第三期加氢工艺工程师进修班讲课-渣油加氢

1、渣油加氢工艺技术渣油加氢工艺技术2004年9月中国石油化工股份有限公司CHINA PETROLEUM CHEMICAL CORPORATION 石 油 化 工 科 学 研 究 院第三期加氢工艺工程师进修班内内 容容n前言前言n渣油原料特点及渣油加氢主要反应渣油原料特点及渣油加氢主要反应n渣油加氢工艺类型渣油加氢工艺类型n固定床渣油加氢影响操作的主要影响因素固定床渣油加氢影响操作的主要影响因素原料油性质工艺条件的选择沉渣（或干泥）的生成n工业渣油加氢技术工业渣油加氢技术n渣油加氢与其它工艺组合应用技术渣油加氢与其它工艺组合应用技术n渣油加氢技术展望渣油加氢技术展望前言前言n为了有效地利用有限的石

2、油资源，满足市为了有效地利用有限的石油资源，满足市场对轻质和中间馏分油不断增长的需求，场对轻质和中间馏分油不断增长的需求，渣油轻质化已成为当今世界石油加工业的渣油轻质化已成为当今世界石油加工业的重要任务。重要任务。n目前，渣油主要加工方法有热加工、溶剂目前，渣油主要加工方法有热加工、溶剂脱沥青、渣油催化裂化、脱沥青、渣油催化裂化、渣油加氢渣油加氢等。等。20世纪世纪90年代年代世界渣油加工能力的增长世界渣油加工能力的增长(104t/a) 转化技术转化技术焦化焦化热裂化热裂化/减粘裂化减粘裂化溶剂脱溶剂脱沥青沥青渣油加渣油加氢氢RFCC总计总计 90年代以前能力年代以前能/p>

3、0858146646350444 占总加工能力的比例占总加工能力的比例/%31.737.22.216.112.8100.0 90年代新增能力年代新增能力5100305012105009811522484 占新增总能力的比例占新增总能力的比例/%22.713.55.422.336.1100.0 总能力总能力21090218102295131551457872928 占总能力的比例占总能力的比例/%28.729.73.118.220.3100.0运转或建设中（截至到1999年1季度）。渣油加氢工艺技术优势渣油加氢工艺技术优势n随着环保条例的日益严格，对炼油企业生产清洁油品并做随着环保条例的日益严格

4、，对炼油企业生产清洁油品并做到清洁生产的要求将越来越高。渣油加氢工艺具有液体产到清洁生产的要求将越来越高。渣油加氢工艺具有液体产品收率高、产品质量好、环境友好等诸多优点，因此它已品收率高、产品质量好、环境友好等诸多优点，因此它已成为加工高硫渣油重要技术之一。成为加工高硫渣油重要技术之一。n渣油加氢工艺主要目：渣油加氢工艺主要目：(1)生产低硫燃料油；生产低硫燃料油；(2)为为RFCC或或焦化提供优质原料；焦化提供优质原料；(3)渣油加氢裂化生产轻质馏分油。渣油加氢裂化生产轻质馏分油。n20世纪世纪90年代，我国先后采用了美国年代，我国先后采用了美国Chevron公司、公司、UOP公司和国产化技

5、术建成投产了公司和国产化技术建成投产了3套渣油加氢装置，总加工能套渣油加氢装置，总加工能力为力为550104t/a。这。这3套装置均设计为套装置均设计为RFCC装置提供原装置提供原料。料。渣油原料特点渣油原料特点n渣油一般指的是常压渣油（渣油一般指的是常压渣油（AR）和减压渣油（）和减压渣油（VR），是），是原油中沸点最高、相对分子量最大、杂原子含量最多和结原油中沸点最高、相对分子量最大、杂原子含量最多和结构最为复杂的部分。构最为复杂的部分。n影响渣油加工工艺选择的渣油性质中最主要的有：金属含影响渣油加工工艺选择的渣油性质中最主要的有：金属含量（通常指量（通常指Ni、V含量）、沥青质含量、残炭

