如何实现固定床渣油加氢装置的长周期高效运行、提高劣质原料适应性，是石油炼制行业亟待解决的难题。由中石化(大连)石油化工研究院有限公司(以下简称中石化大连院)牵头完成的“新型固定床渣油加氢体系长效运行机制的创制与实践”项目，开发了固定床渣油加氢催化剂体系及级配技术，解决了影响工业装置长周期稳定运行的压降及容金属能力问题，为应用企业带来良好的经济和社会效益。该项目于近日获得2022年度中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖。
中石化大连院首席专家袁胜华表示，目前，固定床渣油加氢技术是炼油企业加工渣油采用的主要技术路线。渣油加氢技术一方面能够提高渣油轻质化率，另一方面可以改善加氢后渣油质量，为下游装置提供优质进料。但是，渣油中含有大量组成复杂的胶质、沥青质和含金属化合物(镍和钒)，在渣油加氢处理过程中催化剂因金属沉积和积炭引起催化剂快速失活，导致催化剂床层压降快速上升风险加剧，最终迫使装置停工换剂。
为此，袁胜华领衔的项目团队基于近40年从事固定床渣油加氢技术的开发与应用实践，针对当前固定床渣油加氢技术市场需求的变化以及面临的问题，持续开展技术创新与升级，在催化剂整体制备技术发面取得进步并成功完成技术实施。
该项目取得了3项主要技术创新成果：一是发明了平缓梯级过渡的S-Fitrap催化剂级配技术。该技术使集中沉积物分散沉积于多个催化剂床层，催化剂体系容金属能力提高18%以上，床层空隙率提高10%左右，有效控制床层压降长期处于稳定状态，有利于工业装置稳定运行。
二是发明了活性金属径向逆分布负载技术，定向构建了活性位“外少里多”型分布。结合催化剂双峰孔结构，渣油大分子内扩散阻力降低，金属杂质在颗粒内部沉积，提高催化剂的容金属量和抗结焦能力，缓解催化剂因孔口阻塞整体利用率低的问题，发挥催化剂内孔空间。该技术使得催化剂容金属量提高15%以上。
三是创制了具有耐金属/积炭能力强、空隙率高的脱硫/脱残炭催化剂。较同类参比剂空隙率高10%，催化剂在密相装填模式下，仍可以保持较低压降水平。相同条件下，床层压降较同类参比剂低30%以上，整体脱杂质率高约5%。
据袁胜华介绍，该催化剂已经在国内外近20套工业装置进行了应用，经济效益显著。应用该催化剂后，装置具有运行周期长、产品性质好、系统压降低、容金属能力高、渣油加工负荷高等特点，特别是在控制压降方面取得有益结果。在我国渣油加氢催化剂市场长期处于“红海竞争”的背景下，该项目的成功开发与实施，推动了我国石油炼制行业渣油加氢技术水平的持续升级和进步。（中国化工报 张一峰 张成 孙宝翔）