沸腾床渣油加氢技术开发PPT课件

，1，5万吨/年沸腾床渣油加氢技术(FRET)，抚顺石化研究所ii OO 9年7月。2，开发沸腾床加氢技术(FRET)，沸腾床渣油加氢技术概述FRET应用前景。3、沸腾床渣油加氢技术概述，沸腾床渣油加氢技术开发意义沸腾床渣油加氢技术特性国外相关技术概述国内研发概况。4、高硫、高金属和高残留碳低原油深度处理的技术支持；实现长期运行，开发具有独立知识产权的剩余加氢技术。开发低质量原油深层转化技术，提高原油利用率，确保国家能源安全，提供技术保证。5，渣油加氢工艺类型，6，沸腾床技术特性，对原料油的适应性宽，沸腾床渣油加氢处理工艺，墨西哥玛雅原油减压渣油，加拿大阿萨波斯汗沥青，冷湖沥青等，可以加工固定床加氢处理过程中未加工的原料。反应堆内温度均匀沸腾床反应器中催化剂、原料油、氢气的剧烈搅拌作用和反向混合现象使反应堆内部上下温度基本相同，可以防止局部过热，取消冷氢介质温度调节措施。7，沸腾床技术特性，实现催化剂在线替代沸腾床反应器，可随时添加新鲜催化剂及排放废物催化剂，有助于保持高催化活性。随着催化剂利用率高的沸腾层加氢工艺、催化剂与原料油及氢气充分接触，床上下的催化活性基本一致，失活速度基本一致，催化剂利用率高。8，克服了由于沸腾床技术特点、运行周期长的沸腾床反应器中催化剂的沸腾状态，固定床反应器因碳或金属沉积而产生的差压影响长时间运行的缺点。渣油转化率高的普通沸腾床加氢工艺转化率60-80%，高转化率沸腾床加氢工艺转化率97%，装置运行灵活性高。9、沸腾床渣油加氢技术国外概况，沸腾床加氢工艺由名为加氢-油法(H-Oil)加氢裂化工艺的美国碳氢化合物研究公司(HRI)和城市服务公司共同开发。第一台H-Oil设备于1963年在美国夏利湖炼油厂投入使用。1975年，市服务公司与Lummus公司合作，将此沸腾床加氢过程更名为LC-Fining过程。碳氢化合物研究公司(HRI)和Texaco (Texaco)将沸腾床加氢过程称为H-Oil工艺。10，沸腾床剩余加氢技术海外概述，1994年IFP收购HRI资产，2001年7月，H-Oil和T-Star技术许可证发行人AXENS改组。LC-Fining过程当前由Chevron颁发专利许可证。H-Oil和LC-Fining进程的区别在于，H-Oil进程使用外部循环，而LC-Fining进程应用内部循环。12套H-Oil工业设备，10套LC-Fining工业设备。11，LC-FINING反应器示意图，12，LC-FINING工业设备，13，H-Oil反应器示意图，14，H-Oil工业设备，15，主要操作条件和工艺性能，16、国内发展概况，抚顺石油化学研究院从20世纪60 -70年代开始着手渣油沸腾床加氢工艺技术及催化剂研究工作，取得了相当满意的结果。通过在3升及60升中型沸腾床测试装置上依次使用装有三相分离器的反应堆，完成了筒仓原油及大气压力残渣的长期运行测试，解决了工艺和设备的一系列困难问题。17、国内发展概况20世纪70年代中期，对年处理能力相当于2万吨的反工业制冷模型试验装置进行了水力学条件调查和扩大。本世纪初，开始了沸腾床加氢工艺技术研发，建造了4升中试装置及直径1米的大型冷却模具试验装置。18，国内发展概况，第一阶段：循环水泵采用高温高压循环泵进行反应堆工艺研究，重点探讨了循环水泵的密封问题，射源的检测催化剂材料表面问题，液体-液体输送喷嘴结构和尺寸。第二阶段：细粉旋流器分离了走向旋流器的粉的催化剂，对60升规模的漠不关心和热主型装置旋流器的结构和大小进行了研究，主要问题是旋流器材料桥上的结焦和工程困难很大。19，国内开发概述，步骤3:75型三相分离器后，研究开发新型75型三相分离器，使用0.1毫米微球催化剂，完成60升装置实验，完成直径700毫米冷漠实验，催化剂小于30ppm。步骤4:76型三相分离器为提高催化剂的分离效率，进行了新型76型三相分离器的研究开发，该三相分离器利用0.1mm微球催化剂完成了60升装置试验，完成了直径700mm冷漠实验，催化剂拉出了不到12.5ppm。工程化有一定的难度。20，FRET技术特点，反应器采用独特的三相分离器；取消高温高压热油循环；反应器的催化储量可达到反应堆体积的60%。