6、值、硫含量、含量）、沥青质含量、残炭值、硫含量、氮含量及粘度等。氮含量及粘度等。n原油的类型和来源不同，其渣油的性质差别很大。直接影原油的类型和来源不同，其渣油的性质差别很大。直接影响其加工工艺的选择响其加工工艺的选择世界渣油分类世界渣油分类sweet-易加工；mild-不难加工；moderate-稍难加工；difficult-难加工；severe-极难加工 渣油分类及其适合的加工工艺渣油分类及其适合的加工工艺 渣油 分类渣油原料性质比例(119种)典型的改质工艺Ni+V (gg-1)CCR (w%)硫(w%)AR(%)VR(%)RFCC加氢焦化 SDA固定床移动床 沸腾床浆液床 易加工257

7、0.5250 不难加工80015渣油（减压渣油）中渣油（减压渣油）中V、Ni、S和兰氏残炭分布和兰氏残炭分布渣油加氢脱硫渣油加氢脱硫(HDS)反应反应渣油加氢主要反应渣油加氢主要反应 HDS反应是渣油加氢过程中的主要反应。反应是渣油加氢过程中的主要反应。 各种类型硫化物的氢解反应都是放热反各种类型硫化物的氢解反应都是放热反 应，对反应器中总反应热的贡献率最大。应，对反应器中总反应热的贡献率最大。渣油加氢脱金属渣油加氢脱金属(HDM)反应反应渣油加氢主要反应渣油加氢主要反应 渣油加氢过程的特点之一是加氢脱金属。渣油中的渣油加氢过程的特点之一是加氢脱金属。渣油中的Ni和和V绝大部分存在于胶质和沥青

8、质中，因此，渣油绝大部分存在于胶质和沥青质中，因此，渣油的加氢脱金属反应常与沥青质的裂解反应紧密相联的加氢脱金属反应常与沥青质的裂解反应紧密相联。 Ni和和V在催化剂上的沉积物是以金属硫化物的形式存在催化剂上的沉积物是以金属硫化物的形式存在的，可分别用在的，可分别用Ni3S2和和V3S4表示表示。在相同的反应条件下，在相同的反应条件下，V比比Ni更容易脱除，这是因为更容易脱除，这是因为存在于卟啉中的存在于卟啉中的V与氧原子牢固结合，而氧原子又与与氧原子牢固结合，而氧原子又与催化剂表面形成牢固的键，如此使得脱钒更容易催化剂表面形成牢固的键，如此使得脱钒更容易。催化剂颗粒内金属沉积典型分布催化剂颗

9、粒内金属沉积典型分布渣油加氢主要反应渣油加氢主要反应 * 阿拉伯重质常渣* 反应温度：371* 氢 分 压：12.8MPa* 1.6mm挤条催化剂金属沉积浓度/gm-3催化剂镍镍钒钒铁铁反应器入口反应器出口催化剂相对半径中心表面渣油加氢脱氮渣油加氢脱氮(HDN)反应反应渣油加氢主要反应渣油加氢主要反应 渣油中的氮富集在胶质和沥青质中。胶质、沥青质渣油中的氮富集在胶质和沥青质中。胶质、沥青质中的氮绝大部分以环状结构（五员环吡咯类或六员环中的氮绝大部分以环状结构（五员环吡咯类或六员环吡啶类的杂环）形式存在。吡啶类的杂环）形式存在。 采用芳烃加氢饱和性能好的催化剂以及较高的氢分采用芳烃加氢饱和性能好

10、的催化剂以及较高的氢分压，对加氢脱氮反应有利。压，对加氢脱氮反应有利。 加氢脱氮反应也是放热反应，但由于原料油中氮含加氢脱氮反应也是放热反应，但由于原料油中氮含量低，脱除率只有量低，脱除率只有50%60%，因此它对反应器中总，因此它对反应器中总反应热的贡献率不大。反应热的贡献率不大。渣油加氢脱残炭渣油加氢脱残炭(HDCR)反应反应渣油加氢主要反应渣油加氢主要反应 五环以及五环以上的缩合芳烃都是生成残炭的前身五环以及五环以上的缩合芳烃都是生成残炭的前身物。渣油中胶质和沥青质的残炭值最高，这与胶质和物。渣油中胶质和沥青质的残炭值最高，这与胶质和沥青质中含有大量的稠环芳烃和杂环芳烃有关。沥青质中含有

