化工網訊7月下旬河北新啟元能源技術開發股份有限公司（以下簡稱新啟元）15萬噸/年煤焦油全餾分加氫裝置投料成功并實現穩定運行該裝置采用上海新佑能源科技有限公司（以下簡稱新佑能源）與新啟元聯合開發建設的劣質油全返混沸騰床加氫技術（EUUEbullated bed Upgrading Unit）成功投運標志著我國成功突破了沸騰床加氫技術瓶頸也標志著新佑能源繼掌握了高溫煤焦油中溫煤焦油低溫煤焦油蒽油等劣質油固定床加氫成套技術之后再攀劣質油加氫技術高峰成為國內唯一掌握沸騰床加氫工業化技術的企業

石化界在備感振奮的同時不禁要問新佑能源是一個什么樣的企業?為何會接連取得令人驚羨的成功?沸騰床加氫又是一項什么技術?其突破對我國石油煉化乃至整個能源化工行業將產生怎樣的影響?新佑能源相關負責人對此進行了一一解答

凱德尼斯裝置

新啟元沸騰床裝置

憑實力加氫專家名聲鵲起

新佑能源是一家成立僅3年多的民營企業主要從事煉油石油化工煤清潔分級利用環保節能等領域的技術開發技術咨詢與工程設計以及新工藝新設備新材料的工程開發轉化移植與優化組合由于掌握了劣質油加氫核心技術并具備持續創新與工程化能力公司在劣質油加氫尤其煤焦油加氫領域名聲鵲起獲得了飛速發展新佑能源總工程師劉利說

他介紹新佑能源成立于2012年6月現有各類專業設計及工程技術人員150余人雖然成立較晚但公司董事長韓保平開發的劣質油加氫技術及專用催化劑尤其催化劑技術包自2009年起就分別在黑龍江寶泰隆煤化工公司10萬噸/年高溫煤焦油加氫內蒙古慶華集團10萬噸/年和50萬噸/年中溫煤焦油加氫河北新啟元5萬噸/年粗苯加氫和30萬噸/年蒽油加氫神木鑫義能源化工公司20萬噸/年煤焦油加氫山東匯東新能源有限公司的10萬噸/年煤焦油加氫和30萬噸/年蒽油加氫裝置等十幾套劣質油加氫裝置上成功應用產生了良好的經濟與社會效益使公司一成立就擁有堅實的客戶基礎加之公司成立之后積極與中國石油大學廈門大學等多家科研院所合作共建研發平臺和重點實驗室顯著提升了企業科技創新能力加快了成果轉化的步伐增強了企業競爭力以及為客戶提供高質量服務的能力

目前新佑能源已經擁有煤焦油的組合加工方法中低溫煤焦油加工處理方法煤焦油兩段加氫工藝方法中低溫煤焦油深加工工藝方法等多項國家發明專利公司還成功開發了石油渣油加氫煤油共煉煤焦油/石油餾分油加氫劣質油全返混沸騰床加氫等10余種先進實用工藝技術和NUHC-10系列加氫保護劑NUHC-20系列劣質柴油加氫催化劑NUHC-30系列蠟油加氫裂化催化劑NUHC-40系列煤焦油加氫催化劑NUHC-50系列粗苯加氫催化劑NUHC-60系列重質油品沸騰床加氫催化劑等多種催化劑并形成了2000噸/年催化劑生產能力

公司自主開發的第三代NUHT-Ⅱ型劣質混合油品加氫技術已經成功用于20余套工業化裝置全國80%以上煤焦油加氫裝置采用了新佑能源的加氫催化劑包運行結果顯示催化劑性能良好原料適應性強產品質量優良轉化率高經濟效益顯著僅2014年至今新佑能源就先后為新疆富蘊廣匯能源1000萬噸/年煤炭伴生資源分質利用凱德尼斯河北化工科技公司10萬噸/年蒽油加氫廣西新鑫能源科技有限公司15萬噸/年碳四深加工新疆天雨煤化工公司500萬噸/年煤分質綜合利用常州新陽科技集團25萬噸/年粗苯加氫新疆昌源準東煤化工公司50萬噸/年煤焦油加氫山東菏澤玉皇化工10萬噸/年粗苯加氫裝置擴能改造吉林省弘泰新能源公司15萬噸/年煤焦油輕質化等數十個項目提供了技術咨詢工藝包設計專用催化劑和EPC總承包

