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石油炼制与化工2024年8月

加工工艺PETROLEUMPROCESSINGANDPETROCHEMICALS第55卷第8期

固定床渣油加氢反应类型分析及原料对装置温升的影响

邵志才，邓中活，刘涛，戴立顺

（中石化石油化工科学研究院有限公司，北京100083）

摘要：利用4个反应器串联的固定床渣油加氢中型试验装置，开展了渣油加氢中型试验，分析了不同种

类加氢催化剂上发生的反应。结果表明：在加氢脱金属催化剂上，主要发生氢解脱硫和加氢脱金属反应，硫原子

和（Ni+V)原子的脱除量分别占其脱除总量的67.12%和83.67%；在加氢脱硫降残炭催化剂上，主要发生加氢脱

氮、加氢脱硫及芳烃加氢饱和反应，氮原子和硫原子的脱除量分别占其脱除总量的78.57%和32.88%，氢原子增

加量占总增加量的66.96%。对比考察固定床渣油加氢工业装置在加工不同特性原料时的反应器温度升高幅度

（简称温升），结果发现，与低硫高氮渣油原料相比，高硫低氮渣油原料加氢产物的硫含量和密度下降幅度均更大，

催化剂上发生的加氢脱硫及芳烃加氢饱和反应更多，加氢脱金属反应器的温升和各级反应器的总温升均更高。

关键词：渣油加氢固定床反应器温升

在炼化一体化企业中，渣油加氢工艺发挥着同装置的加工原料各异[4，原料特性不同导致装

重要作用。渣油加氢与催化裂化系列工艺相结置出现反应器温度升高幅度（简称温升）差异，势

合，可以多产清洁油品或低碳烯烃；与延迟焦化工必影响反应系统的操作优化和系统反应热的优化

艺相结合，可以生产低硫石油焦、低硫重质船用燃利用。

料油调合组分等1。与馏分油相比，渣油中金属、基于此，为了加深对渣油固定床加氢过程反

胶质和沥青质含量较高，更易造成加氢催化剂因应机制和装置运行过程影响因素的认识，本研究

金属沉积和积炭而失活[2}，导致装置运行周期大拟开展多反应器固定床渣油加氢中型试验，分析

幅缩短。为了匹配固定床渣油加氢装置与其他加不同催化剂上发生的主要反应类型；并对比固定

工装置的检修周期，固定床渣油加氢工艺要求的床渣油加氢工业装置在加工不同特性原料时的反

氢分压较高（一般高于13.5MPa）、体积空速较低应器温升，以期为同类装置的操作优化、催化剂级

（一般为0.2h-1左右）。较低的体积空速需要相

配优化、新装置反应换热网络设计优化提供借鉴。

对较大的催化剂装填体积，百万吨级的固定床渣

1渣油加氢中型试验

油加氢装置反应系统一般需要设置4～5个反应

器。固定床渣油加氢过程中，主要发生加氢脱金以工业固定床渣油加氢装置加工的典型渣油

属、加氢脱硫、加氢脱氮、残炭前身物转化和少量原料为研究对象，在固定床加氢中型试验装置上

临氢热裂化反应（与装填催化剂顺序相对应），除的4个反应器中分别装填不同功能的催化剂,开展

少量热裂化反应外，其余加氢反应均为强放热反渣油加氢处理中型试验。

应[2]。固定床渣油加氢工业装置的反应器均为绝1.1原料

热反应器，因此在反应过程中，催化剂床层温度沿

渣油加氢中型试验所采用的渣油原料取自某

物流方向逐渐升高，出现反应温度升高现象。

炼化企业，其主要性质见表1。由表1可知，该渣

为了适应渣油加氢反应的特点，固定床渣油

油原料的密度、残炭属于常规渣油性质范围，而其

加氢催化剂依次为加氢保护剂、加氢脱金属剂、加