FCC原料加氢预处理简介

催化裂化原料加氢预处理简介催化裂化原料加氢预处理简介 1 催化裂化原料加氢预处理背景 1 1 渣油原料的特征 渣油中含有大量难脱除的杂质 除大分子硫 氮化合物外 原油中金属化 合物 大分子的胶质和沥青质几乎全部存在于渣油中 约 10 60 的金属 Ni 和 V 1 2 以卟啉结构存在 减压渣油的相对分子质量约几百到几千 它比一般石 油馏分大很多 氢含量在 10 左右 1 2 预处理后的优点 FCC 原料经过预处理后具有如下优点 改善进料的裂化性能 降低 FCC 操 作苛刻度 改善产品分布 提高目的产物选择性 降低干气和焦炭产率 降低 目的产品硫含量 减少再生烟气中 SOX及 NOX含量 使 FCC 具有加工含硫重油 等劣质进料的能力 3 2 加氢预处理技术在工业上的应用 2 1 国内技术开发与应用情况 2 1 1 FRIPP 催化裂化原料油加氢预处理技术与新进展 4 抚顺石油化工研究院 FRIPP 已经自主研发成功了 FCC 原料油加氢预处理 FFHT 成套技术和配套使用的催化剂 FFHT 工艺技术可以加工含硫 或高硫 蜡油 焦化蜡油 脱沥青油 深拔蜡油 回炼油以及掺炼少量渣油和动 植物油脂等 该技术通常采用单反应器 单程通过流程 由于硫化氢对加氢脱硫有明显的不 利影 因此为了达到更好的脱硫效果或生产硫含量较低的精制蜡油 一般设置 循环气脱硫设施 可以设置分馏塔 以分馏出气体 轻馏分油等副产品 工艺 原则流程图见图 1 图 1 FFHT 技术原则流程 此外 抚顺石油化工研究院还对原有的 FFHT 技术进行了改进 取得了下列 新进展 1 具有部分转化功能的 FFHT 工艺技术 该技术通过催化剂和工艺技术改进 控制加氢预处理装置的转化深度 在保证 FCC 装置进料数量和质量的同时生产 一部分质量较好的柴油 从而实现了多产柴油的目标 2 FFHT 与加氢裂化组合工艺技术 在现有加氢裂化装置的基础上 增加一 台加氢处理反应器 两套装置共用一套新氢和循环氢系统 加氢处理采用热高 分流程 气体直接进人加氢裂化装置的裂化反应器 这样建成的联合装置可以 大大降低设备投资和操作费用 3 FFHT 与 FCC 组合工艺技术 轻质回炼油对 FCC 不利 若将加氢预处理装 置和 FCC 装置优化组合 将回炼油进行加氢预处理后再进行催化裂化反应 可 以大大改善 FCC 装置的操作苛刻度 显著增加轻质馏分收率 并可以提高产品 质量 2 1 2 RIPP 催化裂化原料加氢预处理技术实践与发展 5 石油化工科学研究院开发了新型蜡油加氢处理催化剂 RN 32V 以该催化剂 为基础进一步开发了渣油加氢处理技术 在工业装置实现了成功应用并得到较 广泛的推广 除在中国石化齐鲁分公司多次使用外 在海南炼化和茂名分公司 也得到应用 在此期间 RIPP 提出并通过系统性的基础研究开发了渣油加氢 催 化裂化双向组合 RICP 工艺技术口 该技术经齐鲁分公司工业应用 达到了预期 效果 下面主要对 RICP 技术做具体介绍 传统的渣油加氢 催化裂化组合工艺是一种单向组合技术 即加氢重油作为 催化裂化原料 催化裂化重循环油 HCO 在催化裂化装置中自身循环 简要流程 图见图 2 6 该工艺的不足之处为 1 对于催化裂化装置 由于 HCO 含有大量多环芳烃 在催化裂化装置中自身 循环导致轻油收率低 生焦量大 降低了 RFCC 装置的处理量及经济效益 2 对于渣油加氢装置 渣油加氢是扩散控制的反应 渣油粘度高 会降低渣油 的扩散和反应性能 增加催化剂结焦失活倾向 但如果采用大量直馏蜡油来作为 稀释油 则面临和生产乙烯原料的加氢裂化装置争原料问题 图 2 通常的 RHT RFCC 技术 渣油加氢 重油催化裂化双向组合 RICP 技术 即将催化裂化装置原本自 身回炼的 HCO 改为输送到渣油加氢装置作为渣油加氢进料稀释油和渣油一 起加氢处理后再共同回到催化裂化装置进行转化简要流程图见图 3 采用 RICP 技术后 1 HCO 循环到渣油加氢装置加氢后 可以增加其饱和度和氢含量 减少硫 含量 再进入 RFCC 加工 可提高轻质油的收率和品质 降低生焦量 从而 提高 RFCC 装置的处理量和经济效益 2 渣油加氢反应是扩散控制的反应 粘度是影响渣油加氢反应速率最主要 的因素之一 回炼油的粘度比减压渣油低很多 渣油加氢装置的进料掺入回 炼油 可大大降低原料渣油的粘度 提高渣油加氢脱杂质反应速率 3 粘度的降低可以改善渣油在加氢反应器中的流动状态 同时促进渣油加 氢脱杂质反应速率的提高 使渣油加氢装置有可能加工纯减压渣油 而将减 压蜡油留给加氢裂化装置作原料 生产更多的中间馏分油 图 3 RICP 组合技术 2 1 3 中石化催化裂化加氢预处理工业化现状 