11、大量的稠环芳烃和杂环芳烃有关。 在渣油加氢反应过程中，作为残炭前身物的稠环芳在渣油加氢反应过程中，作为残炭前身物的稠环芳烃逐步被加氢饱和，稠环度逐步降低，有些变成少于烃逐步被加氢饱和，稠环度逐步降低，有些变成少于五环的芳烃，就已不再属于残炭前身物了。五环的芳烃，就已不再属于残炭前身物了。渣油加氢裂化产品分布渣油加氢裂化产品分布随反应温度的变化随反应温度的变化渣油加氢主要反应渣油加氢主要反应反应温度/482427371316538+343538182343C5182C1C4产品收率/wt%(基于进料)渣油加氢工艺反应器类型渣油加氢工艺反应器类型固定床固定床( (滴流滴流) )移动床移动床( (逆

12、流逆流) )移动床移动床( (顺流顺流) )沸腾床沸腾床( (流化态流化态) )浆液反应器浆液反应器渣油渣油+H+H2 2生成油生成油+H+H2 2渣油渣油+H+H2 2生成油生成油+H+H2 2催化剂催化剂催化剂催化剂生成油生成油+H+H2 2渣油渣油+H+H2 2催化剂催化剂催化剂催化剂渣油渣油+H+H2 2生成油生成油+H+H2 2催化剂催化剂催化剂催化剂生成油生成油+H+H2 2+ +催化剂催化剂渣油渣油+H+H2 2+ +催化剂催化剂渣油加氢工艺类型渣油加氢工艺类型渣油加氢四种工艺类型主要特点渣油加氢四种工艺类型主要特点渣油加氢工艺类型渣油加氢工艺类型渣油加氢四种工艺类型主要特点渣油

13、加氢四种工艺类型主要特点渣油加氢工艺类型渣油加氢工艺类型不同渣油加氢工艺产品性质比较不同渣油加氢工艺产品性质比较(Safaniya VR) 工艺工艺固定床固定床/移动床移动床沸腾床沸腾床悬浮床悬浮床石脑油石脑油收率收率(占进料占进料)/w%155151015比重比重0.7100.7400.7100.7200.720S/w%0.010.010.20.06氮氮/gg-12050100200瓦斯油瓦斯油收率收率(占进料占进料)/w%102520304045比重比重0.8500.8750.8400.8600.866S/w%0.10.10.55001800渣油加氢工艺类型渣油加氢工艺类型不同渣油加氢工艺

14、产品性质比较不同渣油加氢工艺产品性质比较(Safaniya VR) 工艺工艺固定床固定床/移动床移动床沸腾床沸腾床悬浮床悬浮床减压瓦斯油减压瓦斯油收率收率(占进料占进料)/w%203525352025比重比重0.9250.9350.9250.9701.010S/w%0.250.50.52.02.2氮氮/gg-115002500160040004300康氏残炭康氏残炭/w%0.32330011000C7沥青质沥青质/w%5102026稳定性稳定性/Shell P值值1.51.61.21.1渣油加氢工艺类型渣油加氢工艺类型 渣油加氢操作主要影响因素渣油加氢操作主要影响因素原料油性质原料油性质渣油中

