固定床渣油加氢技术交流材料
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渣油加氢工艺及工程技术探讨摘要:随着石油资源的日益减少和原油重质化、劣质化趋势的加剧,渣油加氢工艺逐渐成为渣油加工的重要手段之一。
介绍了渣油加氢工艺的反应原理,分析了渣油加氢技术的应用,最后提出了渣油加氢装置高效运行的保障措施。
关键词:炼油;渣油加氢;工艺技术介绍渣油是原油经蒸馏处理后,由非理想组分或杂质组成的残余油。
由于二次加工的困难,炼油厂通常将其作为锅炉燃料燃烧。
由于渣油中原油含量高,燃烧处理不仅浪费有限的资源,而且对周围环境造成威胁和污染。
采用加氢工艺处理残渣。
该工艺方案不仅可以增加企业的经济收入,减少环境污染,而且可以提高资源利用率,真正把有限的资源吃掉、晒干、炒熟。
这是一种在中国主要炼油厂广泛推广和实施的残渣处理工艺。
1.渣油加氢工艺反应原理1.1脱硫反应脱硫反应是渣油加氢处理过程中最重要的化学反应。
由于残渣硫化物的类型和结构复杂多变,实际反应过程中涉及的脱硫反应也更加复杂。
一般来说,硫化物的脱硫反应可以近似地看作是在催化剂作用下残渣中硫化物的碳硫断裂的氢解反应,并释放出硫化氢气体和无硫饱和烃,该反应强烈且不可逆。
催化剂颗粒的总体尺寸、孔径分布和工艺条件是影响加氢脱硫反应程度的两个主要因素。
1.2脱金属反应加氢脱金属反应的主要目的是去除镍、铁等金属杂质,这些杂质对渣油的二次反应性能有很大影响。
与脱硫反应类似,脱金属反应是渣油加氢处理的另一个重要化学反应。
整个反应过程通常通过一个或多个可逆反应完成。
反应的第一步是氢化生成中间产物。
中间产物进一步氢解,最终形成固体金属硫化物,附着或沉积在催化剂表面或孔口附近。
催化剂颗粒的总体尺寸、孔径分布和反应物分子的扩散速率是影响加氢脱金属反应程度的两个主要因素。
1.3反硝化反应残渣中的氮元素以氮杂环化合物的形式存在。
加氢反应通常需要先经过杂环饱和,然后碳氮断裂形成气相产物。
因此,渣油脱氮反应过程非常复杂多变。
产物中硫化氢的含量、各种氮化物之间的竞争吸附以及反应物分子的扩散速率是影响反硝化反应程度的主要因素。
固定床与流化床、悬浮床渣油加氢处理技术研究摘要:随着石油资源的日益减少和原油重质、劣化趋势的加剧,渣油加氢工艺是实现渣油清洁高效转化的关键技术,固定床渣油加氢工艺已成为渣油加工的重要手段。
根据渣油加氢工艺的反应原理,分析了固定床与流化床、悬浮床渣油加氢技术的应用,最后提出了固定床渣油加氢装置高效运行的保障措施。
关键词:炼油;固定床;流化床;悬浮床;渣油加氢工艺技术前言:渣油是原油蒸馏后其中的不理想组分、不理想杂质组成物,渣油的二次加工难度较大,多应用于炼油厂锅炉燃料,也可作为催化裂化装置的原料。
渣油内有较高的硫、氮、残碳和重金属,如果不做处理,燃烧后会产生大量的含硫气体以及温室气体,污染周围环境,威胁生态平衡,也会给下游装置造成较大影响。
渣油加氢技术能脱出渣油中大部分硫、氮、残碳以及重金属,能够大大的降低渣油燃烧后所产生的污染气体,减少废气处理量,增加了重质原油的加工量,减低了企业的加工成本,增加了企业的经济收入。
目前,渣油处理工艺多为固定床渣油加氢处理技术,其他形式的工艺技术也具有相同的效果,但是各有优缺点,本文主要对此进行研讨。
1.固定床渣油加氢工艺反应原理1.1脱硫反应作为脱硫反应沸腾床-固定床组合渣油加氢处理最为重要的化学反应,脱硫反应参与硫化物类型复杂、结构复杂,涉及流程较为复杂。
通常情况下,硫化物脱硫反应可认为是渣油借助硫化物催化作用,促使碳硫反应断裂,属于氢解反应,可释放硫化氢气体、无硫饱和烃,这类化学反应比较强烈,为不可逆反应。