中石化现有四套催化裂化原料加氢预处理装置 分别在齐鲁 茂名 镇海 长岭分公司 其中镇海炼化的蜡油加氢处理装置 处理能力为 180 万吨 年 中石化齐鲁分公司胜利炼油厂 1986 年从 Chevron 公司引进一套 0 84 万 t a 的渣油加氢 VRDS 装置 于 1992 年 5 月建成投产 该装置的主要目的产品是提 供低硫催化裂化 FCC 原料和低硫燃料油的调和组分 同时生产石脑油和十六烷 值高达 50 的优质柴油馏分 7 茂名炼油化工股份有限公司先后建成了 120 104t a 的重油催化裂化装置和 200 104t a 的 S RHT 渣油加氢处理装置 采用了渣油加氢与催化裂化联合工艺 路线 2 1 4 其他企业催化裂化加氢预处理工业化现状 大连西太平洋石油化工有限公司 WEPEC 从 UOP 公司引进一套 2 0 万 t a 常 压渣油加氢 ARDS 装置 于 1997 年 8 月投产 ARDS 装置用于处理沙轻 沙重各 50 的常压渣油 主要目的是为 RFCC 装置提供优质的原料 使之改变产品分布 和产品质量 降低能耗 该装置的脱硫 脱氮和脱金属效果显著 7 海南炼油厂采用渣油加氢处理 催化裂化的重油加工流程 其流程示意见图 4 催化裂化进料渣油经加氢预处理后 硫含量由 2 1 降低到 0 3 以下 金属 镍 钒 含量由 53 7 g g 降低到 11 0 g g 残炭由 9 8 降低到 5 5 氢含量由 11 6 提高到 12 5 催化裂化装置液体收率提高 3 5 再生烟气中 SOX 和 NOX二的排放量大幅度减少 轻质油收率达到 81 高出全国平均值约 7 个百 分点 如按海南炼油厂的原油加工量 8 0Mt a 计算 每年约可多产轻质油 560kt 相当于节约进口原油 760kt 8 图 4 海南炼油厂重油加工流程示意 2 2 国外技术开发与应用情况 表 1 国外 FCC 重馏分原料加氢技术 其中 UOP 公司 unicracking 工艺采用 2 个反应器 使加氢处理和加氢裂化在 不同的床层进行 工艺流程图见图 5 IFP 的 T star 工艺将膨胀床缓和加氢裂化 工艺与 FCC 进料加氢预处理的固定床加氢处理组合在一起 该工艺可处理 VGO 和脱沥青油 对柴油有高的选择性 其他 FCC 原料加氢预处理装置采用的都是 固定床工艺 图 5 Unicracking 工艺流程图 3 加氢预处理后对原料油和产品的影响 徐金山等 9 以劣质蜡油 胜利减三线和焦化蜡油质量比为 4 1 为原料 选用 LH 03 催化剂 在 RU 1 型提升管催化裂化试验装置上进行加氢预处理实 验 得到加氢前后原料油性质变化如下表 2 产品分布变化如下表 3 表 2 加氢前后原料油性质 表 3 加氢前后催化裂化产品分布 由表 2 可以看出 经过加氢预处理后 劣质蜡油脱除了约 25 的残炭 90 的 硫 77 的氮 胶质和沥青质的含量也明显下降 由表 3 可以看出 催化裂化原料加氢预处理后对产品质量和收率都有影响 劣质蜡油加氢后所得催化裂化产品分布得到显著改善 有利于提高汽油收率 液化气收率 轻质油收率 总液体收率和转化率 且焦炭产率显著降低 但柴 油收率略有下降 颜志茂等研究表明随着催化裂化原料加氢预处理的比例不断提高 原料中 的硫含量逐年下降 催化裂化汽油 柴油中的硫含量也明显下降 催化裂化混 合原料的氮含量基本不变 10 根据国外文献报道 采用加氢预处理技术后 催 化裂化转化率能提高 5 15 汽油产率提高 2 10 焦炭产率降低 2 左右 参考文献 参考文献 1 Ware R A Wei J Catalytic hydrodemetallation of nickel porphyrins I Porphyrin structure and reactivity J Catal 1985 93 100 121 2 McGinnis E L et al Symposium on developments in hydrodemetallization catalysts presented before the division of petroleum chemistry INC American Chemical Society Miami Beach meeting 1985 4 3 李国良 FCC 原料加氢脱硫催化剂的研究 D 山东青岛 中国石油大学 2011 5 4 刘涛 张学辉 彭绍忠 曾榕辉 FRIPP 催化裂化原料油加氢预处理技术及新 进展 J 炼油技术与工程 2010 8 5 胡志海 聂红 石亚华 李大东 RIPP 催化裂化原料加氢预处理技术实践与 发展 J 石油炼制与化工 2008 8 6 牛传峰 张瑞驰 戴立顺 李