低能耗上行式双区复合液相柴油加氢（SLHT）技术（图）

  [中国石化报 2024-06-27]
  该工艺用于柴油超深度加氢脱硫，氢油比仅为传统滴流床工艺的1/10，能够降低能耗、延长催化剂运转周期、减少废固排放量，可生产出国6柴油，工艺实施效果好，具有推广价值。——中国石油和化学工业联合会
  技术名片
  加氢处理是柴油产品重要的精制方法之一，通过对柴油原料进行加氢处理，可以将油品中的硫、氧、氮等有害杂质转变为相应的硫化氢、水、氨并分离去除。加氢处理还可以使柴油原料中的烯烃和二烯烃加氢饱和、芳烃部分加氢饱和，从而改善柴油的质量、提高柴油产品的稳定性及安定性。
  传统的液相柴油加氢精制技术普遍采用下行式液相加氢工艺，即柴油加工原料和氢气从顶端进入液相循环加氢反应器，由上而下流经反应器进行加氢反应。由于氢气与液体的柴油原料相比质量较轻，从上层进入后往往会“浮”在反应器上方，以大气泡的形式聚集在反应器顶部，难以跟随柴油原料流经反应器内部床层。同时，为保证反应体系中液相为连续相，必须在反应器内部使用复杂的串级压力控制系统，通过外力“强制”驱动溶解氢气的柴油原料向下流动，导致装置设备及结构复杂、装置投资成本增加，同时导致反应效率降低、装置氢能耗增加。
  为进一步降低炼化企业投资生产成本，2010年起，石科院和中国石化工程建设公司依托“十三五”国家重点研发计划“适应国6清洁柴油生产关键技术”，研发投资和能耗更低的液相加氢工艺。
  研发团队在底层技术原理方面大胆寻求突破，基于多年对柴油加氢精制过程的研究和认识，提出连续液相、分散气相加氢理念，构建上行式液相加氢工艺，即物料流动方向与传统下行式液相加氢工艺相反，将适度过量的氢气及溶解了氢气的物料由底端进入反应器，由下而上流经反应器。
  通过改变氢气和物料的流动方向，顺应氢气在反应器内自然“上浮”的趋向，研发团队从源头解决了氢气在反应器顶端聚集、不易随柴油原料流动的沉痼，使氢气以微小气泡的形式流经反应器床层，大幅提升了气液传质效率。连续的液相热熔大，还可以避免产生床层热点，使催化剂床层温度更加缓和。由于避免了大量无效氢气的循环，不仅能够有效降低整体能耗，而且能显著提升柴油产品收率，降本增效显著。
  基于上行式液相加氢工艺的创新，石科院形成了低能耗上行式双区复合液相柴油加氢（SLHT）技术。该技术将传统的液相循环加氢反应器升级为液相循环加氢反应与高压分离一体反应器，可在适宜工艺条件和催化剂作用下对柴油原料连续进行加氢、脱硫、脱氮、烯烃饱和、芳烃饱和等反应，生产出石脑油、航煤、柴油等多种产品。
  2023年，SLHT技术通过中国石油和化学工业联合会科技成果鉴定，业界专家一致认定该工艺总体达到国际领先水平，拥有自主知识产权，能耗较同类技术降低11.9%，节能降碳效果显著。2023年12月，该技术荣获中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖。
  技术特点
  ●产品质量好：
  通过精准构建双区复合控制模式，大幅降低液相中溶解硫化氢对超深度脱硫过程的抑制，使得脱硫效果大幅增强，可以实现柴油超深度加氢脱硫，生产出满足国6排放标准的清洁柴油。工业应用结果表明，处理硫含量6000微克/克的直馏柴油与5%焦化柴油的混合原料时，柴油产品硫含量小于10微克/克，多环芳烃含量小于3%。
  ●补充氢量低：
  SLHT技术可以用液相产品大量循环携带反应所需氢气，同时由于采用上行式反应器，介质流动方向与气体扩散方向一致，有利于将少量的氢气分布均匀，补充氢油体积比仅为传统工艺的1/5至1/10，可以降低生产企业的氢耗。
  ●能耗低：
  生产过程中有过剩氢的存在，可以及时补充反应消耗的氢，有利于降低精制油循环量，有效降低能耗。同时依托上流式反应器与热高分一体化整合技术、多体系反应系统自动控制技术、创新设置低能耗液相循环体系等方式，实现本质节能，装置能耗较常规柴油加氢精制装置降低超过25%。工业应用结果表明，SLHT技术生产国6柴油时，装置能耗小于5千克标准油/吨，节能降碳效果及经济效益显著。
  ●原料适应性好：
  相比传统液相柴油加氢技术，该技术能够加工硫氮含量更高、馏程更重的原料，并且可以掺混少量的焦化柴油、焦化汽油和催化柴油，适用于更多石化企业，同时石化企业可以根据自身需求灵活调整原料。
  ●前期投资低：
  由于无须设置氢气循环系统，SLHT技术相比同类技术投资可降低10%~15%。
  应用效果
  目前，SLHT技术已在石家庄炼化260万吨/年液相柴油加氢装置、安庆石化220万吨/年液相柴油加氢装置等5家企业的装置应用，实现国6标准柴油的生产，总加工能力达860万吨/年，开发的催化剂已在国内外35套工业装置成功应用，总加工能力超过5000万吨/年，具备长周期生产国6柴油的能力，技术成熟可靠。应用成果表明，该技术可以延长催化剂运转周期30%以上，显著减少装置的固体废物催化剂排放，固体废物排放量年均降低16.7%。
  安庆石化220万吨/年柴油加氢装置运行结果显示，当加工焦化柴油比例为3%~7%的混合原料时，柴油产品质量优于国6标准，装置年平均能耗仅为4.83千克标准油/吨，与同类液相加氢工艺相比降低11.9%，与传统加氢精制工艺相比降低51.7%，加工每吨原料碳排放可降低18.41千克。
  2022年，SLHT技术配套的柴油液相循环加氢催化剂中标恒逸实业（文莱）有限公司PMB石油化工项目。该项目被称为“文莱经济催化剂”，是国家首批“一带一路”重点项目和中国、文莱两国《联合公报》提出的旗舰合作项目，是首个全面执行中国标准的大型海外石化项目，也是迄今文莱最大的外国直接投资项目和我国民营企业在海外的最大投资项目，对巩固两国战略合作伙伴关系持续发展、加强两国共建“一带一路”合作发挥着重要作用。SLHT技术及其配套催化剂在文莱开花结果，对扩大我国自主炼油技术的全球影响力、积极践行“一带一路”倡议发挥了积极作用。