MCT超级悬浮床技术开发与工业实践
北京华石联合能源科技发展有限公司
北京三聚环保新材料股份有限公司
三聚环保概况
三聚环保是一家为能源清洁化及生产过
程的环境友好提供产品、技术及服务的
综合性能源服务公司。
海淀区属混合所有制企
业，1997年诞生于中关
村高新技术产业园
2010年4月在深圳证券
交易所创业板上市，国
家级高新技术企业
2015年获“十二五”
石化行业最具创新力十
佳企业称号
2016年获全国企业管
理现代化创新优秀成果
（国家级）一等奖
以技术创新、金融创新、模式创新引领快速发展
2016年较上年同期
增长208%
2016年较上年同期
增长97%
员工
1500人
营业收入
175亿元
税后利润
16亿元
总市值
690亿
已成为市值最高的环保技术公司

MCT超级悬浮床技术开发与工业实践
一． MCT技术简介
二． 超级悬浮床技术的开发历程
三． 超级悬浮床技术的工业实践和成果
四． MCT的近期进展和未来发展
一、MCT技术简介
MCT
Mixed Cracking Treatment
在悬浮床的反应条件下
发生了：
高压临氢催化裂解
高压加氢裂化
以及：
脱硫、 脱氮
脱金属、 脱残碳
全馏分高中低温煤焦油
重质劣质石油基渣油
煤及生物质
二、MCT悬浮床技术的开发历程
研发新型悬浮床催化剂
2012年开展新型催化剂研发，
并建立了基础研究、小试、中
试、连续评价的研发体系；
2015年10月完成催化剂的工业
放大及规模化工业生产。
强大的开发团队
化肥催化剂
国家工程中心
魏可镁院士
三聚环保
林科
北京华石
李林
联合研发
催化剂研发
建立适合悬浮床的催化剂体系
专用裂化催化剂
复合加氢催化剂
抗结焦辅助添加剂
根据不同加工原料、不同反应条件和产
品方案采用不同的催化剂配方。
根据悬浮床反应床层特性、悬浮床流态
化形式研发不同的催化剂。
催化剂研发
小试：高中低温煤焦油、劣质原油、减渣、催化油浆、沥青
反应温度：440~470℃，反应压力：18~25MPa
1、 探究了不同催化剂的催化性能， 摸索出了加氢及裂化活性组元的关键性能，
建立了一套微反应器的理论体系。
2、 研究了悬浮床催化剂的吸附结焦的性能， 通过改变催化剂的孔容、 孔径等
重要参数， 开发了多种能有效避免胶质、 沥青质等结焦前躯物缩合团聚的悬浮
床催化剂。
3、 通过分析不同条件下的产品收率数据， 摸索出热裂化和催化加氢裂化的反
应特征。
小试成果
固定床反应器 过滤
(5ml、 100ml、 1L)
浆态床反应器 蒸馏
(32ml、 1L)
分离系统
中试：高中低温煤焦油、劣质原油、减渣、催化油浆、沥青
反应温度：440~460℃，反应压力：20.5MPa
反应系统
1、 反应器内气、 液表观流速和固含率等参数对床层反应结果的影响规律， 为反
应器的尺寸和结构设计提供了重要依据。
2、 开发出大比例自内循环的反应器（ 与反应器直径、 结构紧密相关） 。
3、 测试“ 飞温” 的演变过程， 研究了悬浮床“ 飞温” 的机理， 开发了针对性的
前馈控制方案， 设计出了预防悬浮床“ 飞温” 的措施。
4、 通过中试得到了全流程的工艺操作参数和物性数据参数， 为进一步的工艺包
的开发、 工艺流程的确定， 提供了丰富的实验数据来源。
中试成果
反应器的技术研发
冷氢
冷氢
冷氢
活性氢
结焦前驱物
具有强大的三相流返混效果；
独特的自清洁功能；
先进的控制系统，催化剂浓度在
20~30%可灵活调整。
开发了最大程度发挥催化剂特性的
结构形式。
悬浮床加氢裂化反应器
悬浮床加氢精制反应器
研究开发了悬浮床加氢稳定反应器
的理论和工艺。
在相对温和的条件下， 对以热裂
化为主的反应产物进行加氢饱和、 加氢
精制和加氢稳定的过程， 可大幅降低悬
浮床加氢工艺中硫、 氮、 氧和不饱和烃
等杂质， 以最小的代价提高油品的安定
性， 显着提升油品质量。
新鲜催化剂
反应器的技术研发
工艺包开发
从整个项目成功来讲，
工艺包设计开发是从实验室到工业应用实践的“惊险一跳”
对于悬浮床加氢系统，这个阶段
