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液相循环加氢（SRH）技术在柴油加氢装置中的推广应用发表时间：2019-11-14T12:11:38.420Z 来源：《科学与技术》2019年第12期作者：周卫锋田端强[导读] 为满足质量升级的要求，胜利石化总厂引进中石化开发的液相循环加氢（SRH）技术在100万吨/年的柴油加氢装置推广应用。
摘要：为满足质量升级的要求，胜利石化总厂引进中石化开发的液相循环加氢（SRH）技术在100万吨/年的柴油加氢装置推广应用。
结果表明：液相循环加氢（SRH）技术后与传统柴油加氢技术相比，装置一次投资少；产品达到Ⅵ柴油标准，可生产出符合国Ⅵ标准的车用清洁柴油;节能效果明显，能耗比传统加氢装置节约3-3.5kg标油/吨原料具有明显的经济效益和社会效益。
关键词：液相循环加氢（SRH）硫含量加氢节能前言环境问题是中国21世纪面临的最严峻挑战之一，保护环境是保证经济长期稳定增长和实现可持续发展的基本国家利益。
环境问题解决得好坏关系到中国的国家安全、国际形象、广大人民群众的根本利益，以及全面小康社会的实现。
保护环境是中国长期稳定发展的根本利益和基本目标之一，实现可持续发展依然是中国面临的严峻挑战。
企业在人类社会发展进程中同时扮演着保护环境与破坏环境的双重角色，负有不可推卸的环境责任。
硫是在铅之后最值得关注的油品质量指标，因为它可能引起癌症、心血管疾病等，尤其是它衍生的颗粒污染物会对呼吸道带来非常严重的影响。
联合国环境署一项在撒哈拉以南地区的研究显示，对炼油设备每投资30亿美元改善油品质量，可以带来250亿美元的健康效益。
“对于任何一个国家来说，这都是一项很好的投资。
”车用柴油质量升级,主要是通过柴油加氢来实现。
目前柴油加氢精制脱硫率为95%左右,如果达到国四硫含量要求(50ppm), 加氢精制脱硫率需要达到99%;而要生产国五硫含量标准的车用柴油(10ppm), 加氢精制脱硫率要达到99.9%以上。
如果再考虑提高十六烷值的问题, 则需要提高加氢的反应温度, 降低空速。
第42卷第4期 当 代 化 工 Vol.42，No.4 2013年4月 Contemporary Chemical Industry April，2013液相加氢技术现状及发展前景王 萌1, 金月昶2, 王铁刚2, 李国萍3（1. 辽宁石油化工大学，辽宁 抚顺 113001； 2. 中国寰球工程公司辽宁分公司，辽宁 抚顺 113006;3. 中国石油抚顺石化公司石油三厂，辽宁 抚顺 113001）摘 要：简要概述了液相加氢技术的发展现状，介绍了Iso Therming液相加氢技术、SRH液相循环加氢技术在加氢技术中的突破。
对两种技术的工艺流程及技术特点进行分析，并将液相加氢技术与常规加氢技术对比，得出液相加氢技术在工业生产中的突出优势及其发展前景。
关 键 词：液相加氢；柴油加氢装置；Iso Therming技术；能耗；循环泵中图分类号：TE 624 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2013）04-0436-03Development Prospect and PresentSituation of the Liquid Phase Hydrogenation TechnologyWANG Meng1, JIN Yue-chang2, WANG Tie-gang2,LI Guo-ping3(1. Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001，China；2. HQC Liaoning Branch, Liaoning Fushun 113006，China;3. CNPC, Fushun Petrochemical Company No.3 Refinery . Liaoning Fushun 113001, China）Abstract: Present situation of the liquid phase hydrogenation technology was introduced. The breakthrough of IsoTherming liquid phase hydrogenation technology and SRH liquid circulation hydrogenation technology was discussed.The process flow and technical characteristics of two kinds of technology were analyzed. And they were comparedwith conventional hydrogenation technologies. The results show that the liquid phase hydrogenation technology hasprominent advantages and brilliant development prospect in industrial production.Key words: Liquid phase hydrogenation; Diesel hydrotreating unit; Iso Therming technology; Energy consumption;Circulation pump随着环保法规日益严格，全球燃料清洁化的总趋势是汽油向低硫、低烯烃、低芳烃、低苯和低蒸汽压发展；柴油向低硫、低芳烃（主要是稠环芳烃）、低密度和高十六烷值发展。
