一、技术名称

大连院沸-固复合床劣质渣油加氢技术

目前，渣油加氢技术按照反应器类型不同主要分为固定床、沸腾床、浆态床和移动床四类。

其中，固定床渣油加氢技术成熟，简单可靠，占当下渣油加氢总加工能力75%以上；沸腾床渣油加氢技术具有反应器床层压降小、温度分布均匀、传质和传热效率高及操作灵活等优点，可有效解决传统固定床加氢技术在处理劣质渣油原料时存在运转周期短等问题，是当下重油高效转化的首选技术。

中石化（大连）石油化工研究院有限公司（FRIPP，简称“大连院”）上世纪60年代和80年代分别开始沸腾床和固定床渣油加氢技术研究，是国内最早从事渣油加氢技术研究的科研机构。

1998年，大连院完成了具有独立知识产权的固定床渣油加氢成套技术(S-RHT®)开发，并依托该技术设计建成茂名200万吨/年渣油加氢处理装置，一次开车成功，各项技术性能达到国际先进水平。经过近四十年的发展，S-RHT®固定床渣油加氢处理技术持续创新与突破，在与世界同类技术竞争中具有较强的竞争力。上世纪60~70年代，大连院开始从事国产沸腾床渣油加氢技术的研发。2004年，国产沸腾床技术研发进入快车道，在中国石化集团公司大力支持下，大连院完成国产沸腾床加氢工艺及配套催化剂的实验室开发及中试放大。2010年大连院、广州工程公司及金陵分公司组成联合攻关单位，推动国产STRONG沸腾床加氢成套技术的工业应用。2015年，具有完全自主知识产权的5万吨/年STRONG沸腾床工业示范装置在金陵分公司建成并一次开车成功，完成了国产沸腾床加氢技术首次万吨级工业示范运转，在验证国产沸腾床加氢技术工程放大规律的同时，为技术再放大积累了丰富数据及经验。2018年，大连院STRONG沸腾床加氢成套技术被列为中国石化十大优秀品牌之一。2020年50万吨/年STRONG沸腾床加氢工业装置建成并投入工业运行，目前已稳定运行近2年。经过5万吨和50万吨工业装置逐级放大，使国产沸腾床加氢成套技术成熟性及可靠性得到充分验证，目前采用国产沸腾床加氢成套技术的280万吨/年及200万吨/年工业装置正处于详细设计阶段，预计2024年建成投产。

STRONG沸腾床渣油加氢技术

大连院在综合分析当前渣油加工技术特点及原料变化趋势的基础上，依托前期开发的STRONG沸腾床渣油加氢技术和S-RHT®固定床渣油加氢处理技术，提出了“沸-固复合床劣质渣油加氢技术”。

在复合床技术中，沸腾床反应器承担原料预处理功能，利用沸腾床反应器压降小、反应温度均匀、原料适应性强及催化剂容金属能力强等优点，重点脱除金属并实现沥青质转化，使原料的粘度降低、质量改善，大幅降低后续固定床反应器的脱杂质负荷，为后续固定床加氢反应器提供合适原料，使整套装置延长催化剂寿命及运转周期成为可能；固定床加氢反应器主要承担深度加氢精制功能，发挥固定床加氢能力强的优势，进一步对杂质深度脱除，提升产品质量，为后续加工装置如RFCC或DCC等装置提供优质原料。

该项技术既能充分发挥沸腾床对原料适应性好、运行周期长的优势，又能够保持固定床操作简单、产品质量优等优点，可大幅延长装置运转周期，满足炼厂“五年一修”的要求，已于2021年6月通过中国石化集团公司科技部组织的专家评议，获中国发明专利授权 12 件，拥有完全自主知识产权。