的研发占了工业装置80%的权重，
任何一个方面的不成熟都将导致整
个工艺运营的失败。
必须做到
工程上可行
装备上可靠
运行上安全
热 高 分
热 低 分
RPB
温度： 400℃
压力： 220bar
含固量： 10~20%
压力： 7bar
流型： 阻塞
流
气化率： 30%
Release Power Block
高能量含固液体大幅度
降压防磨损工艺
——RPB系统
工艺包开发
除反应器这一最重要的开发之外，MCT工艺包开发还包括以下重要方面
优异的系统防磨损、防堵塞技术
抗磨镀层电镜照片
重油
高速剪切混合机
高速剪切混合机
催化剂
研发了催化剂与原料的高分散
混合及加入系统，充分发挥催
化剂的效能
工艺包开发
防磨损 防堵塞设备
防磨损、
防堵塞换热器
工艺包开发
工艺包开发
完成建立在反应工程基础上的全流程模拟。
热高分的汽、 液、 固三相分离技术。
原料加热炉、 减压加热炉炉管防结焦、 防磨损技术。
高含固重油物系减压蒸馏分离技术。
在紧急状态下反应系统安全联锁设置技术。
MCT技术介绍
尾气硫磺等
分馏塔
固定床反应器
气体
净化
干气/液化气
1#清洁化工产品
2#清洁化工产品
冷高压分离器
残渣
加热炉
加热炉
急冷氢
热低分
RPB
系统
汽提塔
氢气
急冷氢
氢气
重质原料
高速剪切混合机
高速剪切混合机
催化剂
冷高分
热高分
）
开发了悬浮床脱硫新工艺
悬浮床工艺是一项平台技术， 在鹤壁工厂实
现移植创新应用；
含1万~10万ppmH2S的炼厂酸性气通过三聚的
高效催化剂， 利用悬浮床工艺， 脱到小于
10ppm， 一步生产出固体硫磺。
三、MCT悬浮床技术的工业
实践和成果
1、15.8万吨工业装置建设
装置建设
2014年3月31日
15.8万吨项目在鹤壁奠基
2014年2月
武汉金中开展施工图设计
2014年10月
开始工程安装
2015年12月10日
中间交接
2015年10月2016年1月
装置吹扫、气密、轻油联运、催化剂硫化
2016年2月，中国首套自主研发的超级悬浮床工业装置全面建成
2、MCT一次性开车成功
2016年2月21日至2016年7月12日
MCT工业装置运行情况
悬浮床第一周期生产主要加工全馏分高中低温煤焦油，并掺炼减压渣
油及石油沥青等重质油品。固定床主要加工悬浮床生产的中间物料，
产出国五柴油及石脑油产品。
第一周期安全平稳运行141天13小时。
煤焦油 沥青 MCT 固定床 石脑油 柴油
运行温度430~460 ℃
压力:20~21MPa
催化剂加入量： 0.2~1.5%
氢气消耗： 2~3%（ MCT） 1.5~3%（ 固定床）
C1~C2气体收率：1.8~2.5%
C3~C4液化气收率：1.2~1.9%
石脑油收率: 20~30%
柴油收率：60~70%
残渣：2~3%
酸性气 生成水：1.5~2.6%
转化率: 96~99wt%
3、MCT首次计划停工检查
2016年7月12日至2016年12月1日
停车技术验证
悬浮床第一次按规程计划停车， 验证停工技术；
系统性验证悬浮床高含固高压紧急排放系统的安全可靠性；
检查反应器、 高压分离器、 减压系统、 工艺管路等是否磨损、
结焦及堵塞。
装置关键设备：反应器、高分无结焦，无沉积
装置关键设备-RPB阀门光亮如新
系统无磨损、无结焦、无堵塞
4、MCT首次加工高钙稠油
第一阶段：准备工作
1. 针对第一加工周期中轻油收率过高的特点，
热低分后增加了轻油初拔系统；
2. 优化了反应后高钙残渣的分离系统。
3. 开展了高钙稠油催化剂调配研究及小试、 中
试评价。
克拉玛依高钙稠油原料性质
项目 单位 实测值
密度20℃ g/ml 0.9645
馏程
初馏点 ℃ 285
10% ℃ 400
50% ℃ 470
67% ℃ 485
终馏点 ℃
全馏量 v/v
硫含量 mg/kg 1768
氮含量 mg/kg 2346
项目 单位 实测值
黏度(80℃) % 5016 mPa.s
残炭 % 10.1
饱和烃 % 64.68
芳香烃 % 21.36
胶质 % 12.55