加工工艺石 油 炼 制 与 化 工ＰＥＴＲＯＬＥＵＭＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧＡＮＤＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＳ２０２１年４月 第５２卷第４期 收稿日期：２０２０ １０ １５；修改稿收到日期：２０２１ ０１ １０。
作者简介：徐秋鹏，大学本科，工程师，从事加氢裂化、液相加氢、渣油加氢装置的生产管理工作。
通讯联系人：徐秋鹏，Ｅ ｍａｉｌ：ｘｕｑｐ２＠ｃｎｏｏｃ．ｃｏｍ．ｃｎ。
¡>¢ £./vw4XYDE徐 秋 鹏（中海油惠州石化有限公司，广东惠州５１６０８６）摘 要：中海油惠州石化有限公司二期项目２．６Ｍｔ?ａ蜡油全液相加氢装置于２０１７年建成投产。
该装置采用杜邦公司的ＩｓｏＴｈｅｒｍｉｎｇ全液相加氢技术设计，是国内首套采用全液相加氢技术的蜡油加氢装置。
经过两年多的运转，该装置虽然经历多次开停工，但仍表现出较好的操作便利性和经济性。
装置运行２年多后的标定结果表明：对于硫质量分数大于２．７％、氮质量分数大于５００ ｇ?ｇ的沙特中质原油减压蜡油原料，加氢蜡油产品的硫质量分数小于１０００ ｇ?ｇ、氮质量分数小于１００ ｇ?ｇ，均满足催化裂化装置对进料的要求；装置标定期间的综合能耗为２７４．６３ＭＪ?ｔ，不但低于传统滴流床蜡油加氢装置，而且优于装置设计指标；装置整体运行情况达到设计要求。
关键词：全液相 蜡油 加氢 ＩｓｏＴｈｅｒｍｉｎｇ 循环油泵 综合能耗在现代炼油行业，加氢处理装置往往由于操作条件较为苛刻，所以装置投资很大。
为生产满足环保要求的清洁石油产品，世界各国炼油技术人员开发了很多加氢技术，以降低装置的投资和能耗。
其中液相加氢技术是近几年发展起来的一种突破性加氢技术。
在液相加氢技术中，反应是以液相进行的。
传统滴流床加氢技术需要大量的富氢气循环气与进料一起进入反应器，以确保反应所需的氢气被充分溶解至液相中。
液相加氢工艺技术反应部分不设置氢气循环系统，依靠液相产品循环以溶解足量的氢气，满足加氢反应的需要［１ ２］。
学习资料1、杜邦公司Iso Therming 加氢技术杜邦公司Iso Therming 加氢技术特点是不使用喷淋床反应器，而采用液相填充床反应器。
反应中使用的氢溶解在液体中，而不是作为气体进行循环。
（见下图）液相反应器在杜邦公司内的商业运行时间已有几十年的时间。
液相反应器设计中的一项技术要求为溶解在反应器进料中的氢的量应该高于反应所需氢的量。
在大多数炼油厂中，氢的数量只是高于新鲜原料中氢的溶解度。
在Iso Therming 加氢技术中，产品液体进行再循环，以便溶解在混合原料中的氢量远高于反应所需的氢量。
正确的再循环率通过中试装置使用实际进料及反应工程模型进行测试来确定。
装置中不需要设置价格昂贵的氢气循环压缩机。
补充氢压缩机与喷淋床反应器相比，液相填充床反应器在设计及提高产能方面更加简单。
在喷淋床反应器中，气体及液体的最佳分布状态非常关键，并且再分布格栅需要仔细设计以防止分布状态不佳，与此相比，填充床反应器中液体流量的分布并不是一个关键设计问题。
在反应器设计中未考虑与多相流相关的其它问题，如压力降及流动状态。
在Iso Therming 加氢技术中，催化剂是全湿的。
这一点与喷淋床反应器形成对比，在该反应器中充满大量气体，而液体向下喷淋到催化剂床上。
在催化剂中以及催化剂周围存在液体可以尽可能降低减少催化剂活性部位的热点。
由于溶解于液体中氢的量远远超过反应中所需氢的量，催化剂活性部位即有氢的存在。
这些因素可以将结焦造成的催化剂减活作用降至最低程度。
Iso Therming反应器中的绝热温度远低于喷淋反应器中的温度，因为充满液体的反应器中的热质量较高。
这种低温升的特点可以在工艺设计中降低对中间冷却的依赖。
Iso Therming反应器的最大温升受到溶解于液体中氢的数量限制。
而在Iso Therming反应器中没有大量的热偏移或者温度超出控制范围的现象，这一点与喷淋反应器不同，在喷淋床反应器气体持续流动，且气体循环流率比反应所需的流率高几倍。
Isotherming®液相循环加氢技术的工业应用湖北省潜江市433100)摘要DuPont™IsoTherming®液相循环加氢技术通过循环加氢处理过的液流为反应器提供反应需要的氢气，同时也作为冷源维持反应的接近等温条件，从而避免不受控的裂化反应，降低轻组分的生成。
IsoTherming®液相加氢技术可以处理不同来源的柴油并在适宜的工艺条件下生产满足规格的清洁柴油产品。
化工有限公司1.0Mton/a柴蜡油加氢改质装置采用杜邦公司的IsoTherming®液相加氢技术，原料为直馏柴油，催化柴油，焦化柴油，焦化蜡油的混合物，在体积空速1.52 h-1，循环比3.54，反应器入口温度351.5℃的条件下，加工高硫原料时的脱硫率可以达到98%。
可以生产满足国Ⅲ柴油质量标准的清洁柴油。
同时该装置的长期稳定运行表明IsoTherming®液相循环加氢技术及其关键设备成熟可靠。
关键词：IsoTherming®；液相加氢；清洁柴油；1引言随着环保法规的日趋严格，车用柴油的硫含量标准逐年在修订。
我国普通柴油规格标准GB252-2011要求硫含量不大于2000μg/g，在2013年7月1日以后要求不大于350μg/g。