加氢脱硫反应中,催化剂颗粒尺寸、催化剂孔径分布、催化剂颗粒工艺条件为三大主要影响因素。
1.2脱金属反应加氢脱金属反应主要是去除金属杂质,比如:镍、铁,金属杂质会影响残渣二次反应性能。
脱金属与脱硫反应类似,属于沸腾床-固定床组合渣油加氢处理的关键化学反应,属于一个或多个可逆反应。
该反应影响因素为催化剂颗粒尺寸、催化剂孔径分布、反应物分子扩散率。
1.3反硝化反应残渣内的氮元素存在形式为氮杂环化合物,杂环饱和后加氢,能够促进碳氮裂解,并形成气产物。
关于渣油加氢处理催化剂及工艺技术关于渣油加氢处理催化剂及工艺技术一、渣油加氢处理技术概况当今世界,石油资源逐渐变劣、变重,使轻质油品收率下降,而世界经济的快速发展对轻质油品的需求却日益增长。
如何合理利用和深度加工劣质或重质原油,是炼油工业面临的一个迫切需要解决的难题。
在国内,原油资源满足不了我国国民经济快速发展的需要,进口中东原油以增加我国的能源供给势在必行。
中东原油加工的主要技术难点是高硫原油的合理利用,从当今炼油技术水平来看,渣油固定床加氢处理是合理利用含硫渣油的最为有效的手段之一二、渣油加氢处理过程的化学反应及催化剂1、渣油加氢处理过程的化学反应在重油加氢处理过程中,主要的化学反应有:加氢脱金属(HDM);加氢脱硫(HDS);加氢脱氮(HDN);加氢裂化(HC);不饱和键的加氢(如芳烃饱和-HDA)等。
针对这些反应,渣油加氢处理催化剂主要包括渣油加氢保护剂,脱金属催化剂,脱硫催化剂和脱氮催化剂四大类。
2、减压渣油加氢处理系列催化剂(FZC-XX系列)该系列催化剂自1986年开始研制以来,现已研究开发成功四大类共十六个牌号的催化剂。
研究开发过程中共申请国内外专利六十余项,有效地保护了我国自力更生开发的渣油固定床加氢处理技术(简称S-RHT技术)。
FZC-XX系列催化剂特点和作用类别第一代第二代特点作用保护剂FZC-10FZC-10Q大孔容(>1.0ml/g),大孔径(有400nm以上大孔)脱金属杂质及垢物,保护下游催化剂,防止床层压力降快速升高FZC-11FZC-11QFZC-12FZC-12QFZC-13FZC-13QFZC-14FZC-14QFZC-15FZC-10UFZC-16FZC-11UFZC-17FZC-18脱金属剂FZC-20FZC-23大孔容(≥0.7 ml/g),大孔径(有100nm以上大孔)最大限度地脱镍、钒FZC-21FZC-24FZC-22FZC-25FZC-26FZC-27脱硫剂FZC-30FZC-33较强的酸性,较小的孔径,较大的比表面积脱硫、部分脱氮FZC-31FZC-34FZC-32FZC-35FZC-36脱氮剂FZC-40FZC-41强酸性,小孔径,大比表面积,高金属含量高活性脱氮、转化3、常压渣油加氢处理系列催化剂(FZC-XXX系列)1995年我国开始针对进口高硫原油开展了常压渣油加氢处理系列催化剂的研究开发工作。
VRDS渣油加氢装置主要原料及辅助材料性质1.1 主要原料性质URF/VRDS装置原料为阿拉伯轻质油与科威特原油(1:1)减压渣油(占渣油量的58%~66%)和孤岛减压渣油(占渣油量的42%~34%),常减压装置的减三线和焦化装置的焦化蜡油及催化装置的回炼油作为外部稀释油,进料来自常减压装置和重油原料罐区。
URF/VRDS装置的设计原料(减压渣油)性质见表6-1。
表6-1 VRDS装置设计原料性质表Fe μg.g-1 6Ca μg.g-1 5Na μg.g-1 3滤后机杂μg.g-1 40(1). 稀释油:第三、第四常减压装置的减三线蜡油,延迟焦化装置的焦化蜡油,第一和第二催化裂化装置的回炼油。
