固定渣油加氢处理技术PPT幻灯片课件.ppt

固定床渣油加氢处理技术,王家寰,1,固定床渣油加氢处理技术,1.重油深加工的意义2.渣油特点3.渣油加工方案的选择4.固定床渣油加氢工艺技术特点5.渣油加氢处理系列催化剂5.1.固定床渣油加氢处理系列催化剂及其特点5.2.固定床渣油加氢处理系列催化剂一般规律5.3.固定床渣油加氢处理系列催化剂特点HGHDMHDSHDN,2,固定床渣油加氢处理技术,5.4固定床渣油加氢处理系列催化剂性质减渣系列FZC-XX系列常渣系列FZC-XXX系列6.渣油加氢处理技术工业应用6.1中国；Chevron；UOP6.2FRIPP的S-RHT：茂名石化WEPEC7.应用前景,3,渣油加氢处理技术,1重油深加工的意义21世纪的炼油及石化工业原油资源原油质量环保法规国民经济的发展对轻质油品（燃料及石化原料）需求量增加产品质量升级（表1、2）,4,表1国内外汽油质量标准对比,5,表2国内外柴油质量标准对比,6,重油深加工,最大限度提高原油的利用率,获取综合经济效益加氢技术的重要地位-VRDS/RDS-RFCC组合工艺2渣油特点常渣及其油性(表3、表5)减渣及其油性(表4、表6),7,表3我国主要原油常渣(350)性质,8,表4我国主要原油减渣(500)性质,9,表5世界主要原油的常渣性质,10,表6世界主要原油的减渣性质,11,渣油中的组分,渣油:含有较多高沸点组分富集有高密度的烃类含有:S、N、O等杂质的非烃类化合物.化学组成极其复杂胶质、沥青质、卟啉及卟啉化合物形式存在。结构非常复杂难以脱除。见图1、2、3,12,图1孤岛渣油各组分的结构单元近似模型,13,图2沥青质的化学结构模型,14,图3石油中的金属化合物,15,渣油的特点,密度大粘稠H/C低残炭值高含有较多S、N及M等化合物结构极其复杂多组分的混合物,16,3、渣油加工方案的选择,脱碳型：重油的热裂化、减粘裂化焦化催化裂化加氢型：加氢处理(改质)加氢裂化目的：将H/C原子比低的渣油转化成H/C原子比高的轻组分及柴油等。,17,渣油加氢改质工艺,固定床移动床沸腾床悬浮床,18,表7渣油加氢改质工艺,19,渣油加氢改质方案的选择因素,渣油类型目的产品、收率及质量要求投资大小及生产规模环保法规,20,表8渣油类型及其适用的渣油加氢改质工艺,21,4固定床渣油加氢工艺技术特点,工艺条件苛刻原料渣油杂质多平均分子量大结构复杂粘稠其反应性能低催化剂易失活P、T高LHSV低。,22,固定床渣油加氢工艺技术特点,固定床反应器中，不同催化剂床层及同一床层的不同部位存在差异，其表现：1）均为放热反应，每一床层均有温升。2）易反应物种首先反应；难反应物种在床层下部或后续床层发生反应。3）同一床层的上部反应物种浓度较高（反之）反应转化程度较高，反应负荷较大。,23,固定床渣油加氢工艺技术特点,反应物质（渣油）在加氢处理过程中生成较多的积炭及金属硫化物等固体物沉积堵塞床层P增大至允许值装置实施停工处理撇头部分更换催化剂全部更换催化剂,24,渣油加氢处理的化学反应,渣油、催化剂、氢气催化加氢反应HDSHDNHDM不饱和键的加氢饱和（芳烃、烯烃）烃类的HC等。,25,HDS反应,渣油中的有机硫化物主要存在于芳烃、胶质、沥青质中其中绝大部分是以五员环六员环形式连接在稠环芳烃的大分子上,氢解反应C-S键断裂，转化为H2S并从反应物中分离脱除放热反应Qs=550千卡/标米3氢,26,HDN反应,氮化合物:碱性氮吡啶、喹啉、吖啶、二苯并吖啶非碱性氮吡咯、吲哚、咔唑等C-N键的断裂需较强的酸性不宜过强（引发激烈生焦；催化剂中毒；P形成及增长）放热反应QN=650千卡/标米3与HDS相比，N含量较低，脱除率亦小，故Qs高于QN,27,HDM反应,Ni、V卟啉类化合物存在于胶质、沥青质中加氢及氢解生成金属硫化物沉积在催化剂颗粒的孔道内及外表面。