加氢裂化自学资料

1、 1959年，美国谢夫隆（Chevron）公司公布了世界上第一个石油馏分油加氢裂化工艺，商业名称叫异构裂化（Isocracking），并在加州里奇蒙炼厂实现了工业化。从此，加氢裂化工艺和催化剂的研究、开发进入了蓬勃发展的新阶段。加氢裂化现已成为炼油工业中最重要的加工工艺之一。加氢裂化简介加氢裂化简介 加氢裂化技术不仅对原料油适应性强、液体产品收率高、生产方案灵活、产品质量好，可以从重质、劣质原料直接制取优质化工原料（催化重整原料和蒸汽裂解制乙烯原料）和中间馏分油，而且没有环保“后遗症”，是二十一世纪生产优质化工原料和清洁燃料的最主要清洁生产技术之一。 因此，在环保法规日益严格、人们对产品质量要

2、求越来越高以及原油日趋重质化、劣质化的今天，为了优化炼厂的产品结构，提高产品质量，增强企业的竞争能力，国内许多炼油及炼油化工企业纷纷规划建设加氢裂化装置。加氢裂化简介加氢裂化简介美国和欧洲汽油指标项目美国加州美国联邦欧盟时间1996200020041993199820002005汽车排放标准欧洲号欧洲号欧洲号欧洲号硫含量/g.g-130140-17030100050015050苯含量/% 0.80.95-1.35511芳烃含量/% 22254235烯烃含量/% 46-101818氧含量/% 1.8-2.22.12.52.52.32.3美国和欧洲柴油指标项 目欧洲号(19961999) 柴油标准

3、EN590-1998欧洲号(20002005) 柴油标准EN590-1999欧洲号2005年我国车用柴油标准GB/T19147-2003美国联邦1993年美国联邦2004 硫含量/gg-1 5003505050050030密度(15)/gcm-30.820-0.8600.820-0.8450.820-0.8250.820-0.8600.876多环芳烃含量/% 无限值111/ 十六烷值 49515849* 40（十六烷指数）95%馏出温度/ 370360340365加氢裂化简介加氢裂化简介汽车、发动机尾气排放是城市中大气污染的主要因素，问题越来越严重。SOX、NOX、烃蒸汽、烟尘和颗粒物是大气污

4、染的主要元凶。硫会影响汽车尾气转化的寿命及效率。发动机燃料油品中的硫、芳烃、重环芳烃、烯烃、 N都会影响质量，润滑油也有类似问题。各国都在制定更严格的有害物质控制指标加氢裂化简介加氢裂化简介 量大面广的汽、柴油质量提高幅度大，多项指标提升，硫、密度、芳烃、烯烃（汽油)、多环芳烃、十六烷值、95%馏出等。 石油化工的发展很快，需要提供大量优质化工原料，制造乙烯及轻芳烃。 上述项都是加氢迅速发展的推动力，更是加氢裂化、渣油加氢大量建设，整体炼油路线转向加氢的原因参考侯芙生院士文章国外加氢裂化装置技术概况 世界上第一套现代称作ISOCRACKING的加氢裂化装置于1959年在美国雪佛龙（CHEVRO

5、N）公司加州里奇蒙炼厂建成投产。环球油品公司（UOP）开发了LOMAX加氢裂化过程，加州联合油（UNOCAL）公司布开发了UNICRACKING加氢裂化过程；海湾（GULF）研究开发公司开发了H-G加氢裂化过程；壳牌（SHELL）国际石油集团开发了SHELL加氢裂化过程；法国石油研究院（AXENX）开发了AXENX加氢裂化过程；德国巴斯夫（BASF）公司开发了DHC加氢裂化过程；英国石油公司（BP）开发了BP加氢裂化过程。上述公司开发的加氢裂化技术主要是催化剂有所不同，但工艺流程基本类似。其中得到广泛应用的有UOP的联合裂化技术144套、Chevron的异构裂化技术64套、IFP的加氢裂化技术

6、12套和Shell加氢裂化技术24套。加氢裂化简介加氢裂化简介国内加氢裂化装置技术概况 我国是在世界上最早掌握加氢裂化技术的少数几个国家之一。自上世纪五十年代起就致力于加氢裂化工艺及催化剂的研究开发工作，当时主要是针对页岩轻柴油和烟煤焦油，并开发了相应的催化剂。随着我国石油工业和炼油技术的发展，六十年代开始进行馏分油加氢裂化的研究工作，自行开发研制的无定型加氢裂化催化剂于1966年首次工业应用，积累了一定的经验。1965年开始研究活性更高的分子筛加氢裂化催化剂，并在九十年代实现工业应用。加氢裂化简介加氢裂化简介 自八十年代以来，在原有技术的基础上成套引进国外技术、工程设计和设备，相继建设了四套

