重油悬浮床加氢技术研究进展
加氢和脱碳（如重油催化裂化、延迟焦化）是石油炼制行业中主要的
重油轻质化工艺，目前加氢工艺主要有固定床、沸腾床（膨胀床）、
悬浮床（浆液床）（slurrybed）3种类型。对于高金属、高残碳、高
粘度的劣质稠油或渣油，如果作为延迟焦化的原料，轻质油收率低，
生焦量大，焦碳灰分不合格；若采用重油催化裂化进料，容易催化剂
结块失活；由于固定床加氢对原料的金属含量有要求，所以也不能直
接作为固定床加氢的进料，否则不能保证装置操作周期。悬浮床加氢
工艺最突出功能是处理这些质量较差的原料，这种工艺是将催化剂与
原料预先混合，再与氢气一同进入反应器进行加氢裂化，反应器内物
流处于全返混状态，反应温度均一。
一、研究研究重点和现状
20世纪80年代，由于轻质原油资源的日益匮乏，悬浮床加氢技
术的研究开始活跃，目前报道的有德国VEBA公司的VCC、加拿大的
CANMET、委内瑞拉HDH过程、美国的Aurabon技术、美国HTI技术，
日本旭化成工业公司、千代田化工建设公司和日本矿业公司共同开发
SOC过程、意大利的EST技术以及石油大学（华东）开发的新型悬浮
床加氢技术等十几种。悬浮床加氢技术的开发主要集中在工艺条件的
研究、催化剂的开发、关键设备——反应器的开发及尾渣利用的研究
等。
1.工艺流程及操作条件
不同的悬浮床加氢工艺流程有所不同，典型工艺流程为：原料与
催化剂混合经加热炉升温后与另一路高温循环氢混合进入反应器下
部，反应物流自下而上流动完成加氢裂化反应，催化剂随着反应产物
一起从反应器顶部带出，反应产物经热高压分离器分离，液相经过分
馏单元分离出柴油、蜡油和尾油等馏分。为达到较高的转化率，需要
对尾油进行进一步处理后部分回炼。为充分利用热高分物流的能量，
在热高压分离器的气相出口串联1台固定床反应器，对生成油进行在
线加氢精制，直接生产液化气、石脑油、柴油等产品。在尾油处理上，
不同工艺采用不同的分离工艺，有的采用溶剂脱沥青技术，有的采取
常规分馏技术机械分离手段相结合。典型操作条件是：在400～470
℃，氢分压10～18MPa，空速为1.0h-1,空速远高于处理同种原料的
固定床加氢装置。在以上操作条件下，小于524℃馏分油收率达90%
以上，脱金属率、脱残碳率大于90%。
2.催化剂
催化剂是悬浮床加氢技术的核心之一，目前开发的催化剂有固体
粉末、油溶性、水溶性催化剂3种类型。悬浮床加氢催化剂与常规加
氢裂化不同，它主要起抑制生焦作用，有的具有弱的加氢功能。关于
抑焦机理的认识也在不断深入，目前一般认为抑焦通过两种途径实
现：一是催化剂所吸附的氢很活泼，捕获并封闭生焦前生物自由基，
从而抑制重油悬浮床加氢过程中生焦反应。二是催化剂活化氢的能力
较强，这类活泼氢不仅能够封闭自由基，而且可以使有些芳烃物种部
分加氢成为氢化芳烃，这些氢化芳烃可以起到供氢剂的作用，即这些
芳烃物种可以成为“氢梭”，不断从催化剂上将活化的气相氢接出，
然后将其输送到生焦前生物自由基上，从而封闭自由基，起到抑制反
应体系生焦的目的。无论是哪种类型的催化剂，都含有过渡金属的化
合物，催化剂中过渡金属在反应前以适当的方式硫化，形成金属硫化
物，这些硫化物具有抑焦功能和弱加氢活性。另外，有的工艺还在催
化剂中添加其他功能的添加剂，如CANMET技术是在催化剂中添加了
抗泡剂以减少反应器中的气体滞留量。