二、先进性阐述

大连院开发的“沸-固复合床劣质渣油加氢技术”结合了STRONG沸腾床渣油加氢技术与S-RHT固定床渣油加氢技术优势，采取单台沸腾床反应器和多台固定床反应器热联合方式，配套相应的催化剂及级配体系，可满足炼厂提高原料适应性、延长渣油加氢装置运行周期和调整产品结构的急切需求。

1）不同反应单元合理的功能匹配

复合床技术路线中，不同反应单元各负其责，沸腾床反应器充当保护反应器，主要承担脱金属及沥青质转化功能，为下游固定床反应器最大限度“减负”；后续固定床反应器通过优化催化剂级配体系，适当增加主催化剂比例，实现进料深度转化，为下游装置提供最优质的原料。此外，沸腾床保护反应器内部呈全返混状态，有效避免床层堵塞、压降及热点等问题，可直接加工减压渣油等劣质原料，大幅提高原料适应性。

2）不同反应单元合理的脱杂质负荷匹配

复合床技术路线中，沸腾床反应器装填脱金属催化剂，重点脱除金属，在脱除金属的同时实现沥青质的加氢转化。研究表明，复合床技术中沸腾床反应器承担了60%以上脱金属及脱沥青质负荷，这为降低后续固定床反应器脱杂质负荷、延长装置运转周期提供了先决条件。

3）渣油沥青质重组分高效转化

渣油中沥青质重组分的转化程度直接影响加氢重油产品的品质（如氢含量、密度等）。沸腾床反应器采用微球催化剂，其优点为粒径小（扩散路径短），多级孔道结构（扩散和反应孔道），更有利于沥青质重组分进入催化剂孔道内部参与加氢反应；此外，金属与沥青质存在高度关联性，沸腾床脱除金属的同时实现沥青质氢解，提高生成油中富氢馏分比例，最终实现复合床加氢重油氢含量达到12.50%以上，比传统固定床加氢重油氢含量提高至少0.3个百分点，满足催化裂解等装置进料要求。同时，与传统固定床渣油加氢相比，复合床技术可将装置运转周期延长50%~100%，达到2.5年甚至更高。

三、案例分享

案例一：复合床渣油加氢中试试验

以国内外典型渣油为原料在实验室开展复合床中试试验，渣油试验原料金属含量232.86µg/g，进行了8500小时长周期试验，通过调整温度不断补偿催化剂活性损失，实现生成油性质平稳。经核算，卸出的沸腾床催化剂容金属能力达到92w%，沸腾床微球催化剂体现出较高的容金属能力。

以典型中东渣油原料（金属Ni+V含量124.8µg/g、残炭15.59%）为试验原料开展中型试验。结果表明：复合床加氢生成油氢含量达到12.62%(加氢重油氢含量12.55%)，比固定床技术路线高0.42个百分点；在脱杂质方面，复合床加氢脱残炭率比固定床高11个百分点，脱硫率高3个百分点，脱氮率高17个百分点，脱金属率高10个百分点，脱沥青质率高17个百分点，与固定床技术相比，复合床技术在脱杂质及提升产品品质方面优势明显。

在催化裂化中试试验装置上，复合床加氢重油催化裂化轻收（高1.35个百分点）更高，焦炭收率更低（低1.28个百分点），汽油选择性更高（高1.97个百分点），数据对比体现出复合床加氢重油具有良好的催化裂化性能。

案例二：50万吨/年煤焦油加氢装置工业应用

2020年，陕西某企业50万吨/年煤焦油加氢装置采用中国石化开发的STRONG沸腾床和固定床技术进行处理，装置运转平稳，产品质量优良，为企业带来显著经济效益，工业装置运行和标定结果表明，各项技术性能达到国际先进水平。

案例三：复合床渣油加氢装置工业应用

中国石化某企业二期1100万吨/年炼油项目中，280万吨/年渣油加氢装置采用该技术进行设计，装置预计2024年中交运行，该装置建成投产后，可实现沸-固复合床渣油加氢技术首套工业应用，对于复合床渣油加氢技术应用具有里程碑意义。

