国外渣油加氢技术研究进展_张庆军
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CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2015年第34卷第8期·2988·化 工 进 展国外渣油加氢技术研究进展张庆军,刘文洁,王鑫,蒋立敬,耿新国(中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院,辽宁 抚顺 113001)摘要:随着原油劣质化趋势的加剧及环保法规的日益严格,渣油加氢技术已成为炼厂提高轻油收率的关键技术。
本文针对目前主要的渣油加氢技术,比较了固定床、沸腾床、悬浮床、移动床四大类型渣油加氢技术的优势和不足,重点分析了国外主要的渣油加氢技术的研究进展,探讨了未来的发展趋势。
固定床加氢技术最成熟,在可预见的未来仍将占据渣油加氢的主导地位;沸腾床加氢技术日趋成熟,代表未来渣油加氢的发展方向;移动床加氢技术暂不作为渣油加氢的有效手段;悬浮床加氢技术尚未实现工业化应用,正在建设多套工业装置,具有良好的发展前景。
渣油加氢技术与其他重油加工工艺进行优化集成,将会显著提高炼厂的经济效益。
关键词:加氢;固定床;沸腾床;移动床;悬浮床中图分类号:TE 624.4+3 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2015)08–2988–15 DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2015.08.014Research progress in hydroprocessing technology for imported residuumZHANG Qingjun ,LIU Wenjie ,WANG Xin ,JIANG Lijing ,GENG Xinguo(Fushun Research Insitute of Petroleum and Petrochemicals ,SINOPEC ,Fushun 113001,Liaoning ,China )Abstract :With the use of increasingly heavy crude oil and stricter environmental requirements ,residuum hydroprocessing technologies have become a key upgrading process to improve the yield of light oil in refineries. This paper focuses on the main residuum hydroprocessing technologies at present ,compares four types of processes ,including fixed bed ,ebullated bed ,slurry bed and moving bed ,and analyzes the present status and developing trend of main residuum hydroprocessing technologies abroad in detail. Fixed bed hydrotreating technology is the most mature one ,and it will continue to dominate in the foreseeable future. Ebullated bed hydrocracking technology is becoming mature ,which represents the future of hydrocracking technology. Moving bed hydrogenation technology isn’t an effective means temporarily. Slurry bed hydrocracking technology hasn’t realized its industrial application yet ,but several sets of it are under construction and have a good potential. Optimized and integrated with other heavy oil processing technology will improve economic benefits significantly.Key words :hydrogenation; fixedbed; ebullated bed; moving bed; slurry bed全球常规石油资源储量为3×1012~4×1012bbl ,而非常规石油资源,包括重油、超重油和油砂沥青的储量接近 8×1012bbl [1]。