其中采用新佑能源第三代NUHT-Ⅱ型加氫技術建成投產的新啟元30萬噸/年蒽油加氫裝置原料范圍擴大到高/中/低溫煤焦油各類餾分油石油類劣質柴油餾分蠟油餾分費托合成蠟等諸多領域經新佑能源技術改造的山東菏澤玉皇化工10萬噸/年粗苯加氫裝置不僅大幅提升了裝置加工能力和企業經濟效益也徹底解決了我國粗苯加氫裝置普遍存在的運行負荷率低產品收率低能耗高等頑疾

憑借先進的煤焦油油砂頁巖油劣質渣油重苯等劣質油加工技術和精心設計以及為客戶帶來的顯著經濟與綜合效益年輕的新佑能源不僅在競爭激烈的市場上站穩了腳跟受到社會廣泛關注和用戶好評還被業內親切地稱為劣質油加氫專家

已經投入運行由新佑能源設計并提供催化劑的山東菏澤玉皇化工有限公司10萬噸/年粗苯加氫擴能改造項目

盯市場沸騰床加氫獲成功

雖然業績驕人但新佑能源并未因此停步不前而是根據用戶需求以及全球原油由輕轉重的趨勢積極開發原料適應范圍更廣資源利用率更高綜合效益更好的沸騰床加氫技術

新佑能源董事長韓保平說一方面油品加工企業尤其以劣質油為原料的眾多民營企業迫切需要一種原料適應性強的高液體收率低能耗長周期運行的劣質油加氫工藝在提高資源利用率和產品收率的同時提升企業盈利能力和競爭力

包括新啟元在內的眾多劣質油加工企業在加工中低溫煤焦油時占比20%~35%的煤瀝青和膠質很難通過現有固定床加氫工藝高效處理只得通過減壓塔分餾切除掉部分煤瀝青等途徑將其預處理既會造成低附加值的煤瀝青產生又降低了目標液體產品收率如果存在瀝青則需要延遲焦化等手段使其轉化為焦炭導致輕油收率不足60%.目前煤焦油價格約2500元/噸而煤瀝青價格僅1000元/噸左右煤基瀝青焦不足800元/噸這意味著每加工1噸中低溫煤焦油不算加工費用僅煤瀝青一項企業就會損失300~680元而如果通過沸騰床加氫技術可使這些煤瀝青和膠質轉化為飽和組分及芳香組分繼而通過加氫裂化生產出石腦油以及柴油的清潔低凝調和組分的轉化率超過98%企業效益將大幅提升不僅如此采用沸騰床工藝對煤焦油加氫處理可解決固定床加工劣質重油（例如全餾分煤焦油）過程中升溫過大催化劑容易結焦產品液收率低等先天不足的問題實現高液體收率低能耗長周期穩定運行的劣質重油精深加工

另一方面世界原油質量的總體變化趨勢是低硫輕質等優質原油資源量正在衰減而重質劣質原油供應量正在增加未來加工劣質原油既是煉化企業保證原料供應的無奈選擇也是降本增效實現可持續發展的必由之路而現有的4種重油加工工藝（延遲焦化減黏裂化重油催化裂化和重油加氫）中只有重油加氫工藝在保證提高液收和液體產品質量前提下可處理高硫高殘碳高金屬含量重質油還能方便地與其他工藝進行組合產生顯著的綜合效益

據了解目前絕大多數重油加氫裝置都采用固定床加氫工藝雖然固定床加氫工藝技術成熟精制深度高脫硫率高工藝和設備結構簡單易操作但在處理高金屬高瀝青質和高膠質原料時存在催化劑失活快易結焦床層壓力升降快裝置運行周期短原料適應范圍窄等弊端