7、高压加氢裂化装置。而后又自行设计、建设了多套高压加氢裂化装置。在消化吸收引进技术的基础上，利用国内技术和催化剂，近年又相继自行设计建成投产了多套高压加氢裂化装置。这些装置的工艺流程种类较多，比较齐全，其中主要有一段串联一次通过流程，一段串联全（或部分）循环流程等。国内加氢裂化的工艺类型虽然比较多，但总的看来，除从国外引进的加氢裂化装置外，我国自行设计的加氢裂化和加氢改质装置，都是采用抚顺石油化工研究院（FRIPP）和石油化工科学研究院（RIPP）的催化剂。目前国内催化剂已达到或接近国外先进水平。 在国内，从事加氢裂化催化剂及工艺技术开发的研究单位主要有抚顺石油化工研究院（FRIPP）和石油化工

8、科学研究院（RIPP）两家。 抚顺石油化工研究院(FRIPP)开发的加氢裂化工艺主要有高压加氢裂化（HPHC）、缓和加氢裂化（MHC）、中压加氢裂化（MPHC）、中压加氢改质（MHUG）、最大程度提高劣质柴油十六烷值的MCI、润滑油加氢处理和加氢尾油异构脱蜡等。 石科院（RIPP）开发的加氢裂化工艺主要有高压加氢裂化（RHC）、中压加氢裂化（RMC）、中压加氢改质（MHUG）和润滑油加氢处理工艺。什么是加氢裂化 加氢裂化是在较高压力下，烃类分子与氢气在催化剂表面进行异构裂解和加氢反应生成较小分子的转化过程，与此同时，也发生加氢脱硫、脱氮和不饱和烃的加氢反应。它可以从劣质重油中生产出优质汽油、煤

9、油、柴油和化工轻油（包括优质喷气燃料等），具有原料适应性强、产品方案灵活、液体产品收率高且质量好的特点，在现代石油炼制业已成为最重要的重油深度加工工艺之一。 加氢裂化是通过加氢反应使原料油中有10%和10%以上的分子变小的加氢工艺。 基本原理：通过加氢和裂化双功能相结合的多相催化技术加氢裂化简介加氢裂化简介 加氢裂化玩的是催化剂加氢裂化玩的是催化剂 加氢裂化技术的核心是催化剂，催化剂的活性决定了反应的速度，选择性决定了能否在反应中取得尽可能多的目的产物，而稳定性（催化剂的寿命）则直接关系到生产周期的长短。随着石油化工的迅速发展，对催化剂的要求日新月异，加氢裂化技术也在不断创新。 FRIPP在加

10、氢裂化催化剂方面，开发了中油型、轻油型、高抗氮、高活性等30多个牌号的加氢裂化催化剂，用于不同的加氢裂化工艺，满足多种多样的需要。如针对灵活生产石脑油中间馏分油开发的催化剂有3903、3971、3976、FC-12、FC-24等；针对最大限度生产中间馏分油开发的催化剂有3901、3974、FC-16、FC-20、FC-26、FC-40、FC-50等；针对单段加氢裂化工艺生产中间馏分油开发的催化剂有3912、3973、ZHC-01、ZHC-02、FC-14、FC-28、FC-30等。加氢预精制催化剂主要有3936、3996、FF-16、FF-26、FF-36、FHT-31等。加氢裂化简介加氢裂化

11、简介 重油高压加氢裂化技术主要有固定床、沸腾床、移动床和悬浮床加氢裂化等几种。从应用情况来看，固定床加氢裂化约占83，沸腾床加氢裂化约占15，移动床加氢裂化约占2，悬浮床加氢裂化还处在工业应用的初级阶段。 （1）固定床加氢裂化。固定床加氢裂化是指反应器内装有固定不动的催化剂，原料从反应器上部送入，反应后的产品从反应器的下部流出，反应物料白上而下通过床层。固定床加氢裂化技术有很多种，以联合油品公司、UOP公司、雪弗隆公司的技术应用较多。（2）沸腾床加氢裂化。沸腾床加氢裂化是指反应器中催化剂与重油构成流体流动的特征，重油从反应器下部送入，自下向上流动，催化剂处于运动状态，好像沸腾液体。沸腾床加氢裂

12、化技术主要有氢-油法加氢裂化过程、LC-Fining法加氢裂化过程以及抚顺石油化工研究院的技术等。（3）移动床加氢裂化。移动床加氢裂化是指反应器中催化剂自反应器上部连续加入，并自上而下移动，反应物与催化剂常呈逆流流动。移动床加氢裂化技术主要是壳牌公司的Hycon工艺 （4）悬浮床加氢裂化。悬浮床加氢裂化是指待裂化的渣油与细粉状添加物或催化剂形成悬浮液，在高温、高压和高空速下进行的重油加氢裂化技术。 加氢裂化简介加氢裂化简介单段串联加氢裂化工艺流程 单段串联（也叫一段串联）加氢裂化工艺技术的主要特征是首先用加氢预精制反应器将原料油的氮脱除到裂化催化剂所允许的范围（一般为1020g/g），然后预精