中国石化石油化工科学研究院渣油加氢新催化剂国际领先
胡大为
【期刊名称】《石油炼制与化工》
【年(卷),期】2014(45)11
【摘要】近日,由中国石化石油化工科学研究院(简称石科院)开发的"第三代渣油加氢处理RHT系列催化剂及相关技术"通过了由中国石化集团公司组织的鉴定。
鉴定专家认为,该催化剂性能优于国外进口催化剂,在脱金属、容金属及降残炭性能
等方面达到国际领先水平,经济效益显著。
石科院从1994年开始渣油加氢技术的
研究,2002年第一代渣油加氢催化剂投入工业应用。
【总页数】1页(P53-53)
【关键词】石油化工科学研究院;中国石化集团公司;国际领先水平;渣油加氢;新催化剂;催化剂性能;加氢技术;加氢催化剂
【作者】胡大为
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TE626.21
【相关文献】
1.中国石化石油化工科学研究院渣油加氢催化剂在台湾创最长运转周期纪录 [J],
中国石化石油化工科学研究院科研处
2.中国石化石油化工科学研究院开发的加氢催化剂成功应用于泰国炼油厂 [J],
3.中国石化石油化工科学研究院开发出新型白油加氢催化剂 [J], 李洪宝;郭庆洲
4.中国石化石油化工科学研究院新一代渣油加氢催化剂进入中国台湾市场 [J],
5.中国石化石油化工科学研究院开发RHT-200系列渣油加氢催化剂 [J], 中国石化石油化工科学研究院科研处
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渣油加氢催化剂研究进展介绍了全球固定床渣油加氢催化剂的发展趋势及渣油加氢的催化剂的特点。
外渣油加氢催化剂国内外制备技术包括,Chevron公司开发的VRDS/RDS技术、中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院(FRIPP)的S-RHT及S-Fitrap 技术;UoP及IFP催化剂的特点,指明今后渣油加氢催化剂的主要研究方向。
标签:渣油加氢;加氢处理;固定床;催化剂Abstract:The development trend of fixed bed residue hydrogenation catalyst and the characteristics of residue hydrogenation catalyst are introduced in this paper. The domestic and international preparation technologies of the catalysts for hydrotreating of foreign residuum include VRDS/RDS technology developed by Chevron Company,S-RHT and S-Fitrap technology of Fushun Research Institute of Petrochemical Industry of China Petrochemical Co.,Ltd.,and the characteristics of UOP and IFP catalysts. The main research direction of residue hydrogenation catalyst in the future is pointed out.Keywords:residue hydrogenation;hydrotreating;fixed bed;catalyst由于环保法规的日趋严格,市场对优质油品的需求不断增加,原油劣质化、重质化趋势加剧,优质原油资源越来越有限,原油加工难度大、轻质油品收率低,如何将日益劣质的油品充分加工、利用,提高轻油收率成为全球炼油业关注的主要话题。
国内外渣油沸腾床加氢技术比较白文强摘要:渣油加氢技术在原油劣质化和产品清洁化交互推动下,正逐步成为炼厂最主要的渣油加工技术手段,并得到了快速的发展。
与此同时,全球油品需求结构也在发生变化,锅炉及船用重燃料油的消费量在逐年减少,而化工用轻质油及优质车用燃料油的需求在逐年增加,因此将更多的重质渣油转化为优质的轻质油品已成为世界炼油技术发展的主要方向。