沸騰床加氫裂化工藝則不然其最大優勢是原料適應性廣既可加氫處理各種重質原油也能處理更為劣質的原油渣油餾分油砂瀝青油頁巖油甚至溶劑精制煤漿等且渣油轉化率高輕油收率高催化劑能夠在線置換整個裝置連續運轉周期超過2年從而能最大限度地降低企業運營成本提升經濟效益

正是基于上述現實與長遠考慮新佑能源向世界先進的沸騰床加氫技術發起了挑戰抽調精兵強將依托與相關院所共建的重點實驗室啟動了沸騰床加氫工藝與催化劑研發工作并最終取得成功韓保平說

由于看好沸騰床強大的加氫能力和廣闊的應用前景自上世紀80年代起世界石油巨頭和眾多科研院所均對該工藝進行了深入研究但因沸騰床加氫反應器結構復雜制造難度大工藝包及催化劑開發難度大結成正果的并不多國際上目前只有美國等極少數國家掌握了該技術其中實現工業化應用的技術僅有美國烴研究公司開發的H-Oil工藝和美國雪佛龍魯姆斯全球公司開發的LC-Fining工藝

國內同樣只有兩家企業在沸騰床加氫技術開發方面取得突破其中中石化撫順研究院與洛陽工程公司雖然聯合開發了5萬噸/年沸騰床加氫工業化試驗裝置但尚未實現工業化應用新佑能源與新啟元聯合開發的劣質油全返混沸騰床加氫成套技術于7月下旬在新啟元化15萬噸/年煤焦油加氫裝置已成功實現工業化應用從而使其成為國內唯一掌握沸騰床加氫工業化技術的企業

新佑能源總工程師劉利介紹該裝置采用新佑能源自主開發的NUHC-60系列重質油品沸騰床加氫催化劑整個流程是富氫氣體和劣質油分別進入位于沸騰床底部的高壓室然后沿著反應器軸線向上流動經氣液分布盤進入沸騰床反應器的有效反應區反應器床層中的固體催化劑由向上的氣液流速提升維持催化劑顆粒處于隨機的沸騰狀進入沸騰床反應器底部的氫氣沿著分布器的橫斷面均勻分布維持反應器適當的入口氫分壓和足夠的氣體流速以提供傳質所需的必要界面膜區保證足夠的氫氣傳質速率由于催化劑在反應器中自由運行雜質不會沉積到催化劑上系統壓降小同時由于反應器中催化劑處于返混狀態可以保證整個反應器接近等溫操作加之催化劑能夠實現在線裝卸從而使整個裝置運行平穩溫度波動小易操作產品質量穩定裝置運轉周期長

更為重要的是與固定床加氫技術相比沸騰床加氫技術不僅原料適應范圍更加廣泛而且因加氫反應器的空速比高達1~1.5h-1（固定床空速比僅為0.3~0.4h-1）裝置易于大型化從而使相同加工能力下沸騰床工藝的加氫反應器容積比固定床工藝減少1/2~2/3項目投資和日常運營成本大幅減少能有效提升企業綜合效益

新啟元15萬噸/年煤焦油加氫裝置運行結果表明由新佑能源與新啟元聯合開發的全返混沸騰床加氫成套技術能夠適應高殘炭高瀝青質以及金屬含量大于200ppm的劣質原料和高硫原油可加工重油頁巖油油砂瀝青油煤焦油甚至溶劑精制煤漿等劣質原料實現了催化劑的在線裝填和卸出煤焦油中的膠質和瀝青質轉化率大于98%脫硫脫氮率大于80%液體產品收率大于95%.在高轉換率情況下該裝置可直接生產符合質量要求的優質清潔油品在低轉換率情況下可作為后序固定床加氫裝置的優質原料經進一步精制加工后達到國Ⅴ或更高標準的清潔油品的質量要求劉利說

2014年5月13日新佑能源與石油大學（華東）聯合實驗室簽字儀式

謀未來劣質油加氫無禁區

勇者無畏沸騰床加氫技術的開發成功極大地鼓舞了新佑能源這個朝氣蓬勃的團隊他們信心百倍地向著更加遠大的目標前行我們正在根據新啟元項目運行過程中暴露出的一些問題對全返混沸騰床加氫技術及催化劑進行改進優化同時加快懸浮床加氫工藝工業化的研究劉利表示