为应对满足越来越严格的排放标准，生产低硫和超低硫柴油已经成为炼油加氢装置的目标。
在传统的氢气循环加氢工艺过程中，为满足液相中反应所需要的氢，必须采用较大的氢油体积比，循环氢压缩机的投资占整个加氢装置成本的较大比例，换热系统能耗较大。
我公司经过考察采用杜邦专利的Isotherming® 液相循环加氢技术，该技术不需要设置氢气循环系统，依靠高温循环油泵循环一定比例的加氢产物至反应器顶部来携带进反应所需的溶解氢，同时高压设备数量也大大减小，占地空间也相应减小，是降低操作成本的同时实现油品质量升级的较好的技术【1】。
2装置概况该装置隶属于化工有限公司全液相柴蜡油加氢改质装置，设计能力100万吨/年，设计原料为直馏柴油，催化柴油，焦化柴油，焦化蜡油按比例的混合物，采用进口加氢精制催化剂，主要目的是为了改善公司原有催化裂化装置原料油的性质，同时对不同来源柴油原料进行加氢精制以满足本区域市场对柴油硫含量的环保要求。
IsoTherming®加氢工艺原理如图1所示，实际装置由一个保护反应器加一个主反应器组成。
装置于2012年4月18日开始催化剂预硫化，4月20日预硫化完成，整个催化剂硫化过程平稳，反应器床层温升在3℃以下。
4月24日一次投料开车成功，产品硫含量满足国III标准。
截止2013年3月30日止，整个装置运行平稳，关键工艺设备如进料泵，高温高压液相循环泵，新氢压缩机等稳定可靠。
收稿日期：2013-04-10*通讯联系人：图1 Isotherming®液相循环加氢工艺原理图Figure1. Isotherming® liquid phase hydrogenation process2.1 装置运行情况自装置2012年4月开车以来，由于受到原料供应紧张的影响，在上游常减压装置中原油比例小，不得不掺炼M100、180＃、280＃、380＃燃料油，同时直馏柴油产量少，相应的作为加氢装置进料的四种柴油质量比设计指标均有较大幅度的降低，各组分密度明显增加，硫含量大幅升高。
几组装置的典型操作条件和原料/产品分析指标见表1和表2。
根据工厂的生产调度安排及本区域产品的市场需要，大部分操作时间内装置反应区间操作温度和操作压力均低于设计值。
如表1数据1所示，当反应器入口温度只有315℃时，脱硫率仍然达到97.7%，产品硫含量满足国III 标准。
当加工高硫原料（数据2）时，在适当降低装置进料量的同时，产品中硫含量仍能够满足国III 标准，脱硫率可以达到98%，同时装置的操作温度和操作压力仍有较大的提升空间。
当原料硫含量过高（数据3所示），并且其中重组分含量大大增加时，对装置的脱硫率有一定影响，同时由于循环比的降低，导致脱硫率降低到90.7%表1柴油混合进料不同的操作条件Table1 Operation condition for different mixed diesel feed 项目数据1数据2数据3进料量， t/h10271.4100预反应器2.19 1.52 2.10入口315351.5342出口317.5354345反应器入口压力, Mpa 8.98.88.8主反应器0.710.490.68入口317353345出口323359352.5反应器入口压力, Mpa 8.68.38.2循环比 (体积比） 3.37 3.54 2.37原料比例，直柴/催柴/焦柴/蜡油25/46/29/036/21/43/025/10/30/35反应温度，℃反应器温度，℃空速， h -1空速表2柴油混合进料及产品的分析Table2 Analysis results of diesel feed and product项目原料产品原料产品原料产品密度,，g/cm3872.7849.5881.7858.3895.7858.2硫含量，μg/g 720016715159302173511605馏程，℃初馏点19719518318648618510%22821522021522021450%27826428326531626990%339332349340>40033995%351344361355357闪点，℃7165腐蚀1b 1b 1b凝点，℃-8<-8<-814<-8色度8<2.0 4.0<2.0>8.0水白色脱硫率，%97.798.090.7数据1数据2数据32.2影响因素反应温度对产品硫含量的影响如图2所示，在进料流率，进料性质和其他操作条件稳定的情况下，和传统的气体循环加氢工艺一样，随着反应温度的升高，柴油产品中的硫含量不断降低，当反应温度超过360℃时，随着反应温度的进一步升高，产品质量改善的增益将有所降低。
20030040050060070080090010008000900010000110001200013000140001500016000330.0340.0350.0360.0370.0380.0精制柴油硫含量,μg /g 原料硫含量，μg /g 反应温度，℃原料中硫含量精制柴油硫含量图2. 反应温度对产品硫含量的影响Figure2. The effect of reaction temperature on sulfur content of product图3显示了反应器温升随着装置进料量和平均床层温度的影响，可以看出，根据不同的进料量和操作温度，反应器1的温升在1~3℃之间，反应器2的温升在4~8℃之间，并且总进料量对反应器温升的影响要比操作温度的变化显著。
相对于传统的氢气循环加氢工艺，反应温升较低，操作平稳，容易控制。
