沸騰床加氫工藝，是指渣油進料與氫氣混合後，從反應器底部進入，在反應器中的催化劑顆粒藉助於內外循環而處於沸騰狀態。
基本介紹
- 中文名：沸騰床加氫工藝
- 外文名：Fluidized bed hydrogenation process
- 開始時間：1963年
- 特點：適應性廣、溫度均勻
- 技術組合：FCC組合等
- 學科：石油煉製工程
背景,發展歷史,特點,組合,
背景
目前世界正面臨著原油變重變劣的趨勢，而人們對重質燃料油的需求量卻逐步減少，對輕質油的需求量則大幅增加。因此煉油企業紛紛追求渣油的最大量轉化。在目前環保要求日益嚴格的形勢下，加氫工藝，尤其是渣油加氫工藝在煉油工業的地位和作用越來越重要，渣油加氫技術也得以快速發展。沸騰床渣油加氫技術具有原料適應性廣，操作靈活等特點，是當前重油深加工的有效手段。
發展歷史
沸騰床加氫裂化工藝最早由美國烴研究公司（HRI）和城市服務公司共同開發，該工藝名稱為氫-油法（H-Oil）加氫裂化過程。第一套H-Oil加氫裂化裝置於1963年在美國的查理湖煉油廠建成，設計年處理能力為30萬噸，主要以生產低硫焦化原料為主。
1969年在科威特國家石油公司舒埃巴煉油廠建成第二套沸騰床加氫裂化（H-Oil）裝置，設計年處理能力為144萬噸，經過80年代初期的改造後，該裝置年處理能力已達到265萬噸。
1970年在美國亨伯爾石油公司貝威煉廠建成第三套H-Oil裝置，1972年在墨西哥石油公司薩拉門卡煉油廠建成第四套沸騰床加氫裂化裝置。但是，由於種種原因，70年代建成的4套沸騰床加氫裂化（H-Oil）裝置的開工情況一直不太順利，特別是1973年罕伯爾貝威煉油廠H-OIL裝置開工僅100天，就發生了反應器爆炸的嚴重事故，本次爆炸事故造成整個H-Oil裝置全部毀壞。
1974年對爆炸事故進行了詳細的調查分析，調查研究結果表明反應器爆炸事故，原因出在工程問題上，而H-Oil工藝技術本身並無技術問題，仍然具有很大的發展潛力。
1975年城市服務公司改與Lummus公司合作，並將這一沸騰床加氫裂化過程更名為LC-Fining過程。而烴研究公司（HRI）和德士古（Texaco）合作，仍然將這一沸騰床加氫裂化過程稱為H-Oil過程。
到了80年代中期，沸騰床加氫裂化工藝技術和工程技術都趨於成熟，特別是由於反應器內部構件的改進和第二代催化劑的出現，大大提高了反應系統的效率和操作苛刻度，而且產品質量也得到了很大的提高，先後建設了一大批工業裝置。
全球第一套大型的LC-FINING裝置為美國的屬於AMOCO公司在Texas州的Texascity煉廠，1984年建成投產，設計年處理能力為330萬噸減壓渣油，通常30%～40%為墨西哥MAYA原油的減壓渣油。
1988年8月加拿大SYNCRUDE煉廠建成第二套LC-Fining裝置，設計處理能力為40000BPSD，加工Athabasca瀝青（>566℃餾分占51%），處理量已達到45000BPSD，計畫達到50000BPSD.未轉化尾油作為該廠焦化裝置的進料，提高了焦化產品的收率，減少了SO2的排放。第三套LC-Fining裝置為義大利Mediternaea煉製公司設在Milazzo，Siciliy的Agip裝置，該裝置設計生產低硫燃料油，設計轉化率為80%，1995年開工。
目前共建成渣油沸騰床加氫處理裝置13套，其中H-oil裝置9套，LC-Fining裝置4套。另有3套LC-Fining裝置正在設計和建設。