本文分析了国内外渣油沸腾床加氢技术比较方法。
关键词:国内外;渣油沸腾床加氢技术;比较方法受全球经济发展的拉动,成品油需求持续增长,原油加工能力不断扩张。
从能源消费结构方面来看,预计到2030 年,石油仍将是世界的主要能源。
但是从世界原油品质的变化来看,原油重质化、高硫化和高酸化的趋势明显。
随着重质、高硫和高酸原油的增多,炼油企业为了最大限度地生产运输燃料及高附加值产品,提高原油的利用效率和加工劣质原油的效益,往往把优化渣油加工作为关键研究项目。
一、概述随着重质、高硫和高酸原油的增多,炼油企业为了最大限度地生产运输燃料及高附加值产品,提高原油的利用效率和加工劣质原油的效益,往往把优化渣油加工作为关键研究项目。
这是因为渣油约占原油的3 0 % ~5 0 %,而且含有原油中几乎全部的金属杂质、70% 以上的硫化物和80% 以上的含氮化合物,加工难度大。
如何优选渣油加工技术方案是一个十分重要的问题,需要综合权衡。
目前,国内外新建炼油项目的前期研究工作也都把渣油加工技术作为工艺技术比选的重要内容。
渣油加氢技术的工艺过程是渣油经加氢处理,脱硫、脱氮、脱金属和脱残炭。
采用该工艺技术,渣油处理效果显著,且由于渣油中氢含量增加,加氢后的常压渣油可符合渣油催化裂化装置的进料要求。
渣油加工技术主要是指对常减压渣油通过物理和(或)化学方法进一步生产轻质产品或中间产品的过程工艺。
目前,国内外渣油加工技术尽管种类繁多,但主要可概括归纳为加氢技术路线和脱碳技术路线两种沸腾床渣油加氢技术在炼油工业当中的应用,是保障炼油工业可持续发展的重要技术力量。
国外馏分油加氢裂化技术新进展中国石油大庆石化公司炼油厂二加氢车间摘要 :介绍了国外馏分油加氢裂化工艺、催化剂、内部构件的新进展及工业应用情况 ,指出了今后加氢裂化工艺和催化剂的发展方向。
关键词 :加氢裂化工艺催化剂进展为满足清洁燃料升级换代和提高柴汽比的需要,欧洲许多炼油厂正在研究新建加氢裂化装置的方案。
自1987 年以来 ,美国炼油厂原油加工能力增加不到10% ,但加氢裂化加工能力却增加近40% ,许多炼厂已新建和扩建了加氢裂化装置。
进入21 世纪,加氢裂化技术的工业应用已进入一个黄金期,技术也有了新的进展。
1馏分油加氢裂化工艺技术进展目前,世界各国加氢裂化装置所采用的技术主要由UOP公司、雪佛龙公司、法国石油研究院及壳牌公司提供。
截至2000年,UOP公司的Unicracking技术已被142套装置采用,总能力超过1.45亿吨/年;雪佛龙公司的Isocracking技术被50多套装置采用,总能力超过3750万吨/年;法国石油研究院的加氢裂化技术被40套装置采用,总能力超过5000万吨/年;壳牌公司的加氢裂化技术被20套新建装置和12套改造装置所采用。
1.1UOP公司的加氢裂化工艺技术UOP公司开发的加氢裂化技术已工业应用40多年。
自1990年以来,采用UOP技术新建的加氢裂化装置有44套 ,其中 1999年以来新建的装置就有12套。
UOP公司的加氢裂化技术不但工业应用最多、总加工能力最大,而且不断有新的进展UOP公司Unicracking工艺的最新进展包括HyCy2cle工艺和APCU技术。
1.1.1HyCycle工艺HyCycle工艺采用了数项独特的专利设计,在低单程转化率(20%~40%)的情况下,可达到完全转化操作(99.5%)的目的。
其设计要点包括HyCycle分离器/精制段,反应器反序串联流程以及新型分馏塔设计(分壁塔)。
在该工艺中,未转化油和裂化产品在反应压力下分离,裂化产品在气相中进行后精制。
渣油加氢技术进展作者:刘爱松来源:《中国化工贸易·下旬刊》2020年第05期摘要:近些年来,原油需求不断攀升。
而渣油在原油中所占比重高,因此要选择合适的加工路线实现渣油的轻质化,提升企业的经济效益,还可以达到环保要求及提升社会效益。
重渣油加工过程主要有加氢和脱碳两种工艺,本文主要分析的是渣油加氢技术。
关键词:渣油加氢技术;技术进展;渣油1 渣油加氢技术进展1.1 固定床渣油加氢技术进展世界上第一套固定床渣油加氢脱硫装置由UOP公司设计,并于1967年10月在日本出光兴产公司千叶炼油厂建成投产。
80年代以前的渣油固定床加氢处理装置,主要以生产低硫燃料油为目的,渣油加氢转化率低,残炭和金属等杂质脱除率相对较低。
进入80年代后,由于催化剂等技术水平的提高,使得渣油加氢转化率高,并且硫、氮、残炭和金属等杂质脱除率较高,不仅能为下游的催化裂化装置提供高质量的原料油,以改善催化裂化装置的产品分布和产品质量。
同时,渣油加氢过程还能生产部分高质量柴油馏分和石脑油馏分。
固定床加氢工艺又分常压渣油加氢处理工艺和减压渣油加氢处理工艺。