24681050100150200250300350400温升，℃反应器平均床层温度，℃总进料量平均床层温度反应器1的温升反应器2的温升图3总进料量和平均床层温度对反应器温升的影响Figure3. The effect of Total feed and W ABT on the ΔT of reactor3结论1. 工业生产实践表明采用Isotherming®液相循环加氢技术的装置，可以有效的对不同来源的柴油原料及其混合物进行加氢脱硫，相对于传统的气体循环加氢精制工艺，减少了高压设备的投资，降低了操作成本和操作复杂性。
2. Isotherming®液相循环加氢工艺所采用的高温高压液相循环泵性能稳定可靠，能够满足装置的长周期运行；3. 体积空速2.19h -1，循环比3.37，反应器入口温度315℃的条件下，脱硫率可以达到97.7%；体积空速1.52 h -1，循环比3.54，反应器入口温度351.5℃的条件下，加工高硫原料时的脱硫率可以达到98%；体积空速2.1 h -1，循环比2.37，反应器入口温度342℃时，加工高硫原料的脱硫率为90.7%；4. 根据近一年的生产实践，进料组分可以根据生产调度和区域市场需求灵活调整，大大增加了操作弹性；5. 当其他操作条件保持稳定时，提高反应温度可以进一步降低精制柴油产品中的硫含量，当温度超过360℃时，继续升高温度时，产品硫含量改善的幅度降低。
6. 随着进料量和平均床层温度的变化，反应系统的总温升在5~8℃之间变化，相对于传统的气体循环加氢精制工艺，床层温升大大降低，避免了飞温带来的催化剂失活和产品质量波动，提高了装置运行的可靠性。
参考文献：[1] A ntony Stanislaus, Abdulazeem Marafi, Mohan S. Rana . Recent advances in the science and technology of ultra low sulfur diesel (ULSD) production [J]. Catalyst Today, 2010, 153:1-68.COMMERCIAL APPLICATION OF ISOTHERMING® LIQUID-PHASEHYDROPROCESSING TECHNOLOGYBai Danjiang Wen Bin Zheng Tao(Jinao(Hubei) Science & Technology Chemical Industry Co., Ltd. Hubei Qianjiang 433100)Abstract The heart of DuPont™IsoTherming® liquid-phase hydroprocessing technology is the ability to provide hydrogen necessary for the reactions using a liquid recycle stream. The liquid phase also acts as a heat sink for the exothermic reactions. The reactor operates closer to isothermal conditions, which reduces uncontrolled cracking reactions and thus lowers light ends make. IsoTherming® liquid-phase hydroprocessing technology can treat diesel from different sources and produce clean diesel within specifications under proper process conditions. Hydrotreater of Jinao(Hubei) Science & Technology Chemical Industry Co., Ltd. adopts DuPont™IsoTherming® liquid-phase hydroprocessing technology. The feed is composed of straight run diesel, light cycle oil, light coker diesel and heavy coker gas oil in proportion. Under the process condition of volumetric space velocity of 1.52h-1, recycle ratio of 3.54, reactor inlet temperature of 351.5℃, the percentage of desulphurization can reach 98% when treating high-sulfur feed. The clean diesel product can meet the specification of Standard Three. The stable operation of unit indicates the high reliability of IsoTherming® liquid-phase hydroprocessing technology as well as the key equipments.Keywords IsoTherming®，liquid-phase hydroprocessing, clean diesel。
