摘 要：随着石油资源的日益减少以及原油重质化、劣质化趋势的加剧，渣油加氢工艺逐渐成为渣油加工的重要手段之一。文章介绍了渣油加氢工艺反应原理，分析了渣油加氢技术的应用，最后提出了渣油加氢装置高效运行保障措施。
关键词：炼油；渣油加氢；工艺技术
引言
渣油是原油经过蒸馏工艺加工后剩余的由非理想组份或杂质构成的石油残渣，由于其二次加工难度大，通常情况下会被炼油厂当作锅炉燃料而燃烧掉。而由于石油残渣中原油比率含量高，进行燃烧处理不仅造成有限资源的浪费，而且也使周围的环境受到了威胁和污染。采用加氢工艺对渣油进行处理，这种工艺方案不仅可以增加企业的经济收入，减少环境污染，而且更重要的是提高了资源的利用率，真正做到了对有限资源的吃干炸尽，更是目前在国内各大炼厂中广泛推广和实施的渣油处理工艺。
1.渣油加氢工艺反应原理
1.1脱硫反应
脱硫反应是渣油加氢处理工艺中最重要的化学反应，由于渣油硫化物的种类及结构复杂多变，因而在实际反应过程中所涉及的脱硫反应也较为复杂。通常情况硫化物的脱硫反应可近似的看成是渣油中的硫化物在催化剂的作用下发生的碳硫件断裂的氢解反应，并释放出硫化氢气体和不含硫的饱和烃类，而且这一反应是强烈而不可逆的。反应过程中催化剂颗粒外形尺寸、孔径分布及工艺条件是影响加氢脱硫反应程度的两个主要因素。
1.2脱金属反应
加氢脱金属反应主要的目的是脱出对渣油二次反应性能影响较大的镍、铁等金属杂质。与脱硫反应类似，脱金属反应也是渣油加氢处理的又一重要的化学反应，其反应的全过程通常要经过一种或多种可逆反应传递完成。反应的第一步首先要加氢生成中介产物，中介产物经过进一步的氢解，最后生成固态的金属硫化物附着或沉积在催化剂的表面或孔口附近。反应过程中催化剂颗粒外形尺寸、孔径分布及反应物分子的扩散速率是影响加氢脱金属反应程度的两个主要因素。
1.3脱氮反应
渣油中的氮元素是以氮杂环化合物的形式存在的，其加氢反应通常要先经过杂环饱合，然后才是碳氮建断裂生成气相产物，因而渣油脱氮反应的过程是非常复杂和多变的。产物中硫化氢含量、各种氮化物之间的竞争吸附及反应物分子的扩散速率是影响脱氮反应程度的主要因素。
1.4芳烃加氢反应
芳烃加氢反应由于受到热力学控制，因而成为所有加氢反应中最难实施的一类反应。稠环芳烃的加氢是渣油芳烃加氢的主要反应类型，当反应在较高氢分压及低温下进行时，芳烃的加氢饱和条件充分，反应化学平衡向右侧移动；而当反应在较低氢分压及较高温度下进行时，芳烃的加氢饱和条件不充分，反应化学平衡向左侧移动，形成多环芳烃和焦炭吸附、沉积在催化剂上，使催化剂丧失活性。因而氢分压及催化剂的反应温度是影响芳烃加氢反应能否正常进行的主要因素。
1.5加氢裂化反应
加氢裂化反应是一类具有较大反应热的放热反应，其主要是通过催化剂的作用，将渣油中具有较大分子量的大分子分解成小分子。蜡油、柴油及石脑油是加氢裂化反应的主要产物，转化率是衡量加氢裂化反应程度的主要性能指标。
2.渣油加氢技术的应用
2.1固定床渣油加氢
固定床渣油加氢技术是目前渣油加氢技术中发展最好，应用最广的一门技术，运用该加氢技术通常能够获得较为优质的产品，且需要的成本较少。在固定床渣油加氢技术中通常需要催化剂的降低反应活化能的催化作用，因此在固定床的渣油加氢技术中，研究人员根据不同的需求对催化剂的类型进行的研制，以满足裂化、脱硫、脱金属、脱氧、脱氮等各种类型的催化剂，并对其活性进行了测定，使其更加的稳定。而近年来关于其催化剂的研究也在不断发展，为解决固定床加氢技术中的许多难点，产品品质也获得了一定的保证。
固定床渣油加氢技术的应用大大提高了原油加工的利用率和硫磺的回收率，且提供了焦化装置、催化裂化装置的原料，原油的加工利用率要远高于焦化路线的加工方式，能够带来极大的经济效益。
1.2 沸腾床渣油加氢