VCC、CANMET、 HDH、 Aurabon、SOC以及EST均采用固体粉
末催化剂，加入量为新鲜原料量的1%～5%,其中HDH技术采用富含镍
的天然矿石研磨成的粉末，EST工艺采用高分散的钼基催化剂——微
晶辉钼矿粉，这种油溶的钼化物在线分解生成微米级的催化剂颗粒，
催化剂加入量为几千ppm(1ppm=10-6)，循环使用，CANMET工艺采用
以硫酸铁为主要原料制取的专用催化剂，Alberta油砂机构的(HC)3
过程采用油溶性催化剂，是钴或钼、镍、铁等金属的羰基金属化合物。
石油大学（华东）开发新型悬浮床加氢技术采用水溶性（或油溶性）
催化剂，加入量为几百ppm，催化剂一次通过，也可以循环使用。
3.反应器
反应器的作用是保证反应的停留时间，还要具有良好的水力学性
能，最大限度地使物流中各质点具有均一的停留时间，温度均一，减
少生焦在反应器内的沉积，延长操作周期，为此技术开发商开发了各
种反应器结构型式和反应器内件设计方案，提高液相气含率，减小反
应空间中径向高度上的密度差，强化传质、传热。如CANMET工艺采
用鼓泡型立式反应器，HTI技术采用反应器外置循环泵、液体强制循
环等。目前单系列反应器的操作周期可达到1～2年。
由于外甩尾油性质较差，含有催化剂颗粒及生焦、金属固体等，
灰分过高，不能直接作普通燃料油。尾油的利用直接影响工艺过程的
技术经济性，CANMET技术是将未转化尾油作为水泥生产过程的燃料，
HDH过程将外甩尾油作为金属冶炼厂的燃料。
二、应用案例
目前，悬浮床加氢技术还没有百万吨级大型工业装置，已开发的
十几种工艺大都处于工业示范或中试阶段。委内瑞拉INTERVEP公司
于20世纪80年代建成2套25万t/a的HDH装置，目前运行平稳。CANMET
工艺1979年问世，于1985年建成投产了1套处理能力为25万t/a
的工业示范装置，经过7年的验证试验达到预想效果，从开始针对加
拿大油砂沥青发展到目前可加工包括减粘裂化渣油、催化裂化油浆、
脱沥青渣油及劣质瓦斯油在内的各种劣质原料油。意大利海湾炼厂正
在建设1套处理重质渣油及油砂沥青的8万t/a EST工业示范装置；
HTI工艺用于煤直接液化进行了3 t/d的实验室试验，中国煤炭百强
企业——神华集团拟采用该技术在内蒙古投资20亿美元建设3个反
应系列的煤直接液化装置，年生产合成原油250万t。
针对原油偏重，渣油中重金属、残碳、含氮量高的实际情况，早
在10年前中国石油天然气股份有限公司就委托石油大学重质油国家
重点试验室开展了新型悬浮床加氢技术的研发，针对克拉玛依常渣钙
含量过高等特点，开发了区别于国外同类技术的催化剂体系。目前研
究单位已完成辽河超稠油、克拉玛依常渣、中东常渣的小试研究，完
成了克拉玛依常渣1800t/a中试试验，正在建设1套5万t/a的工业
示范装置，预计2004年5月投产。
三、发展趋势和展望
加氢技术作为油品升级的核心技术越来越受到世界石化界的重
视，各国正在开发各种加氢技术。目前研发的重点首先是解决技术工
程化的核心问题，包括针对悬浮床反应器的结焦问题、开发新型反应
器、优化其水力学性能、抑制焦沉积、延长操作周期等，石油大学（华
东）会同合作单位在新型反应器开发方面取得了长足进展；其次是进
一步优化催化剂配方、抑制生焦、提高催化剂的载焦能力，同时还要
降低催化剂成本；再次是进一步简化流程，降低装置投资，从建设投
资和操作成本等几个方面全面优化悬浮床加氢工艺技术经济指标。