典型的固定床加氢工艺主要有Chevron公司的RDS和VRDS工艺,UOP公司的RCD工艺,Exxon公司的Residfining工艺,Shell公司的HDS工艺,以及IFP公司的HYVAHL-F。
国内固定床渣油加氢处理技术主要有中石化抚顺石油化工研究院(FRIPP)开发的S-RHT技术以及中石化石油科学研究院(RIPP)开发的RHT技术。
固定床渣油加氢工艺对原料有严格的限制,其原料的金属含量一般不超过120µg/g,为了延长运行周期,部分企业将原料金属含量甚至控制在60μg/g以下,因而严重制约了固定床渣油加氢技术的原料适应性。
1.2 移动床渣油加氢技术进展移动床加氢工艺过程,反应器中的旧催化剂可连续或间歇排出,新鲜催化剂可连续或间歇加入,使反应器中催化剂始终保持较高的脱金属活性,可大大延长固定床渣油加氢装置的运转周期。
渣油加氢催化剂的研究和应用摘要:渣油加氢处理技术是近年发展最快的技术领域。
渣油加氢处理催化剂是此技术的关键。
多种固定床渣油加氢处理催化剂在国外已进行了开发和工业应用。
我国也开发了多种固定床渣油加氢处理催化剂,实践表明这种催化剂具有良好的活性和稳定性,产品质量良好,收率高,可为RFCC提供优质的原料。
悬浮床渣油加氢处理催化剂也在开发之中,中试试验取得了良好的结果。
关键词:渣油加氢;催化剂;固定床;悬浮床全世界炼油企业正面临着石油重质化、劣质化而且高硫原油逐渐增多的问题。
与此同时,市场对轻质油品的需求逐渐增多,环保法规对产品质量的要求也日趋严格。
全球炼油企业都在加大投入,以满足保护环境的要求。
炼油、石化和化工工艺90%以上都是催化反应过程,催化剂技术是炼油、石化和化学工业的核心。
加氢处理和加氢裂化技术既定生产清洁燃料的重要技术,又是调整产品结构的有利手段,同时也是炼油企业降低操作成本的最有利的技术之一。
而渣油加氢技术作为重油轻质化、优质化的有利手段,越来越受到重视。
渣油加氢处理技术的关键之一是配套的催化剂。
渣油是原油中组分最复杂的部分,其中含有较多的金属(Fe、Ca、Na、Ni、V等)、硫、氮及其它非理想组分。
在加氢处理的过程中,仅仅使用一种催化剂难以有效的脱除渣油中的各类杂质,国内外的渣油处理催化剂多种多样,适应了不同的原料状况和产品要求[1-2]。
1.悬浮床渣油加氢催化剂渣油悬浮床加氢转化是在临氢及催化剂存在下的热裂化过程,主要目的是将渣油转化为轻质馏分。
该技术具有流程简单、转化率及脱金属率高、空速大、无床层堵塞等特点。
悬浮床加氢过程适合性强,可以加工各种劣质渣油。
该工艺可以在转高的空速下操作,提高装置的处理能力,同时根据原料性质和目标的转化深度,调整并优化催化剂的组成及操作参数,可以达到转好的渣油转化效果。
但渣油加氢转化产品中的S、N等杂质含量仍然较高,可经下游的加氢精制工艺进行转化,使产品符合要求。
浅析国内外渣油加氢处理技术发展现状及分析作者:徐健来源:《科学与技术》 2019年第4期■徐健摘要:随着时代的发展人们对石油的需求越来越大,传统的石油提取技术很大程度上造成了石油使用上的浪费,近年来出现了一种节能的方式——渣油加氢技术,是将原油进行完成后剩下的难以开发利用的渣油使用加氢的方式,使其发生裂解等反应进而产生更多的可利用原油。
当前主流出现了四大类渣油加氢处理方式,使我国渣油在二次利用上取得了很大的成功,也有效地提高了能源的利用效率。
本文就对当前四类渣油加氢处理技术、近年来进行的优化成果以及未来的展望进行论述。
关键词:渣油加氢处理技术;渣油加氢技术改进方案;未来展望方向引言:在最近几年世界上的油气资源逐渐匮乏,在非洲更是因石油等不可再生资源使当地爆发了很多的战争,其中很多都是世界一些大国为了争夺更多的油气资源而支持的恐怖主义。
面对日益匮乏的油气资源,中国作为一个热爱和平的国家自然不会采取这种方式来夺取更多油气资源同时面临油气资源紧缺的局面,我国采取了研究如何提高油气资源利用率的方式,提升油气资源的使用率。
一、现今主要的渣油加氢处理技术当前随着社会的发展,世界各国逐渐认识到了增加油气资源利用率的重要性。
渣油中含有很多的硫等有害元素,将这些氢气加入进行催化反应使其可以被转化来或是以化合物的形式被沉淀出来,这将直接提高减少渣油的毒害,进而获得更多的可利用资源。
传统处理方式是采用加氢的方式在不同的环境下进行反应进而得到更多的可利用资源。
[1]其中主要可以分为以下几类:(一)固定床渣油加氢处理技术固定床加氢技术是最早研发出的处理技术,也是当前技术最为成熟的一种方式,它具有整体投资少、操作简单、运行方式简单的特点,是当今使用最为广泛的一种渣油加氢技术,占当前我国市场中使用该技术的70%以上。
(二)移动床渣油加氢处理技术移动床处理方式是一种由固定式发展而来的方式,在很多方面与固定式使用着同样的器材。