15、的固体颗粒及盐分渣油中的固体颗粒及盐分 n主要造成反应器压降增加，液体分配不均，主要造成反应器压降增加，液体分配不均，产生热点等；产生热点等；n固体颗粒：固体颗粒：泥沙、硫化铁等泥沙、硫化铁等，原料进反应器原料进反应器之前要有较好的过滤；之前要有较好的过滤；n盐分盐分: 钠、钙及钾的氯化物钠、钙及钾的氯化物，原油必须经过两，原油必须经过两级电脱盐，不能采用往常压分馏塔注碱的防级电脱盐，不能采用往常压分馏塔注碱的防腐方法。腐方法。 渣油加氢操作主要影响因素渣油加氢操作主要影响因素原料油性质原料油性质Na对催化剂对催化剂HDS活性的影响活性的影响（反应温度为产品硫含量达到0.3w%所需要的平均温度

16、）运转时间/天反应温度/无Na的原料Na为22gg-1的原料 渣油加氢操作主要影响因素渣油加氢操作主要影响因素原料油性质原料油性质渣油的粘度渣油的粘度 n内扩散是渣油加氢反应过程的控制步骤。内扩散是渣油加氢反应过程的控制步骤。 n反应物的扩散系数对内扩散有很大影响。大颗粒反应物的扩散系数对内扩散有很大影响。大颗粒反应物在液体中的分子扩散系数为：反应物在液体中的分子扩散系数为： D0 = kT/(6rA) 式中式中为粘度，为粘度，rA为颗粒半径，为颗粒半径，k为波尔兹曼常数，为波尔兹曼常数，T为绝对温度。为绝对温度。n为了降低加工减压渣油的难度，需要在减压渣油为了降低加工减压渣油的难度，需要在减

17、压渣油中混入一定比例的减压蜡油、催化柴油、回炼油中混入一定比例的减压蜡油、催化柴油、回炼油等低粘度的馏分油。等低粘度的馏分油。 渣油加氢操作主要影响因素渣油加氢操作主要影响因素原料油性质原料油性质渣油的硫含量渣油的硫含量 n通常硫含量越高，通常硫含量越高，HDS反应越困难。反应越困难。n如果进料中的硫含量高于设计指标，那么为了如果进料中的硫含量高于设计指标，那么为了保证产品中的硫含量维持在某一恒定水平，就保证产品中的硫含量维持在某一恒定水平，就要求提高反应器的操作温度，这将使催化剂上要求提高反应器的操作温度，这将使催化剂上的结焦增多，从而导致催化剂更快的失活的结焦增多，从而导致催化剂更快的失活

18、。n因此原料油中的硫含量的高低对催化剂的失活因此原料油中的硫含量的高低对催化剂的失活速度和最终寿命有重要影响。速度和最终寿命有重要影响。 渣油加氢操作主要影响因素渣油加氢操作主要影响因素原料油性质原料油性质渣油的渣油的Ni+V含量含量 原料金属含量与催化剂耗量的关系脱硫率/%0.351.753.507.0014.00M3原料油/Kg催化剂渣油加氢操作主要影响因素渣油加氢操作主要影响因素原料油性质原料油性质渣油的沥青质和残炭值渣油的沥青质和残炭值 原料沥青质含量与HDS反应速度常数的关系（反应温度：380）原料残炭值和操作压力对催化剂上焦炭含量的影响 渣油加氢操作主要影响因素渣油加氢操作主要影响

19、因素工艺条件工艺条件反应温度反应温度 n反应温度反应温度是装置反应部分最重要的工艺参数，直接影响产是装置反应部分最重要的工艺参数，直接影响产品质量、转化率和氢耗；品质量、转化率和氢耗；n随着催化剂活性的降低，可通过提高反应温度来补偿。随着催化剂活性的降低，可通过提高反应温度来补偿。n工业装置不同运转时期，反应温度的取值大致如下：工业装置不同运转时期，反应温度的取值大致如下：l初期为初期为360380，运转时间从两周到一个月；运转时间从两周到一个月；l中期为中期为380410；l末期为末期为405415，有时达有时达425，此阶段运转时，此阶段运转时间约为一个月。间约为一个月。 渣油加氢操作主要