他說在前一段停車期間新佑能源與新啟元聯合對15萬噸/年煤焦油全返混沸騰床加氫裝置消漏補缺并結合投料試車過程中暴露的其他問題對工藝及參數進地調整優化和完善目的就是將新啟元15萬噸/年煤焦油全返混沸騰床加氫裝置打造成國內外煤焦油沸騰床全餾分加氫示范裝置和劣質油沸騰床加氫標桿并形成更優化完整的工藝包幫助更多企業實現對劣質油的高效加工為我國劣質油加工提供先進實用的技術支撐

他介紹懸浮床加氫裂化是重質劣質油最理想的加工工藝對原料的雜質基本沒有限制可處理更高硫高殘炭高黏度高酸值高瀝青質高金屬含量等各種劣質重質渣油且反應器結構簡單內部空筒無床層內構件不存在反應催化劑床層堵塞和壓降問題催化劑一次通過不存在催化劑失活問題也不存在反應器超溫現象與其他重油加工技術相比懸浮床具有處理量大轉化率高等特點但懸浮床的加氫深度較低通常需要再與其他類加氫技術集成或組合如固定床加氫沸騰床加氫等另外懸浮床加氫催化劑的消耗成本也應重點考慮

據專家介紹要做到高轉化率條件下懸浮床反應器不結焦無論對加氫催化劑溫度與壓力控制還是對設備構造與工藝設計的合理性均提出了嚴格甚至苛刻的要求這顯著增加了技術開發尤其工業化應用的難度正因如此世界上只有BP與德國維巴公司合作開發的BPVCC工藝美國環球油品公司（UOP）開發的Unfilex技術以及意大利埃尼克公司開發的EST技術得到工業化應用其余如委內瑞拉石油公司研究中心與德國維巴公司合作開發的HDHPLUS技術美國雪佛龍公司開發的VRSH技術等均只是完成了工業化中試尚未得到工業化大型裝置應用驗證

國內懸浮床加氫工藝起步晚但發展很快其中新佑能源開發的劣質油懸浮床加氫工藝煤炭研究總院開發的BRICC技術中國石油大學開發的新型重油懸浮床加氫工藝均已完成小試和中試

由于懸浮床是所有加氫反應技術中處理重質劣質油最強的工藝理論上可以加工包括委瑞拉高硫稠油新疆克拉瑪依稠油煤焦油油煤漿在內的所有劣質原料油且轉化率較高因此隨著優質石油資源的減少和劣質原料比例的提高其推廣應用已是大勢所趨且迫在眉睫尤其在全球煉油產能過剩劣質原油與優質原油價差不斷拉大的背景下能否掌握懸浮床加氫技術并與其他加氫技術優化集成或組合進而推廣應用已經成為降低煉化企業生產成本提高煉化行業競爭力的重要舉措和關鍵因素之一在這種情況下已經掌握完成懸浮床加氫工藝與催化劑研究中試的新佑能源有責任也有能力和信心加快研究與試驗步伐盡早實現懸浮床加氫技術工業化造福更多劣質油加工企業韓保平信心滿滿地說

他表示新佑能源一旦再工業化懸浮床加氫這一劣質油加氫技術后就能使劣質油加工企業原料選擇的范圍進一步放大甚至可以做到原料選擇無禁區屆時新佑能源就能夠根據客戶所用原料油性質以及目標產品要求為其量身定做固定床加氫沸騰床加氫沸騰床+固定床加氫懸浮床+固定床加氫和懸浮床+沸騰床加氫等符合用戶要求與特點的工藝設計提供最優化的工藝方案大幅提升用戶盈利能力和市場競爭力促進我國劣質油加工行業整體技術水平與盈利能力提升為中國由煉油大國變向煉油強國作出自己應有的貢獻

長風破浪會有時直掛云帆濟滄海新佑能源心懷綠色能源大業已經并將繼續用堅實的腳步走出技術突破之路用技術服務品牌贏得更多客戶成為名副其實受人尊敬的加氫專家