移动床技术是将一定量的催化颗粒用一定的力推动使其在一定方向上发生匀速的运动,使渣油与这些催化颗粒进行反应,催化颗粒在反应中逐渐失去作用,在在末端排出。
渣油加氢工艺的研究与应用作者:展庆来源:《科技创新导报》2012年第24期摘要:近年来,随着我国国民经济的迅猛增长、人们物质生活水平的极大提高及工业化进程的不断深入,国内油品交易市场对于石化产品和车用燃油的需求呈现出空前的热情,而与之形成鲜明对比的是国内原油供给不足的尴尬局面,为了保障工业生产及人们生活的正常需求,我国的原油大量依靠进口。
在这种形势下,渣油的回收再利用成为业界普遍关注的热点问题,从组分构成我们可以看到:渣油中含有大量的硫、氮、重金属等有害杂质,而以国内现有的炼油技术水平,为了使渣油达到催化裂化等二次加工工艺条件,并符合国家相关环保要求,渣油加氢工艺是处理渣油最有效的工艺方案,其能够较为彻底的祛除渣油中硫、氮及残炭等杂质对环境的污染。
本文从对渣油加氢工艺反应原理及影响因素的分析入手,介绍了当前几种常见的加氢工艺流程,并对渣油加氢工艺的应用现状进行了简要的说明。
关键词:渣油渣油加氢工艺反应原理工艺流程应用中图分类号:TE624 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)08(c)-0097-011 引言渣油是原油经过蒸馏工艺加工后剩余的由非理想组份或杂质构成的石油残渣,由于其二次加工难度大,通常情况下会被炼油厂当作锅炉燃料而燃烧掉。
而由于残余的渣油比率含量高,进行燃烧处理不仅造成有限制资源的浪费,而且也使周围的环境受到了威胁和污染。
采用加氢工艺进行渣油的处理,这种工艺方案不仅可以增加企业的经济收入,减少环境污染,而且更重要的是提高了资源的利用率,真正做到了对有限资源的吃干炸尽,是目前在国内各大炼厂广泛推广和实施的渣油处理工艺。
2 渣油加氢工艺反应原理及影响因素在渣油加氢的过程中通常会同时发生精制和裂化两类反应,其主要的反应形式如下。
2.1 脱硫反应脱硫反应是渣油加氢处理工艺中最重要的化学反应,由于渣油硫化物的种类及结构复杂多变,因而在实际反应过程中所涉及的脱硫反应也较为复杂。
对于渣油加氢工艺催化剂的运行性能的探究摘要:近几年,渣油加氢处理技术是发展最为迅速的技术领域。
其中渣油加氢处理催化剂是这种技术的关键。
在国外,多种固定床的渣油加氢处理催化剂已经进行了全面的开发并得到了广泛的应用。
同时国内也开发了多种固定床的渣油加氢处理的催化剂。
通过实践证实,这种催化剂的活性和稳定性很好,而且提高了产品整体质量,同时也为PFCC提供了高质量的原料。
在悬浮床加氢处理催化剂的开发过程中,通过实验取得了有效的成果。
关键词:渣油加氢催化剂运行性能固定床悬浮床在生产清洁燃料中,加氢处理以及加氢裂化的技术是最为重要的技术之一,同时也能够对产品的结构进行调整,也大大降低了炼油企业的操作成本。
对于渣油的加氢技术能够有效的将重油轻质化和优质化,因此受到了广泛的关注。
渣油加氢技术的关机就是拥有配套高效的催化剂。
渣油作为原油中最为复杂的组分,其中含有许多金属、氮、硫等非理想的组分。
在加氢处理作业的时候,使用一种催化剂就可以将渣油中的杂质有效的去除。
在国际上,这种渣油处理的催化有很多类型,也满足了不同产品的需要。
一、渣油加氢处理催化剂的现状在国际上,对于渣油加氢处理的工艺研究已经于很长的历史了。
在国外炼油企业的技术的主要特点包括:(1)充分发挥催化剂级配装填的优势,在一套装置中使用约10个催化剂的牌号。
(2)对于主催化剂来说,颗粒比较小可以将反应物的扩散阻力大大减小,提高反应的火星。
(3)催化剂的载体孔和酸的分布是比较集中的。
(4)处理高金属的含量渣油的同时,保护剂的空隙比较小,使得床层的压差增长速率变快。
对于UOP渣油加氢处理技术存在:①催化剂的组合比较简单。
②比较注重催化剂的孔分布,催化剂单位内可装填的体积孔容量和比表面积比较大。
③由于没不存在专门脱炭的催化剂,很难处理残炭较多的渣油。
渣油的加氢装置不仅仅要使得多种产品的质量提高,也要达到运转周期的标准。
所以说一般单一的催化剂是不能够实现的,要按照原料本身的性质和质量要求,操作的条件以及要求的运转周期等多重的因素进行配置,也叫做催化剂的级配。
渣油沸腾床加氢处理技术进展刘建锟杨涛贾丽胡长禄蒋立敬(中国石化抚顺石油化工研究院,辽宁抚顺113001)摘要本文介绍了渣油沸腾床加氢处理技术的进展,主要从发展历程,到几种沸腾床加氢处理技术进行了介绍。
关键词渣油沸腾床加氢工艺催化剂1沸腾床加氢处理技术发展概况目前世界正面临着原油变重变劣的趋势,而人们对重质燃料油的需求量却逐步减少,对轻质油的需求量则大幅增加。
因此炼油企业纷纷追求渣油的最大量转化。