20、影响因素渣油加氢操作主要影响因素工艺条件工艺条件反应温度对渣油转化率的影响反应温度对渣油转化率的影响 渣油加氢操作主要影响因素渣油加氢操作主要影响因素工艺条件工艺条件反应压力反应压力 n影响渣油加氢反应的直接因素是反应物流中的氢分压。影响渣油加氢反应的直接因素是反应物流中的氢分压。n氢分压提高对渣油加氢催化剂的使用性能有两方面的好氢分压提高对渣油加氢催化剂的使用性能有两方面的好处：处：a:提高硫、氮、金属等杂质的脱除率，促进稠环芳提高硫、氮、金属等杂质的脱除率，促进稠环芳烃加氢饱和反应，降低产品残炭值，改善产品质量；烃加氢饱和反应，降低产品残炭值，改善产品质量；b:通过对焦炭前身物的加氢，抑制

21、焦炭的生成，减少催化通过对焦炭前身物的加氢，抑制焦炭的生成，减少催化剂上平衡焦炭沉积量，降低催化剂失活速度，延长催化剂上平衡焦炭沉积量，降低催化剂失活速度，延长催化剂使用寿命。剂使用寿命。n中型试验数据表明，氢分压短时间内下降中型试验数据表明，氢分压短时间内下降1.0MPa，将使，将使催化剂脱硫活性损失催化剂脱硫活性损失3，其中，其中1属永久性损失，在氢属永久性损失，在氢分压恢复正常时是不能恢复的。分压恢复正常时是不能恢复的。 渣油加氢操作主要影响因素渣油加氢操作主要影响因素工艺条件工艺条件氢分压对渣油加氢反应的影响氢分压对渣油加氢反应的影响氢分压/MPa6.509.7513.0016.251

22、9.5022.75343+裂化率538+裂化率转化率/% 渣油加氢操作主要影响因素渣油加氢操作主要影响因素工艺条件工艺条件体积空速体积空速产品硫含量与催化剂用量的关系（科威特常压渣油）催化剂相对用量/%产品中硫含量/w%原料油为AR时，空速为0.220.30h-1，加工VR时，空速为0.150.25h-1。渣油加氢操作主要影响因素渣油加氢操作主要影响因素工艺条件工艺条件氢油比氢油比0123456780500100015002000 1 21- 阿拉伯油； 2- 卡夫杰油KHDS/h-1氢油比对HDS反应速度的影响氢油比/Nm3m-3渣油加氢操作主要影响因素渣油加氢操作主要影响因素干泥的生成干泥

23、的生成渣油转化率对干渣油转化率对干泥生成的影响泥生成的影响干泥(Dry Sludge)或沉渣(Sediment) 典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺固定床渣油加氢工艺专利商市场份固定床渣油加氢工艺专利商市场份额额典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺Chevron公司公司RDS/VRDS工艺工艺典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺Chevron公司渣油加氢催化剂公司渣油加氢催化剂催化剂类型催化剂牌号开发年代形状备注脱除固体颗粒和盐类ICR122Z/ICR122L1982椭球ICR138QS1991椭球OCR和UFR用ICR151NAQ/LAQ1997四叶HDM(脱除Ni

24、、V、有机Fe、Ca、Na)ICR-1611997四叶ICR-1511997四叶ICR-1321988四叶、圆柱ICR152QS1998椭球UFR用HDSICR-1371991四叶ICR-1311987四叶、圆柱深度HDS残炭转化HDN加氢裂化ICR-1531998四叶ICR-1351990四叶ICR-1301985四叶、圆柱典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺齐鲁石化齐鲁石化VRDS装置装置n引进美国引进美国Chevron公公司司VRDS专利技术；专利技术；n加工加工孤岛孤岛VR，处理量处理量840Kt/a；n1992年年6月首次开工。月首次开工。典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油

25、加氢工艺齐鲁石化齐鲁石化VRDS装置装置典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺齐鲁石化齐鲁石化VRDS装置装置原料油性质原料油性质 项项 目目设计值设计值开工用油开工用油 538+/v% 8787 密度密度(20) /gcm-30.99480.9804 粘度粘度(100) /mm2s-114801219 康氏残炭康氏残炭/w%18.215.0 S/w%3.102.58 N/w%0.800.81 沥青质沥青质/w% 7.03.2 Ni/gg-13338.7 V/gg-154.5 Ca/gg-12616.4 Na/gg-1101.7典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺齐鲁石化齐鲁石化