(2). 封油:第三、第四常减压装置的减三线蜡油,SSOT装置原料,罐区880#和881#蜡油。
(3). 急冷油:第三、第四常减压装置的减三线蜡油。
(4). 正常生产期间(也包括开工和停工),原料的界区条件、流量见表6-2。
表6-2 原料界区条件物流来源温度℃压力MPa流量t/h1.减压渣油常减压装置/罐区150 0.5 151.22.外来稀释油常减压、催化、焦化装置90 0.5~1.5 20~503.蜡油(开停工用VGO)罐区100 0.5 42~85VRDS的新氢是由补充氢压缩机组K-1010/1020/1030提供的。
氢气来源有一、二制氢装置产氢、乙烯电解氢、普里森氢提浓装置(PRISM)回收的高纯度氢气。
设计新氢纯度99.5%,CO+CO2最大≯50μg.g-1,氮气≯1000μg.g-1。
新氢和PRISM氢气的组成见表6-3。
表6-3 氢气组成分析注:1.* 物料平衡中不包括。
2.“-”意指低于0.04%。
1.2 主要辅助材料性质1.2.2 液体三剂1.2.2.1 渣油阻垢剂QSFH-C渣油阻垢剂具有以下性能:1、清净分散性,阻垢剂能够阻止油料中的腐蚀产物、盐类和杂质颗粒聚集沉积,减少无机垢的生成;2、抗氧化性,与被氧化的烃自由基形成惰性分子,使链反应中止,不能形成大分子聚合物;3、阻聚合性,阻止烃分子的聚合,减少有机垢的生成,4、钝化金属表面性,使设备和管道的材质在高温下不能对脱氢生焦起催化作用。
沸腾床-固定床组合渣油加氢处理技术研究杨涛;刘建锟;耿新国【摘要】沸腾床渣油加氢技术与固定床渣油加氢技术组合可以明显改善固定床进料性质,大幅度降低杂质含量,大大改善固定床操作;同时可以扩大可加工的原料范围,延长操作周期.中试数据表明,加工金属质量分数分别为118,233μg/g、残炭质量分数分别为15.7%,21.1%的劣质渣油,沸腾床与固定床组合工艺均可稳定操作,所得加氢渣油金属质量分数分别为10.6,7.8μg/g,残炭质量分数分别为5.6%,5.2%,可以直接作为催化裂化装置原料,从而实现劣质渣油的高效转化.通过技术特点和技术经济分析,并与单独的固定床方案对比,发现沸腾床与固定床组合渣油加氢处理新技术具有更好的盈利能力,并可实现3 a稳定运转,从而与下游装置相匹配,实现同步开停工.【期刊名称】《炼油技术与工程》【年(卷),期】2015(045)005【总页数】4页(P24-27)【关键词】沸腾床;固定床;渣油;加氢;组合工艺【作者】杨涛;刘建锟;耿新国【作者单位】中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院,辽宁省抚顺市113001;中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院,辽宁省抚顺市113001;中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院,辽宁省抚顺市113001【正文语种】中文在世界原油劣质化和产品清洁化要求的交互推动下,渣油加工技术的开发和选择需要应对新的形势。
相较于其他类型的渣油加氢技术,固定床渣油加氢技术的投资和操作费用最低、反应器利用率高、运行安全简单,是目前渣油加氢技术的首选技术,装置的总加工能力占渣油加氢总加工能力的四分之三以上[1]。
但其原料适应性差,运行周期短,限制了炼油企业原油采购和生产调度的灵活性,进而影响其经济效益。
沸腾床渣油加氢其反应器内温度均匀、运转周期长、装置操作灵活,是加工高硫、高残炭、高金属重质原油、劣质渣油的重要技术,在工业应用中受到越来越多的关注。