在目前环保要求日益严格的形势下,加氢工艺,尤其是渣油加氢工艺在炼油工业的地位和作用越来越重要,渣油加氢技术也得以快速发展。
沸腾床渣油加氢技术具有原料适应性广,操作灵活等特点,是当前重油深加工的有效手段。
沸腾床加氢处理,是指渣油进料与氢气混合后,从反应器底部进入,在反应器中的催化剂颗粒借助于内外循环而处于沸腾状态。
沸腾床加氢裂化工艺最早由美国烃研究公司(HRI)和城市服务公司共同开发,该工艺名称为氢-油法(H-Oil)加氢裂化过程。
第一套H-Oil加氢裂化装置于1963年在美国的查理湖炼油厂建成,设计年处理能力为30万吨,主要以生产低硫焦化原料为主。
1969年在科威特国家石油公司舒埃巴炼油厂建成第二套沸腾床加氢裂化(H-Oil)装置,设计年处理能力为144万吨,经过80年代初期的改造后,该装置年处理能力已达到265万吨。
1970年在美国亨伯尔石油公司贝威炼厂建成第三套H-Oil装置,1972年在墨西哥石油公司萨拉门卡炼油厂建成第四套沸腾床加氢裂化装置。
但是,由于种种原因,70年代建成的4套沸腾床加氢裂化(H-Oil)装置的开工情况一直不太顺利,特别是1973年罕伯尔贝威炼油厂H-OIL装置开工仅100天,就发生了反应器爆炸的严重事故,本次爆炸事故造成整个H-Oil装置全部毁坏。
1974年对爆炸事故进行了详细的调查分析,调查研究结果表明反应器爆炸事故,原因出在工程问题上,而H-Oil工艺技术本身并无技术问题,仍然具有很大的发展潜力。
关于渣油加氢催化剂技术进展摘要:渣油加氢处理催化剂是渣油轻质化生产工作中非常关键的技术环节,多种渣油加氢处理催化剂,在国内外加氢催化技术当中应用非常广泛,并且取得了良好的生产工作效果。
本文重点针对渣油加氢催化剂的技术研发进展进行了分析和研究,同时提出了相关的使用工作要点,不断推动我国化工产业朝着更高层次上发展。
关键词:渣油;加氢催化;进展在最近几年的发展过程中,随着全球原油重质化和劣质化的趋势日益严重,原油的加工难度不断上升,轻质油的回收率相对较低,但是各个国家对轻质油的需求量不断上涨,因此对原油化工产业提出了更高的挑战和目标。
现阶段,全球各大炼油产业的整体投资力度正在不断加大,以此来实现良好的环境保护工作要求。
当前在石油化工单位内部,超过90%的化工工艺都来自催化反应催化剂,这也是炼油石化产业当中的核心要点。
1. 渣油加氢催化剂技术的性质随着渣油加氢处理工艺的不断向前发展,在催化剂技术方面也取得了明显的成就,具体可以分为以下几个方面:1.1催化剂品种多样化当前我国各大炼油单位所使用的催化剂产品越来越多样化,重点包含了加氢脱金属催化剂,加氢脱硫催化剂以及加氢脱氮催化剂等,这些催化剂都具有不同程度的活性,同时也有着不同的使用用途,需要依照具体的生产工作要求来进行针对性选择。
1.2双催化剂和多催化剂系统渣油加氢处理催化剂会因为金属硫化物和焦炭的沉积作用产生失火现象,同时原料当中的硫元素、氮元素以及其他金属元素等,在化学成分的构成上均存在明显的差异,因此无法使用同一种催化剂来有效解决渣油的加氢脱硫脱氮以及脱金属物质等相关问题,同时也无法有效解决生产周期范围内的加氢活性所产生的矛盾问题。
因此,固定床渣油加轻处理工艺,需要针对原油的具体性能以及生产工艺的目标要求,在反应器内部依次加入几种不同的加氢脱金属脱硫活性以及选择性的催化剂,以此来形成双催化剂或者是多催化剂的反应系统。
1.3催化剂的匹配和分级装填技木当前世界上各种渣油加氢处理技术都采用的是催化剂,分级填装的处理方式,为了充分发挥出各种不同催化剂的活性,有效克服顶部催化剂出现结块等不良问题,需要在反应器内部通过分级填装的方法来有效提高催化剂的使用效果。
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2015年第34卷第8期·2988·化 工 进 展国外渣油加氢技术研究进展张庆军,刘文洁,王鑫,蒋立敬,耿新国(中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院,辽宁 抚顺 113001)摘要:随着原油劣质化趋势的加剧及环保法规的日益严格,渣油加氢技术已成为炼厂提高轻油收率的关键技术。
本文针对目前主要的渣油加氢技术,比较了固定床、沸腾床、悬浮床、移动床四大类型渣油加氢技术的优势和不足,重点分析了国外主要的渣油加氢技术的研究进展,探讨了未来的发展趋势。
固定床加氢技术最成熟,在可预见的未来仍将占据渣油加氢的主导地位;沸腾床加氢技术日趋成熟,代表未来渣油加氢的发展方向;移动床加氢技术暂不作为渣油加氢的有效手段;悬浮床加氢技术尚未实现工业化应用,正在建设多套工业装置,具有良好的发展前景。
渣油加氢技术与其他重油加工工艺进行优化集成,将会显著提高炼厂的经济效益。