26、VRDS装置装置操作条件操作条件 项目项目设计值设计值1992年首次开工年首次开工 进料量进料量/th-1106107 体积空速体积空速/h-10.220.22 冷高分压力冷高分压力/MPa15.515.3 催化剂平均温度催化剂平均温度/399393 气油比气油比/Nm3m-3758686 化学氢耗化学氢耗/w%2.121.96 转化率转化率/%5046典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺齐鲁石化齐鲁石化VRDS装置装置产品性质产品性质 产品油产品油设计值设计值1992年首次开工年首次开工 C5160 收率收率/w%2.112.39 密度密度(20)/gcm-30.73400.7348

27、 硫硫/gg-1342 氮氮/gg-1556 160350 收率收率/w%12.9513.36 密度密度(20)/gcm-30.84920.8508 硫硫/gg-132 氮氮/gg-1550404 凝点凝点/-10 十六烷值十六烷值5050典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺齐鲁石化齐鲁石化VRDS装置装置产品性质产品性质 产品油产品油设计值设计值1992年首次开工年首次开工 350538 收率收率/w%32.5924.61 密度密度(20)/gcm-30.90670.8960 硫硫/gg-118038 氮氮/gg-12500654 CCR/w%0.06 538+ + 收率收率/w%4

28、8.5954.90 密度密度(20)/gcm-30.93780.9150 S/w%0.350.22 N/w%0.460.26 Ni+V/gg-18.5 Ca/gg-19.0 CCR/w%5.2典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺UFRn按催化剂活性从低到高，分级装按催化剂活性从低到高，分级装填在反应器从下部到上部的不同填在反应器从下部到上部的不同催化剂床层中。催化剂床层中。n原料油和氢气自下而上通过反应原料油和氢气自下而上通过反应器的流速要足够低，以保证催化器的流速要足够低，以保证催化剂床层的膨胀减到最小，要求平剂床层的膨胀减到最小，要求平均膨胀率不超过均膨胀率不超过2%。n要求原料油

29、要求原料油100下的粘度不大下的粘度不大于于400mm2/s，需用外来，需用外来VGO(或装置内自产蜡油循环或装置内自产蜡油循环)作作稀释油。稀释油。n用急冷油代替急冷氢以更有效地用急冷油代替急冷氢以更有效地控制催化剂床层温度。控制催化剂床层温度。 典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺齐鲁石化齐鲁石化UFR/VRDS装置装置注：1、 为改造后新增设备。 2、 为改造后又增加一台(套)。 3、虚线框内为两列并列操作。 典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺齐鲁石化齐鲁石化UFR/VRDS装置装置 项目项目改造前设计值改造前设计值改造后设计值改造后设计值 原料油原料油100%孤岛减压

30、渣油孤岛减压渣油沙轻或科威特与孤岛减压沙轻或科威特与孤岛减压渣油渣油1:1混合油混合油 考核时间考核时间 密度密度(20)/gcm-30.99371.0180 粘度粘度(100)/mm2s-114802580 S/w%3.103.86 N/w%0.800.525 康氏残炭康氏残炭/w%18.219.2 Ni/gg-13343 V/gg-1564 Ca/gg-1265典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺齐鲁石化齐鲁石化UFR/VRDS装置装置 项项 目目改造前设计值改造前设计值改造后设计值改造后设计值改造后考核值改造后考核值 考核时间考核时间SOR/EORSOR/EOR运转运转80天天运

31、转运转320天天 UFR平均温度平均温度/-390/400385388 固定床平均温度固定床平均温度/399/413375/400384391 体积空速体积空速/h-10.220.170.1670.172 气油比气油比/Nm3m-3 上流式反应器上流式反应器-304310330 固定床反应器固定床反应器758761750732 系统压差系统压差/MPa3.313.602.902.69 急冷油急冷油/th-106/1110.47.1 化学氢耗化学氢耗/Nm3m-3235/221131/136140110 538+转化率转化率/w%50/5031/413637典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加