负面效应催化剂活性中心中毒堵塞孔道，影响扩散控制的反应速度，导致活性降低床层空隙率降低，P升高，缩短运转周期。,28,HC反应,大分子烃类在H2及催化剂存在下生成小分子(VGO柴油石脑油烃类气体)HC反应程度以渣油转化率来衡量（30%38%）放热反应QHC=450千卡/标米3反应末期的提温操作不利于芳烃饱和、HDS、HDN故提温要适度。,29,芳烃加氢饱和反应(HDA),稠环芳烃的加氢反应特点：依次逐环加氢饱和，其加氢难度逐环增加可逆反应加氢深度受热力学平衡控制,30,烯烃加氢饱和,渣油中烯烃含量很少容易加氢饱和反应速度快反应热大,31,图4原油中所含的硫、氮、金属化合物及其反应,32,工艺参数对反应性能的影响,P、T、LHSV、H2/oilPHDS、HDN、HDM、HDATHDS、HDN、HDMLHSVHDS、HDN、HDM、HDAH2/oilHDS、HDN、HDM、HDA原料油性质,33,5渣油加氢处理系列催化剂,国外催化剂1）雪佛龙公司RDS/VRDSICR系列2）联合油公司UnocalHDS-RF系列3）环球油品公司RCDUnibon4）埃克森公司Residfing5）壳牌公司ShellHDS中国：抚顺石油化工研究院S-RHTFZC-XX系列（减渣）FZC-XXX系列（常渣）,34,5.1固定床渣油加氢处理催化剂及其特点,原料油性质劣质工艺条件苛刻目的产品低S低N的VGO柴油,35,渣油加氢处理催化剂性质,HG（Ca、Na脱垢物）HDM（V、Ni、Fe）HDSHDNHC,36,渣油加氢处理催化剂的特点,多品种，优化组合（级配）（表9）数量大寿命短（HG、HDM）,37,表9渣油固定床加氢处理催化剂的种类及数量,38,5.2固定床渣油床加氢处理系列催化剂一般规律,较强,39,5.3渣油加氢系列催化剂特点及作用,渣油加氢保护剂特点及作用渣油加氢脱金属剂特点及作用渣油加氢脱硫剂特点及作用渣油加氢脱氮剂特点及作用,40,渣油加氢保护剂特点及作用,特点双峰孔（1030nm；100nm大孔）大孔容异形粒度梯度过渡适宜的脱杂质活性作用防止或减缓垢物（金属硫化物及焦炭）集中沉积，提高扩散能力，减少P,41,渣油加氢脱金属剂特点及作用,特点适宜的孔分布适中的比表面及较大的孔容弱的酸性适中的活性及较好的稳定性作用较强的脱金属（V、Ni、Fe）活性保护主催化剂，减缓主催化剂失活速度,42,渣油加氢脱硫剂特点及作用,特点较大的比表面适量的粗孔（1050nm）适中的酸性作用进一步脱金属较强的脱硫活性,43,渣油加氢脱氮剂特点及作用,特点强酸性小孔径大比表面活性金属组分高作用较强的加氢脱氮性能适度的加氢裂化性能转化进一步脱硫,44,5.4渣油加氢处理系列催化剂性质,减渣（FZC-XX系列）保护剂性质脱金属催化剂性质脱硫剂的性质脱氮剂的性质,45,保护剂性质,46,脱金属催化剂性质,47,脱硫剂的性质,48,脱氮剂的性质,49,常渣（FZC-XXX系列）,50,6.渣油加氢处理技术工业应用,中国概况Chevron公司技术概况环球油品公司(含联合油公司)技术概况,51,6.1中国概况,52,Chevron公司技术概况,53,续上表,54,采用环球油品公司(含联合油公司)技术的渣油固定床加氢装置,55,6.2FRIPP的减压渣油加氢处理技术S-RHT,茂名石化公司200万吨/年原料：中东VR目的产品：RFCC原料催化剂：FRIPP的FZC-XX系列催化剂,56,6.2.1典型数据,6.2.1.1S-RHT技术（茂名）原料油性质工艺条件脱杂质活性加氢产品性质,57,原料油,58,工艺条件,59,脱杂质活性,60,加氢产品性质,标