沥青质 % 1.41
Fe mg/kg 14.7
Ni mg/kg 12.4
Ca mg/kg 516
V mg/kg 0.2
第二阶段：成功加工高钙稠油
2016年12月17日——2017年1月14日
加工高钙稠油的生产运行情况
开始加工
常压渣油
产出合格
产品
装置进入
72小时标
定
标定结束 3500吨
高钙稠油
加工完成
2016年12
月17日
23:35
2016年12
月18日
2016年12
月30日8:00
2017年1月
2日8:00
2017年1月
14日
加工高钙稠油的生产运行情况
装置负荷6~8吨/小时，反应温度460℃，反应压力20MPa；
未出现结焦、磨损、堵塞等现象，各主要单元控制稳定；
金属钙脱除率大于99%，残渣中钙含量达12295PPm；
悬浮床单元装置转化率95%以上，轻油收率90%以上，远超传统
焦化工艺路线。
72小时标定克拉玛依渣油物料平衡
项目 物料名称 加工量，吨 占比，% 备注
入方物料
常压渣油 455.84 90.59%
蜡油 27.33 5.43% （固定床补硫）
催化剂 5.55 1.10%
氢气 14.47 2.88%
累计 503.19 100.00%
出方物料
干气 25.29 5.03% （含酸性气体）
液化气 21.43 4.26%
石脑油 96.37 19.15%
柴油 316.38 62.87%
外甩蜡油 17.35 3.45%
残渣 26.37 5.24%
累计 503.19 100.00%
轻油收率 85.47%
项目 物料名称 加工量，吨 占比，% 备注
入方物料
常压渣油 455.84 84.40%
配剂及冲洗油 71.27 13.20%
催化剂 5.55 1.00%
氢气 7.48 1.40%
累计 540.14 100.00%
出方物料
干气 15.29 2.80% (含酸性气体)
液化气 7.29 1.35%
石脑油 55.06 10.15%
柴油 153.64 28.40%
蜡油 282.49 52.30%
残渣 26.37 4.90% 钙12295PPm
累计 540.14 100.00%
油收率 90.85%
悬浮床 固定床总物料平衡 悬浮床物料平衡
悬浮床装置实现连续平稳运行
1. 目前MCT装置停工改造，准备加工生物质油；
2. 未来，将根据市场需要开展多种石油组分渣油的工
业试验，为建设大规模工业装置提供工业数据。
获授权专利23项
创新成果
知识产权
已申请或受理52项
随着百万吨级悬浮床加氢项目
的建设，将申请100多项专利
建立完整的知识产权体系和
技术应用体系
建立了完整的知识产权体系
悬浮床加氢
我国催化裂化和延迟焦化产
能达２亿吨／年，汽柴油收
率仅60%左右
重质原油
和渣油
全国超过3000万吨的低、
全馏分煤焦油 中、高温煤焦油
将难以加工的委内瑞拉重油、
俄罗斯M100、加拿大油砂及
页岩油等劣质原油转化提质
劣质重油
和稠油
如全部应用该技术，轻油收率
９２％至９５％，每年可增产
４０００万吨以上汽柴油 清洁汽柴油
填补国内芳烃、溶剂油等
化工原料缺口，实现化工
原料自给
原油轻质化
转化为炼厂所需的优质原油，
提高国家能源利用效率，降
低原油供给成本
低碳芳烃
高档溶剂油
超级悬浮床MCT技术的重大意义
四、MCT悬浮床技术近期进展
和未来发展
与国内外开展广泛合作
与国内石油化工企业及俄罗斯、 拉脱维亚、 美国、 印度等国开展广泛
的商务合作交流， 2017年将开工建设多套百万吨级MCT悬浮床装置。
对不同用户的特种原料进行工业运行测试， 为大型工业装置建设提供
可靠的工业化技术基础数据。
2016年12月30日， 年加工150万吨煤焦油/沥青综合利用
项目在河南省鹤壁市宝山工业园区开工奠基， 这是目前
世界上最大的单系列煤焦油/沥青悬浮床加氢项目。
未来发展目标
利用MCT先进平台技术， 实现煤、 石油、
生物质共转化， 发展绿色化学品、 绿色清洁能
源产品。
开发生物质能替代煤、 石油等化石资源，
提供世界上最环保产品的技术。
THANK YOU !