关键词:加氢;固定床;沸腾床;移动床;悬浮床中图分类号:TE 624.4+3 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2015)08–2988–15 DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2015.08.014Research progress in hydroprocessing technology for imported residuumZHANG Qingjun ,LIU Wenjie ,WANG Xin ,JIANG Lijing ,GENG Xinguo(Fushun Research Insitute of Petroleum and Petrochemicals ,SINOPEC ,Fushun 113001,Liaoning ,China )Abstract :With the use of increasingly heavy crude oil and stricter environmental requirements ,residuum hydroprocessing technologies have become a key upgrading process to improve the yield of light oil in refineries. This paper focuses on the main residuum hydroprocessing technologies at present ,compares four types of processes ,including fixed bed ,ebullated bed ,slurry bed and moving bed ,and analyzes the present status and developing trend of main residuum hydroprocessing technologies abroad in detail. Fixed bed hydrotreating technology is the most mature one ,and it will continue to dominate in the foreseeable future. Ebullated bed hydrocracking technology is becoming mature ,which represents the future of hydrocracking technology. Moving bed hydrogenation technology isn’t an effective means temporarily. Slurry bed hydrocracking technology hasn’t realized its industrial application yet ,but several sets of it are under construction and have a good potential. Optimized and integrated with other heavy oil processing technology will improve economic benefits significantly.Key words :hydrogenation; fixedbed; ebullated bed; moving bed; slurry bed全球常规石油资源储量为3×1012~4×1012bbl ,而非常规石油资源,包括重油、超重油和油砂沥青的储量接近 8×1012bbl [1]。
随着原油重质化、劣质化趋势的加剧,市场对轻质油品需求的不断增加以及环保法规的日益严格,重油尤其是渣油的高效转化和清洁利用成为世界炼油工业关注的焦点。
渣油加氢是解决重油深加工最合理也最有效的 方法[2-3]。
目前,世界上渣油加氢工艺类型有四大类,即固定床、沸腾床(又称膨胀床)、移动床和悬浮床(又称浆态床)渣油加氢,已工业化的有固定床、沸腾收稿日期:2014-11-02;修改稿日期:2015-01-07。
第一作者及联系人:张庆军(1983—),男,工程师,硕士,研究方向为渣油加氢工艺开发。
E-mail zhangqingjun.fshy@ 。
第8期 张庆军等:国外渣油加氢技术研究进展 ·2989·床和移动床3种。
渣油加氢能力约为 281万桶/天,占到全球渣油加工能力的17%。