32、氢工艺UOP公司的公司的RCD Unionfining工艺工艺典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺UOP公司的公司的RCD Unionfining工艺工艺n在主反应器之前设有一个体积较小的保护反应器，在主反应器之前设有一个体积较小的保护反应器，压降过大时可以在线将其切除；压降过大时可以在线将其切除；n采用特殊设计的反应器内构件，保证反应物流分采用特殊设计的反应器内构件，保证反应物流分布均匀，防止催化剂床层出现热点或超温现象，布均匀，防止催化剂床层出现热点或超温现象，径向温差小。径向温差小。n保护反应器和主反应器均采用单一催化剂床层。保护反应器和主反应器均采用单一催化剂床层。n催化剂选择

33、上范围较宽，除催化剂选择上范围较宽，除UOP公司外，还可公司外，还可选用选用CCIC和和Criterion公司催化剂。公司催化剂。典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺大连大连WEPEC公司公司ARDS装置装置典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺大连大连WEPEC公司公司ARDS装置装置催化剂装填量(m3，单系列)催化剂牌号保护反应器第一主反应器第二主反应器第三 主反应器催化剂 装填体积催化剂装填比例R-04R-01R-02R-03m3v% TK-101.61.32.90.5 TK-70911.27.218.43.4 TK-7116.43.49.81.8 RF-22014.813

34、7.492.6244.844.6 RF-100090.0182.6272.649.7 合计34.0149.3182.6182.6548.5100.0项 目设计值1998 年 2 月标定密度,g/cm30.97830.9669粘度(100),mm2/s100(120)80硫含量,m%4.124.24氮含量,m%0.260.29Ni,ppm2315V,ppm7575残炭,m%11.812.8WEPEC公司ARDS装置 原料油性质原料油性质 典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺项 目设计值(SOR/EOR)1998年2月标定反应温度,380/415379氢分压,MPa12.6/12.3(三反

35、出口)13.2(保反入口)体积空速,h-10.2350.222氢油比,v/v745/725739化学氢耗,m%1.41/1.50WEPEC公司ARDS装置主要操作条件主要操作条件 典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺项 目设计值(SOR/EOR)1998年2月标定收率,m%91/8392密度,g/cm30. 9265/0.92890.9144硫含量,m%0.38/0.380.35氮含量,m%0.170.19Ni,ppm3V,ppm8/11(Ni+V)13残炭,m%4.75.5WEPEC公司ARDS装置加氢渣油性质加氢渣油性质 典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺WEPEC公司A

36、RDS装置第一周期运转情况第一周期运转情况-1 典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺WEPEC公司ARDS装置第一周期运转情况第一周期运转情况-2 典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺WEPEC公司ARDS装置第一周期运转情况第一周期运转情况-3 典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺WEPEC公司ARDS装置第一周期运转情况第一周期运转情况-4 典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺IFP的的Hyvahl工艺工艺典型的工业渣油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺可互换式保护反应器系统可互换式保护反应器系统(PRS)典型的工业渣

37、油加氢工艺典型的工业渣油加氢工艺可互换式保护反应器系统可互换式保护反应器系统(PRS)n工业装置开工率明显提高，可达到工业装置开工率明显提高，可达到92%以上；以上；n反应系统前部的脱金属段催化剂提供了一个恒反应系统前部的脱金属段催化剂提供了一个恒定的定的HDM率，从而减小了率，从而减小了HDS段催化剂的失活段催化剂的失活速度，同时保持速度，同时保持RFCC进料金属含量基本不变。进料金属含量基本不变。n对原料油的适应性更大，若金属含量比原设计对原料油的适应性更大，若金属含量比原设计高时，可以增加保护反应器切换次数，而对主高时，可以增加保护反应器切换次数，而对主反应器的影响不大。反应器的影响不大

