧＡＮＤＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＳ第４４卷第６期渣油临氢热裂化反应性能研究王喜彬，贾丽，刘建锟，杨涛（中国石化抚顺石油化工研究院，辽宁抚顺１１３００１）摘要：在小型连续装置上进行热裂化试验，探索渣油在高压临氢条件下的热裂化反应规律。采用单段反应器一次通过的操作方式，选择（镍＋钒）质量分数高达２３２．８６ｇμ?ｇ、残炭为１９．６７％的高金属、高残炭渣油为原料，考察其在不同反应温度和空速下的转化率、残炭降低率、金属脱除率和脱硫率的变化规律。结果表明：在考察的操作条件区间内，当其它

2、条件一定时，随着反应温度的升高，渣油转化率和脱硫率增加，生成油的残炭和金属含量降低；而随着反应空速的增加，渣油转化率和杂质脱除率降低。说明高温、低空速有利于渣油转化和原料中杂质的脱除。在反应温度４００～４２０℃、空速１．０～１．５ｈ－１的操作区间，渣油转化和杂质脱除较为显著。在反应温度４２０℃、空速１．０ｈ－１时，渣油转化率接近６０％，脱硫率为３３％；热裂化生成油的残炭为１１％，金属镍和钒的质量分数分别为２８ｇμ?ｇ和７２ｇμ?ｇ。关键词：渣油热裂化脱金属脱硫转化随着国民经济的快速发展，我国原油产量已馏后得到的５００℃以上的减压渣油为原料，其性远远

3、不能满足市场需求，进口原油数量逐年增加。质见表１。从表１可以看出：该原料总金属质量分２０１２年１月我国进口原油２３．４１Ｍｔ，环比上涨数高达２５５．２５ｇμ?ｇ，金属（镍＋钒）质量分数高达６．８％，同比增加７．４％，达到历史最高水平，同时２３２．８６ｇμ?ｇ，残炭为１９．６７％，表观黏度（１００℃）为原油重质化趋势日益严重，原油中渣油所占的比３，硫质９２６ｍＰａ·ｓ，密度（２０℃）为１．０１０２ｇ?ｃｍ例大幅度增加，渣油轻质化任务相当繁重。如何量分数为３．３１％，饱和分质量分数仅为１６．７０％，经济、合理利用宝贵的石油资源、将原油重组分转化为市场急

4、需的马达燃料和化工原料、提高原油芳香分质量分数为４７．８２％，胶质和沥青质质量分利用率是炼油者面临的严峻挑战。通常认为渣油数分别为３３．１９％和２．２８％。从以上数据可以看［１－２］出，该原料是常规工艺难以加工的劣质渣油。是一种比较稳定的胶体分散体系，沥青质为胶核部分，外面吸附着重胶质和中胶质等，构成分散１．２试验装置相；分散介质则由饱和烃、芳香烃和轻胶质组成。渣油热裂化反应试验在小型连续装置上进渣油中的稠环芳烃、胶质和沥青质含量高，因此黏行，采用单段反应器一次通过的操作方式。在反度高，流动性差，从而导致了渣油加工的复杂性。应器中装填惰性物质，以使

5、氢气在反应器中均匀而充分了解渣油临氢热裂化性能对于渣油加氢工分布，防止出现沟流和节涌现象。艺的选择、操作区间的确定和新型催化剂的开发１．３试验条件及催化剂的级配装填具有指导作用。本课题在小根据固定床渣油加氢和沸腾床渣油加氢的操型连续装置上进行热裂化试验，探索渣油在高压作区间确定渣油高压临氢热裂化的反应温度区间临氢条件下的热裂化反应规律。采用单段反应器为３８０～４２０℃、空速区间为１．０～３．０ｈ－１，在操一次通过的操作方式，以高金属、高残炭渣油为原作压力１５．０ＭＰａ、氢油体积比９００的条件下，考察料，考察其在不同反应温度和空速下的转化率、残不同反

6、应温度和空速下的渣油转化率（５００℃以下炭降低率、金属脱除率和脱硫率。１实验收稿日期：２０１２－１０－１８；修改稿收到日期：２０１３－０１－０６。作者简介：王喜彬（１９７２—），高级工程师，主要从事渣油加氢１．１原料性质的研究工作。将取自广东某炼油厂的伊朗原油经常减压蒸通讯联系人：贾丽，Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｉａｌｉ．ｆｓｈｙ＠ｓｉｎｏｐｅｃ．ｃｏｍ。第６期王喜彬，等．渣油临氢热裂化反应性能研究７１馏分产率）、生成油（全部液体产物）的残炭、四组分分点；在４２０℃时，原料脱硫率达到３３％。说明高组成、金属含量和硫含量的变化规律。温有利于脱硫反应。表１渣油性

7、质项目数据密度（２０℃）?（ｇ·ｃｍ－３）１．０１０２表观黏度（１００℃）?（ｍＰａ·ｓ）９２６凝点?℃３４四组分组成（ｗ），％饱和烃１６．７０芳香烃４７．８２胶质３３．１９沥青质２．２８ｗ（Ｓ），％３．３１图１渣油转化率随反应温度的变化ｗ（Ｎ），％０．４９７７ｗ（ＣＣＲ），％１９．６７液体高温模拟蒸馏?℃初馏点３５６３０％５８１５０％６３０７０％６９２金属质量分数?（ｇμ·ｇ－１）铁１３．８４镍６１．３６钒１７１．５０钙４．８８图２原料脱硫率随反应温度的变化钠３．６７热裂化反应生成油的金属含量随反应温度的２结果与讨论变化见图３。从图３可以看出：反

8、应温度在４００℃２．１不同温度下的热裂化反应规律以下时，热反应生成油中的金属镍基本未被脱除，选择临氢热裂化反应温度区间为３