大空间速度，1 3h-1；使用微球催化剂，催化剂利用率高。21、FRET技术进步和计划，在自制1m直径冷模式实验装置上进行了工业放大实验，获得了扩大工业所需的工艺参数，催化剂用量小于1g/g。自行构建的4L热模具装置经过了1400个小时的长时间运行测试，整体运行平稳，正常停机后反应堆不发生燃烧的现象，催化剂低于5g/g，在空速1.5h-1条件下，脱金属率高达90%，脱硫率达39.81%。22、FRET技术进步和计划、流程研究取得了一定的结果，为10，000吨级演示设备设计提供了相关设计基础数据。催化剂完成实验室定型和音调水平扩大。目前与洛阳石油化学工程公司一起进行工艺软件包开发，预计到2009年10月底完成工艺软件包最终稿件。23，沸腾床加氢技术(FRET)开发，沸腾床渣油加氢技术概述FRET研发进展FRET应用前景。24，FRET研究开发，FRET攻击组织形式和FRET研究开发模式FRET工艺研究沸腾床反应器结焦倾向试验FRET动力学初步研究三相分离器漠不关心试验床反应器流体力学模型沸腾床反应器流场模拟计算沸腾床反应器液相萃取出口模拟计算，25，FRET研究开发， 沸腾床反应器内部组件研究沸腾床催化剂研究进展5万吨/年沸腾床示范装置工艺研究5万吨/年沸腾床示范装置催化剂在线更换工艺研究5万吨/年沸腾床示范装置安全链系统5万吨/年沸腾床示范装置安全辅助系统5万吨/年沸腾床示范装置停工计划研究5万吨/年沸腾床示范装置应急事故处理计划。26，FRIPP研究组织形式，27，FRET研发模型，核心：三相分离器，关键：催化剂，关键：气液分配器，焦点：催化剂在线更换，焦点：安全链，主导：工艺研究，28，5万吨工艺软件包开发进展，工艺数据基本数据整个设备物流和物理数据流整个过程和催化剂在线排放工艺反应器，反应温度、压力、入口温差，航空速度，氢油率，原料和产品特性。29，5万吨工艺包装开发进展，30、工艺研究进展，在处理4L/h的沸腾床先导装置中长期稳定运行，达到了理想的测试结果；为了获得最佳工艺条件，分别研究了反应温度、压力、体积空间速度和氢油体积比。选择多种不同的原料油进行实验，结果表明设备的适应性比较好。，31、中试厂操作原料油，32、中试厂运行条件，33，中试厂运行条件，注：括号内的去除率，34，其他反应温度测试结果，35、其他体积空间速度测试结果，36、其他氢油体积比试验结果，37、其他残留物比较试验，38、其他残留物比较试验，39、工艺研究进展，补充高金属残留(金属含量为227.74g/g)高温(440)条件的工艺试验表明，与脱金属率为90%，转化率为70%，420 的反应结果相比，脱金属率和转化率均增加了近20%。考虑到设备运行的稳定性和经济性，控制脱金属率60%到75%更合理。40、工艺研究进展，对沸腾床渣油加氢生成油结焦倾向的调查，初步实验结果显示，在氢气氛下，在温度420 停留30分钟，不结焦。41、进行工艺研究，自行建设紧急卸压试验装置，在紧急卸压情况下，调查反应堆内催化剂的排放情况。实验结果表明，充0.5mm催化剂(充60%)，根据渣油加氢装置7bar/min的释压速度，催化剂不取出反应堆。42、力学初步探索研究内容，本研究采用我院开发的沸腾床渣油加氢微球脱金属催化剂为原料，建立了沸腾床催化剂的固有动力学研究、脱硫和脱金属反应动力学及催化剂失活力学模型。使用GldbalLevevberg-Marquardt方法确定动态参数，结果模型在本地或全局上都非常重要且可靠。43、伊朗常石渣的主要特性，44，催化剂主要特性，催化剂形状：球形催化剂粒度：0.45-0.50mm催化剂活性金属成分：Ni-Mo，45，加氢脱硫动力学模型，本研究中使用的催化剂是脱金属催化剂，一般来说，脱金属催化剂的孔容量大，表面积小，孔容量大，有利于容纳更多金属，较大的孔径有助于减少内部扩散的影响，但由于其比表面积小的脱硫催化剂，脱硫率不高，本文采用一级反应动力学模型，可以充分满足要求。46、建立加氢脱硫模型，第一步：以脱硫比的形式编写，并自下而上替换阿尔赫尼乌斯公式，获得：47、氢脱金属动力学模型，本研究将渣油的金属成分分为分离、分离、不可分离三组，描述为总初级反应。