沸腾床加氢技术较固定床加氢技术而言，在生产周期上有一定的优势，沸腾床加氢技术能够避免金属富集和孔道堵塞的问题，不需要因更换催化剂而延长工期。沸腾床加氢技术应用的是在线加排的方式来实现在保证催化剂的活性的同时不延误工期。沸腾床加氢技术有着加氢精制和加氢裂化两种工艺，如国外的LC-Fining沸腾床加氢技术和国内的FRET沸腾床反应器，都在渣油精制中发挥了巨大的作用。沸腾床加氢技术能够加工金属含量较高、质量更重的渣油，对渣油的适应性较固定床加工技术来说更为广泛，适应性良好，其反应器有着较高的活性，是渣油加氢技术中不可或缺的一部分。沸腾床加氢技术由于其对催化剂的要求较高，且成本较高，因此的渣油加工中的应用没有固定床加工技术广泛。
1.3 悬浮床渣油加氢
悬浮床渣油加氢技术对常规原料和劣质原料都具备一定的适应性，渣油回收率和利用率都十分可观，是渣油加氢技术的重点研究内容之一。由于悬浮床加氢技术的应用过程中可以是渣油在加氢和临氢两种状态下反应，故除具备加氢工艺的特点外，悬浮床加氢技术还具备热加工工艺的优点。在催化剂的选用上，实现了由固体粉末催化剂到均相催化剂的转变，解决了固体催化剂在应用过程中会留下难处理的残渣的难题，减轻了反应系统的压力。在渣油加氢技术中，常采用空桶、环流两种反应器，来实现渣油的转化，在应用过程的难题是结焦问题，需要通过温度的控制和各种技术的应用来解决这一难题。作为渣油加氢技术，悬浮床加氢技术具有操作更加灵活简便、转化率高、适用性光污染小等优点，是国内外渣油加氢技术的研究重点之一。
3.渣油加氢装置高效运行保障措施
3.1确保渣油原材料的优良品质
为了确保渣油加氢装置能够真正实现高效运行，炼油厂应当对渣油原料的质量进行严格把控、管理，同时还应当在装置当中放置原料油过滤器，通过原料油过滤器，可以充分满足去除渣油原料中杂质的要求需求，有效降低原料杂质对渣油加氢装置正常、高效运行的制约。最宜运用两个或以上能够轮换的原料油过滤器，倘若其中一组过滤器堵塞，切出到另外一组过滤器，达到过滤原料油中杂质的目的，保护反应催化剂，防止催化剂结焦。确保装置长周期运行。
3.2选用高效的物流分配器
基于渣油原料的化学及物理性质与工程流体力学之上，设计运行可靠、高效的物流分配器具有十分的必要性。把高效物流分配器放置于渣油加氢装置之中，可以大大降低径向温差，装置的径向温差持续降低，就能有效促使渣油加氢装置实现真正的安全、高效、长期运行，以此促使炼油厂的生产及经济效益得到进一步提升。
3.3保护反应器的有关工艺技术
为了让该装置的运转周期获得更长的延伸，根据金属钒与镍的比重较为偏高，并且金属钙与铁较为偏高的渣油原料来说，相关的科研人员应当不断研发保护反应器切除装置，或者研发可切换工艺，通过保护反应器可切除工艺，可以充分满足延长装置运转周期的要求。最宜运用两个能够轮换的保护反应器，倘若其中一个保护反应器当中的催化剂丧失活性，这时装置就可以把氢气与原料一同引入到另外一个反应器的内部，确保已经切除的保护反应器完成有效的催化剂转换性能，随后对其实施硫化处理，通过化学反应之后，才能够开展下次轮换。通过这两种工艺技术方可真正实现延长装置运转周期的最终目标。
结束语
在现阶段的炼油行业发展过程中渣油加氢技术是关键所在，也是炼油生产企业能够突出自身竞争优势不断扩展市场的主要竞争方向。未来，固定床技术的发展作为现阶段最成熟，最可靠，应用最广泛的技术和工艺将继续成为主流技术的发展方向。劣质残油固定床与非固定床一体化，固定床加氢处理和残余催化裂化的组合技术该研究将继续促进轻质油产量和经济效益的提高。
参考文献
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[2] 杨洋，杨江聆.渣油加氢装置运行中存在问题及措施分析[J].化工管理，2017（10）：221-221.