摘要：本文在分析影响渣油加氢装置运行的主要因素之后提出主要的应对措施，这样不仅能够更好的优化反应过程，更能够让各类催化剂和原料发挥更好的性能，最终有效地保证或延长装置运行的周期。
关键词：渣油加氢装置；高效运行；影响因素；应对措施
引言：
多数加氢精制的工艺流程正朝着多样化的方向发展。采用渣油加氢设备对重油特别是渣油进行深度加工，能够进一步提高重油转化深度，轻油收率和资源利用率，使人们得到更加优质的石油产品。但在实际的渣油加氢工艺的运用中还存在着很多问题，需要分析装置运行过程中存在的问题并找到合理的解决方式，从而保证或延长装置的运转周期。
1.渣油加氢基本原理
早期的渣油加氢装置为的是脱去渣油内的硫元素来减少其对环境的污染。在上世纪90年代，随着我国燃料需求用量不断地增大和日益严苛的油品质量需求，渣油加氢技术不断发展。目前，渣油加氢作为获得轻质油品的特殊手段，目的就是能够为重油催化提供良好的原料。所以，反应的过程会更加漫长和严格，势必会对催化剂的活性和稳定性提出更多的要求。
2.固定床渣油加氢装置特点和发展趋势
2.1固定床渣油加氢装置主要特点
渣油加氢装置的原料是由常减压蒸馏装置常压渣油、减压渣油等组成的，经过加氢反应后得到精制加氢渣油和其他不同的副产物。精制加氢渣油作为重油FCC装置的原料会借助一系列反应来产生新的产物。渣油加氢装置的存在不仅提升了重油的转化深度，更提高了轻油的收率，从而提升企业经济效益。目前，固定床渣油加氢装置主要包括反应系统、分馏系统、氢气系统、循环氢脱硫系统以及膜分离系统。
2.2固定床加氢装置的发展趋势
即便移动床和沸腾床渣油加氢装置一直都在不断地发展，并且部分已经被实际应用。但是，固定床渣油加氢装置的应用范围最广，发展最为成熟，经济效益最高，在未来20年时间内，固定床渣油加氢装置仍然是业内的主流装置。
3.渣油加氢长期运行的主要因素
3.1原料的影响
目前，多数中国石化常减压蒸馏装置都是加工高硫、高酸值的原油。渣油加氢原料的特点为高硫、高金属。在加工渣油原料后，废弃催化剂的金属量和碳含量也会表现得不同。表1显示了不同类型的渣油加氢装置加工不同原料后产生的废催化剂分析效果。从表1种可以看出，直接加工低硫渣油的催化剂其内部存在的金属沉积量相对较小，但是其积碳量却相对提升。此外，研究表明，正是因为积炭和金属沉积的因素才使得渣油加氢催化剂会失去活性。而在加工含硫量较高的渣油原料时，正是因为金属Ni和金属V沉积才使得渣油加氢催化剂失去了活力。另外一方面，诸多稠环芳烃、沥青质在催化剂表面产生缩合反应之后会进一步生焦，进而形成积炭，导致催化剂失活。
表1 加工两种类型原料渣油加氢装置废催化剂的分析结果
3.2反应器物流分配的影响
正因为渣油内部的粘度很大，所以其可以在反应器内部更好地被分配。一方面，如果物流分配情况相对较好，则可以运用不同催化剂内部的活性来更加高效地进行工作。另外一方面，如果物流分配存在问题，则会因为催化剂床面上出现热点而使得装置无法更好地运行，图1为某装置在第4周期2个系列中催化剂床层径向温差产生的变化。
从图1可以看出，两列催化剂床层径向存在非常明显的温差，第二系列中的一反更会在运转时出现“热点”。如果径向温差一度达到了150摄氏度，最终会让装置不能够更好地运行。从操作过程看，热点往往都会集中于液体速度较慢的区域内部，原料容易在短时间内被转化，内部材料局部温度会直接升高，从而产生更多的热量。
图1某炼油厂渣油加氢装置第四周期催化剂床层最大径向温差的变化
第一系列：红色代表第一反应器 紫色代表第二反应器
第二系列：绿色代表第一反应器 蓝色代表第二反应器
3.3催化剂及其级配影响
渣油加氢技术与原本的馏分油加氢技术表现出较大的不同。渣油内部原本的原料很重，往往也含有较多的硫元素、金属元素和其他不同的杂质。如果此时采用单一的催化剂进行加工，将很难满足渣油加氢的实际要求。研究表明，只有采用质量较高的催化剂并且运用合理的级配才能够提升渣油加氢的效果。
中国石化某研究所探索了两种级配方案对渣油加氢过程的影响。以来自伊朗的原油渣油为实际的原料进行试验，为的是让分压、内部速度和氢油的比例能够保持一致。从图2种可以看出，这两种不同级别配置方案的反应温度会随着运行周期的变化而不断地发生变化。
4.主要应对措施
4.1针对不同原料选用不同催化剂
可以先分析不同类型原料的主要特点，并更好地开发出适合的催化剂配合技术。如F炼油厂原料内含有较多的Fe+Ca, 含量为30μg/g，G炼油厂原料内的Fe+Ca含量为7μg/g，两者的差距很大。所以该炼油厂需要在发展的过程中加入足量的保护剂。但是，正因为G炼油厂内部金属Ni+V的含量一度高达了8080μg/g，F炼油厂内部的Ni+V的含量却只有其一半。所以可以根据实际情况给G炼油厂配置更高级的金属剂。因此，应该让渣油加氢装置在针对不同类型原料的基础上设计出不同方案的催化剂，并尽可能让所有催化剂都能够发挥出自身的性能，最终也就能够提升加氢效率。
4.2采用高效的物流分配器
在有效地分析渣油性质和流体力学实际原理后，可以适时开发渣油加氢高效物流分配技术，并将其有效地运用于某炼油厂第二周期内部的R-101反应容器内。图3有效地反映了某渣油加氢装置内部第一周期和第二周期R-101内部所产生的温差，并全面地反映了其运行的情况。
4.3开发出合适的催化剂
在深入理解渣油加氢反应的原理之后，通过分析催化剂对原料性质的要求来开发新的催化剂。在渣油加氢过程中诸多稠环芳烃、沥青质在会催化剂表面产生缩合反应之后会进一步生焦，进而形成积炭，导致催化剂失活。所以可以通过提升催化剂的抗积炭能力来优化内部的配方，最终使渣油加氢装置能够更好地运转。
5.结束语
综上所述，从原料、反应器和催化剂三个不同的类别来分析影响渣油加氢运行的主要原因，并在分析具体问题之后，采用合适的策略来更好地解决问题，为的就是让渣油加氢装置能够保证或延长装置的运转周期。
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