特點
沸騰床渣油加氫處理技術具有如下優點：
1）對原料油的適應性廣
沸騰床渣油加氫處理過程，可以加工固定床加氫處理過程所不能加工的原料，另外，沸騰床渣油加氫處理過程還可已加工如墨西哥瑪雅原因減壓渣油，加拿大阿薩波斯坎瀝青，冷湖瀝青等減壓渣油。
2）反應器內溫度均勻
沸騰床渣油加氫裂化工藝，反應器內由於催化劑、原料油和氫氣的劇烈攪拌作用和返混現象，使沸騰床反應器內部上下溫度基本一致，防止局部過熱，可取消冷氫介質調溫的措施。
3）催化劑線上加入和排出
沸騰床反應器可隨時加入新鮮催化劑和排出廢催化劑，有利於維持較高的催化劑活性，同時可在不停工的情況下進行催化劑的再生處理。
4）運轉周期長
沸騰床反應器中，由於催化劑的沸騰狀態，克服了固定床反應器因積碳或金屬沉積造成的壓差而影響裝長期運轉的不足。
5）良好的轉質和傳熱；
沸騰床操作狀況下，對原料、氫氣和催化劑之間的激烈攪拌作用，促進了轉質和傳熱過程，對反應有利。
6）催化劑利用率高
沸騰床加氫過程，由於催化劑與原料油和氫氣的充分接觸，床層上下的催化劑活性基本均勻一致，失活速率也基本一致，催化劑的利用率較高。
7）渣油轉化率高
沸騰床渣油加氫過程轉化率較高，普通沸騰床渣油加氫過程轉化率為60－80%，高轉化率沸騰床渣油加氫過程轉化率可達到97%。
8）裝置操作靈活
沸騰床渣油加氫處理工藝操作過程非常靈活，即可以在低轉化率、高脫硫率下一次通過操作，減壓塔底油可以調合生產低硫燃料油；也可在高轉化率、稍低脫硫率下減壓塔底油大量循環操作，少量減壓塔底油作為部分氧化制氫的原料；又可在低轉化率、低脫硫率下一次通過操作，減壓塔底尾油可調合生產中硫和高硫燃料油。
組合
沸騰床加氫工藝技術與其他技術的組合
1、沸騰床加氫過程與FCC組合
該方案中，H-Oil裝置的減壓餾分油作為FCC裝置的原料，FCC裝置的油漿作為H-Oil裝置的原料，H-Oil裝置未轉化殘渣油調合低硫燃料油，該方案已在StarEnterprise煉廠套用。FCC油漿，重芳烴組分含量較高，作為H-Oil裝置的原料，在沸騰床加氫裂化過程中會釋放出大量的化學反應熱，減少了加熱爐所消耗的燃料。另外，FCC油漿的高度芳香性提高了反應器中液體的溶解性能，從而使煉廠可在高轉化率下操作，而不會產生沉積物。
2、沸騰床加氫過程與RFCC組合
該方案中，H-Oil裝置的減壓餾分油作為FCC裝置的原料，FCC裝置的油漿作為H-Oil裝置的原料，H-Oil裝置未轉化殘渣油作為RFCC裝置的原料，也可部分循環回H-Oil裝置。該方案已由HRI和MWkellogg公司合作研究，已完成的試驗結果和工業評價結果表明，該工藝技
術可行並有吸引力，可比常規的ARDS/RFCC組合工藝獲得更高的利潤，因為渣油轉化任務由RFCC轉到H-Oil，餾分油收率和優質柴油的收率均有增加，同時，在H-Oil裝置，脫除60%～90%的金屬和殘炭，減少了RFCC裝置的催化劑的結焦和損耗。
3、沸騰床加氫過程與瀝青或部分氧化組合
H-Oil裝置的減壓餾分油作為FCC裝置的原料，FCC裝置的油漿作為H-Oil裝置的原料，H-Oil裝置未轉化殘渣油作為部分氧化制氫裝置的原料。該方案已在德克薩斯的StarEnterprise煉廠工業套用。如果煉廠選擇低轉化率操作，將質量較好的H-Oil殘渣油作為RFCC原料或調合燃料油，可用直餾減壓渣油作為部分氧化制氫的原料。