四、关于中石化（大连）石油化工研究院有限公司

中石化（大连）石油化工研究院有限公司（FRIPP，简称“大连院”）注册于2022年3月，由中国石化股份有限公司大连石油化工研究院响应国资委“科改示范行动”而成立。前身为成立于1953年的抚顺石油化工研究院，是国内最早从事石油炼制研究的科研单位。2012年大连石油化工研究院成立，与抚顺石油化工研究院并行，两块牌子、一套人马，于2017年主体搬迁至大连旅顺。

公司现占地面积18.4万m2，总投资14.5亿元，职工714人，具有高级及以上职称人员318人，其中中国工程院院士1人、国家级百千万人才工程1名、享受国务院政府特殊津贴专家9人、中国石化高级专家5人、中国石化突出贡献专家14人。共设15个研究室，拥有工业废水无害化与资源化国家工程研究中心、石油化工环境污染防治技术国家地方联合工程研究中心等国家和省部级挂靠机构26个，累计获国家级科技进步奖和发明奖24项，省部级科研成果奖466项，申请国内外专利9522件，拥有中国石化专有技术499项。科研成果应用于俄日韩中亚等“一带一路”多个国家和地区以及全国30个省市自治区的840余套生产装置，是国内领先、国际知名的优质炼化技术供应商。院始终坚持石化发展、科技先行，以奉献清洁能源、护佑碧水蓝天、担当国家战略科技力量为使命，在不同时期有力支撑引领炼油化工行业高质量发展。从为解决国家人造石油炼制技术而成立，到承担炼油工艺技术“五朵金花”中的催化重整、尿素脱蜡和加氢催化剂，再到实现加氢工艺及催化剂全部国产化，成为中国现代炼油技术从无到有的鲜明标志。上世纪80年代以来，持续为中国炼化工业从小到大、规模化发展提供稳定技术支撑，开发渣油加氢系列技术实现进口含硫原油加工和重油深度转化。国内首创重交通道路沥青生产技术，结束了我国没有高等级道路沥青的历史。净味环保沥青产品在莲石湖公园成功应用，助力绿色冬奥。持续迭代开发清洁油品系列生产技术，引领国I到国VI油品质量升级，首创“烷基转移再脱硫”柴油超深度脱硫技术，国内占比50%，年均减排SOx 100万吨以上。创新低质油品“变废为宝”加工手段，催化柴油高质利用、催化油浆调和船燃技术解决企业生产迫切需求，渣油固定床技术总处理量近7千万吨/年，国内占比41%，居各专利商第一。深刻把握油化结合产业趋势，开发以产品为靶向的“量体裁衣”加氢裂化技术，在系统内加氢裂化装置占有率89%，有力支撑炼厂产品结构调整。STRONG沸腾床技术打破国外垄断，处于世界领先水平，支撑企业长周期运行，入选中国石化十大技术品牌。SiRUT复合床技术可实现化工产品占70%以上，支撑炼厂从燃料型向化工型转型，正瞄准“五年一修”目标着力攻关。开发形成石化行业“三废”综合解决方案，牵头编制国家石化行业环保系列标准和规范，运营国内首家石化行业排污许可证申报试点，积极彰显中国石化国企责任担当和环保正能量。高水平推进长江经济带石化类场地污染治理，支撑沿江企业从污染物“近零”排放向“净零”排放迈进。发挥中国石化环境监测总站作用，开发石化烟气、VOCs治理技术年减排NOx 6万吨以上、VOCs 11万吨以上，为“美丽中国”建设做出突出贡献。新能源方面，燃料电池车用氢气纯化及供应技术在高桥石化、天津石化和青岛炼化开车成功，氢气产量合计4800吨/年，即将在茂名石化和川维化工进行工业应用。获东北首家质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气全项检测能力资质认定，助力冬奥加氢站氢气检测。