13、制反应器的所有反应生成物全部进入裂化反应器进行加氢裂化。根据用户对目的产品的需求情况，单段串联工艺的操作方式可以是一次通过、中间馏分油全（或部分）循环、尾油全（或部分）循环，循环油可以循环至预精制反应器入口，也可以循环至裂化反应器入口。我国八十年代初引进的四套大型加氢裂化装置及后来自行建设的所有加氢裂化装置都是采用单段串联工艺流程。单段串联加氢裂化技术的优点是对原料油的适应性较强，产品生产方案比较灵活，催化剂的运转周期长，不足之处是总体积空速较低。加氢裂化简介加氢裂化简介加氢裂化简介加氢裂化简介图1 单段串联加氢裂化工艺流程（反应部分）示意图单段单剂加氢裂化工艺流程 单段单剂加氢裂化工艺技术可

14、以只使用一个反应器，而且反应器中只装填一种主催化剂（单段串联工艺技术的反应器中至少装填两种主催化剂，既加氢精制催化剂和加氢裂化催化剂）。其主要特点是原料油在同一个反应器及同一种催化剂上，同时发生加氢脱硫、加氢脱氮、烯烃加氢饱和、芳烃加氢饱和及加氢裂化反应。单段单剂工艺同样可以采用一次通过、中间馏分油全（或部分）循环和尾油全（或部分）循环方式操作。 单段单剂加氢裂化工艺流程的优点是反应体积空速大，工艺流程相对比较简单，装置的建设投资相对较低；缺点是催化剂的起始反应温度较高，操作周期较短，对原料油的适应性较差。加氢裂化简介加氢裂化简介加氢裂化简介加氢裂化简介图2 单段加氢裂化工艺流程（反应部分）示

15、意图 两段加氢裂化工艺流程 顾名思义，两段加氢裂化工艺流程的反应部分是由两个相对独立的反应系统组成的（既一段反应系统和二段反应系统）。一段反应系统主要处理新鲜原料油，其反应工艺流程可以是单段串联流程，也可以采用单段单剂工艺流程或单段两剂（多剂）工艺流程。反应产物经换热，到高压分离器、低压分离器，最后进入分馏系统分离反应产物，未转化油再由高压泵送入第二段反应系统进行加氢裂化反应，反应产物经换热后，可以进入到一段的高压分离器、低压分离器和分馏系统进行反应产物的分离，也可以到自己独立的高压分离器、低压分离器和分馏系统进行反应产物的分离。 两段加氢裂化工艺流程的优点主要有：对加氢裂化原料油的适应性强、

16、目的产品选择性高、产品质量好、化学耗氢相对较低，适合用于特大型加氢裂化装置（处理能力在200万吨/年以上）。因此，在加氢裂化装置日趋大型化、人们追求目的产品最大化及社会对环保和产品质量要求越来越高的今天，越来越多的用户选择了两段加氢裂化工艺流程。但两段加氢裂化流程也存在装置工艺流程复杂、建设投资大等不足。加氢裂化简介加氢裂化简介加氢裂化简介加氢裂化简介图3两段加氢裂化工艺流程（反应部分）示意图加氢裂化工艺过程加氢裂化工艺过程单段(反应器间不进行产品分离)两段(一段和两段间进行产品分离)只有一个HC反应器HT+HC(一个或两个反应器)HT+HC(两个反应器)HT+HC(两个或三个反应器)单一催化

17、剂 低硫、低氮原料两种催化剂 高氮、高硫原料 两种催化剂 HT段产品进行分馏 尾油循环HC反应器两种或三种催化剂第一个HC反应器产 物进行分馏尾油循环至第二HC 反应器不循环(一次通过工艺)尾油循环至HC反应器图4 加氢裂化工艺过程的分类HC加氢裂化；HT加氢处理单段(反应器间不进行产品分离)表4-1 操作初期物料平衡序物 料收 率数 量号平 衡w%kg/ht/d104t/a（一)入方1混合进料100.002142865142.86180.002氢气（纯氢）3.196833163.995.74合计103.192211195306.85185.74（二）出方1酸性气2.074438106.513.732低分气1.46313075.122.633干气1.59340281.652.864液化气2.866130147.125.155轻石脑油9.5020356488.5417.106重石脑油25.32542601302.2445.587航煤39.50846422031.4171.108柴油20.89447611074.2637.60合计103.192211195306.85185.74加氢裂化物料平衡，m%项 目初 期末 期入方原料油100100