假设每个金属元件以总金属量为基础，例如S1、S2、S3。以金属去除率的形式创建：48，催化剂失活力学模型，停用，早期快速停用，中期缓慢停用，末期加速停用，49、建立停用模型，早期快速停用，中期慢慢停用，末期加速停用，50，管接头结果和讨论，使用“全局麦夸特方法”(GldbalLevevberg-Marquardt)优化模型管接头，用于评估的目的函数：51，脱硫动力学参数，52，脱金属力学参数，53，预测值与实验值(HDS)，54，预测值与实验值(HDNi)，55，预测值与实验值(HDV)，56，申请专利情况，57，申请的专利情况，58，(1)环形区域(S1，S2，S3)非(2)分离器高度(3)液体出口位置(4)空位环区域(5)导槽结构和大小(6)催化剂物理化学性质，59，粒子临界速度和排放速度，60，10000吨沸腾床加氢冷却模具装置，61，10，000吨沸腾床加氢冷却模具装置，62，在不同条件下催化剂充电60%，63，3相态气体含量，直径1m冷却模式反应器中分别测定两相和三相气体含量；在两相(气液)和三相(催化剂负载49%)的气体含量测定中发现了2.5%-5.2%之间的气体含量。在三相条件下，气体含量在2.0%-4.8%之间。随着表观气体速度的增加，气体含量增加。，64，三相分离器流动操作域，65，3相分离器中的液体流速分布，66，三相分离器前面的液体流速分布，67，沸腾床反应器流体力学模型，多基串联模型(ETIS)多釜串联模型采用n等量全混合流模型系列模拟实际反应器。模型参数是可以通过方差计算的n系列。计算的多罐系列模型的模型参数n基本上接近1，结果如下：68，沸腾床反应器流体力学模型，根据测试数据的变化规则，在适当的运行范围内，可以认为模型参数n为1。也就是说，reactor处于完全混合状态。69，反应器中液体速度分布，70，反应器中气体速度分布，71，反应器中气体速度分布，72，催化剂的主要研究内容，微球催化成型技术研究催化剂的机械强度研究微球催化放大技术研究专利申请情况。73，微球基催化剂成型技术研究，工业上球形颗粒的制备方法主要是喷雾干燥成型。旋转成型；油成型；喷射成形；冷却成型等。74，微球为基础的催化剂成型技术研究，70年代开发的催化剂存在制造过程复杂，产品粒度分布不集中等问题。而且喷雾干燥成型主要适合制造几微米或几十微米颗粒。然后，一些成型方法很难制造小于1mm的球。近年来像吸附剂制造工艺一样开发，可以生产0.5毫米的小球，但磨损性小，不能满足沸腾床工艺的使用要求。75，基于微球的催化成型技术研究，本研究所开发的成球技术与70年代的成球技术相比：制造工艺简单；操作很简单。产品产量高。粒子大小和粒子大小范围很容易控制和调整。粒子大小分布更加集中。具有优秀的耐磨性。这种技术在工业上很容易实现，没有环保问题。76，微球基催化剂成型技术研究，77，催化剂机械强度研究，在沸腾床反应器中，催化剂颗粒在反应物流中的作用，处于不断搅拌的状态。催化剂不仅可以承受运输、填充过程中的冲击，还可以承受相变、热量等引起的内部和外部应力，还可以承受粒子、流体和粒子、粒子和反应器之间的碰撞和摩擦。78，与催化剂机械强度研究、催化剂机械强度及其材料特性和微结构有关。催化剂的实际磨损取决于流量、颗粒形状和大小、自强度等操作条件。小球体中的粒子通常使用表面光洁度高的球，因为它们不仅具有良好的流动性能，而且在其他形状中没有尖锐、容易破碎的角。79，催化剂机械强度研究，制造工艺对材料特性及微观结构有重要影响。每个单元对最终产品起着重要作用。选择粘合性强的催化剂材料或添加适当的粘结剂，会提高产品强度。粘结剂的主要作用是提高粉末颗粒之间的结合力，改善材料的塑性，提高产品强度。80，催化剂机械强度研究，催化剂磨损强度比较，81，微球催化放大技术研究，与制造企业合作，通过部分生产单位、工艺改进、初步检验测试，确定放大技术方案。浸渍催化剂的特性主要取决于载体的性质，因为淬火成型技术是本课题的核心技术。为了节约成本，为10000吨级沸腾床冷却模式试验提供了样品，07年6月中旬，氧化铝载波吨级产业扩大。82，放大