其中,约82%为固定床加氢处理,18%为沸腾床加氢裂化,尚没有悬浮床加氢裂化的工业应用装置[4]。
固定床加氢技术成熟性最高,发展最快,装置最多;沸腾床加氢技术发展迅速,不断得到推广应用;移动床加氢技术目前主要用作固定床的预处理系统;悬浮床加氢技术取得突破性进展,有待于进一步完善[5-6]。
1 固定床渣油加氢技术固定床渣油加氢技术在20世纪60年代就已经比较成熟,得到大量的工业应用,目前全世界约有70套工业装置,总加工能力达到123.255Mt/a [7]。
国外典型的固定床渣油加氢技术有美国CLG 公司的RDS/VRDS 工艺和UOP 公司的RCD Unionfining 工艺以及法国IFP 公司的Hyval 工艺等。
CLG 公司是由Chevron 与ABB Lummus Golabl 共同组建的一家技术公司,采用CLG 专利技术的渣油加氢能力占全球的50%以上[6]。
UOP 公司是世界上最早拥有渣油加氢技术的专利技术公司,其渣油加氢工艺占全球渣油加氢市场30%以上的份额,具有很成熟的技术和经验[6]。
IFP 公司的可在线切换反应器(PRS )专利技术能够降低反应压降、延长运行周期、减少催化剂装填量。
表1为上述3家公司的工艺技术情况[6]。
表1 渣油加氢工艺技术对比项 目 CLG 公司UOP 公司 IFP 公司操作参数 反应器入口压力/MPa 18.92/19.3218.5/19.1 18.9 加权平均床层温度/℃ 387/404 383/404 370/415总空速/h −10.19 0.187 0.192 运行时间/d 333 333 333 产品分布(质量分数)/% 石脑油 2.33/2.99 2/4.21 1.5/2.16柴油 12.48/15.548.75/12.25 11.53/15.14渣油 82.06/77.5186/79.34 83.5/78.62化学氢耗 1.56/1.70 1.47/1.67 1.45/1.55产品质量 相对密度 0.9417/0.94110.925/0.925 0.939/0.937Ni+V/μg·g −16.3/14.7 8/15 10/13 S/μg·g −10.286/0.2950.3/0.3 0.28/0.29N/μg·g −1 2110/22802200/2000 1700/2000残炭/% 5.0/5.0 4.4/5.0 4.8/5.0 注:表中有两组数据的项目分别表示运行初期和末期。
1.1 固定床渣油加氢技术的优势和不足固定床渣油加氢技术的优点是工艺成熟,产品收率高、质量好,脱硫率可以达到90%以上,工艺和设备结构简单,投资费用少,操作稳定。
固定床渣油加氢装置可以加工世界上大多数含硫原油和高硫原油的渣油,主要对残炭和金属含量有严格的要求,而对硫含量和氮含量的要求相对不太严格[8-9]。
固定床渣油加氢技术主要用于催化裂化原料的加氢预处理,虽然转化率可以达到35%~45%,但由于要兼顾脱硫、脱残炭、脱金属和芳烃饱和的需要,所以一般转化率只有15%~20%[10]。
此外,固定床渣油加氢技术还有以下两大缺陷。
(1)在劣质原料加工方面有一定的局限性。
为保证装置的运转周期,通常需要控制原料油的总金属含量小于150μg/g ,残炭小于15%,沥青质含量小于5%[11-12]。
在处理高金属和高胶质、沥青质含量的原料时,催化剂结焦和失活较快,床层易被焦炭和金属有机物堵塞,产生压降和热点。
同时,固定床渣油加氢装置很难将高硫渣油的含硫量降至100~200μg/g (催化裂化装置需要生产含硫量小于10×10−6的清洁汽油组分)。
(2)催化剂用量很大。
催化剂使用寿命短,无法及时更换催化剂,空速很低,运转周期较短(一般在12~15个月),所以工业应用的局限性很大[10,13]。
1.2 国外固定床渣油加氢技术研究进展近年来,国外炼油技术开发机构在固定床渣油加氢技术的研发方面取得了一些新进展。
1.2.1 在工艺上的进展 固定床反应器前加上UFR 和PRS 保护反应器技术,是固定床渣油加氢技术的重要进展。
由于固定床加氢反应器的第一个床层容易堵塞,产生压力降,影响装置操作周期。
为了克服固定床对原料要求较高的缺点,通常会在主反应器前加设PRS 可切除、可切换保护反应器或上流式反应器(up flow reactor ,UFR )[14]。
CLG 公司的UFR 工艺和IFP 公司的Hyval 工艺提高了固定床对原料的适应性,可加工杂质含量较高的原料油,大大延长了操作周期。
UFR 工艺是一种上流式固定床加氢技术,反应物流自下而上,使催化剂床层轻微膨胀,从而解决了常规固定床反应器初末期压力降变化大的问题,2000 年首次实现工业化。
目前采用UFR 技术的工业装置有3套,总加工能力达19.35Mt/a [15-16]。