38、。渣油加氢与其它技术的组合工艺渣油加氢与其它技术的组合工艺主要组合工艺类型主要组合工艺类型n固定床渣油加氢固定床渣油加氢RFCC组合工艺组合工艺n固定床渣油加氢延迟焦化组合工艺固定床渣油加氢延迟焦化组合工艺 n沸腾床渣油加氢裂化延迟焦化组合工艺沸腾床渣油加氢裂化延迟焦化组合工艺n溶剂脱沥青脱沥青油加氢处理溶剂脱沥青脱沥青油加氢处理FCC（或加氢裂化）组合工艺（或加氢裂化）组合工艺 n浆液床溶剂脱沥青组合工艺浆液床溶剂脱沥青组合工艺RHT-RFCC组合技术工艺组合技术工艺渣油加氢与其它技术的组合工艺渣油加氢与其它技术的组合工艺典型的典型的RFCC原料质量指标原料质量指标渣油加氢与其它技术的组合工

39、艺渣油加氢与其它技术的组合工艺 原料性质原料性质 质量指标质量指标重要性重要性 硫硫 0.5% 符合汽油硫含量的规格。符合汽油硫含量的规格。 尾气不必进行脱硫处理。尾气不必进行脱硫处理。 当硫含量小于当硫含量小于0.3%时，尾气不必加入减少时，尾气不必加入减少SOx的添加剂的添加剂。 残炭残炭 7% 降低生焦量，提高液收。降低生焦量，提高液收。 残炭高时需要催化剂冷却器或进行部分再生，或增加残炭高时需要催化剂冷却器或进行部分再生，或增加CO锅炉以进行热平衡。锅炉以进行热平衡。 金属金属（Ni+V） 370370 API15.120.1 S/w%3.300.48 N/gg-117001300 康

40、氏残炭康氏残炭/w%8.94.9 金属金属(Ni+V)/gg-1517收率为81.4%(相对于进料)。渣油加氢对渣油加氢对RFCC操作性能的影响操作性能的影响渣油加氢与其它技术的组合工艺渣油加氢与其它技术的组合工艺 RFCC进料进料阿拉伯轻质原油阿拉伯轻质原油AR(渣油加氢原料渣油加氢原料)阿拉伯轻质原油阿拉伯轻质原油AR加氢处理产品加氢处理产品 RFCC产品收率产品收率/%H2S (w%)1.70.2C2- (w%)4.04.0C38.410.1C412.415.2汽油（汽油（C5221）50.658.0柴油（柴油（221360）21.418.2油浆（油浆（360）9.77.2焦炭（焦炭（w

41、%）10.37.0 催化剂耗量催化剂耗量/kgm-34.910.66 催化剂取热设备（冷却器）催化剂取热设备（冷却器）需要需要不需要不需要RHT-RFCC双向组合技术双向组合技术(RICP)工艺工艺流程流程(中国专利中国专利: CN1262306, CN1382776 , CN1400288)渣油加氢与其它技术的组合工艺渣油加氢与其它技术的组合工艺原料粘度对渣油加氢过程的影响1、渣油加氢反应是扩散控制的过程，原料粘度的高低将直接影响其反应性能。降低原料粘度，有利于提高杂质的脱除率。2、渣油粘度过高，将影响工业装置中原料油在催化剂床层中的流动状态和物流分布，造成系统压力的波动，影响装置的稳定操作

42、。3、100%减渣加氢在工业上是很难长周期稳定运转。4、掺入低粘度的馏分油是降低渣油粘度的有效方法。渣油加氢与其它技术的组合工艺渣油加氢与其它技术的组合工艺催化裂化重循环油(HCO)的特性1、HCO具有粘度低、芳烃和硫氮等杂质含量高的特点。2、通常为了增加催化裂化的转化率和轻质油收率，HCO在催化裂化装置中自身循环，但由于HCO芳烃含量高，其裂化效果并不理想。3、HCO经加氢处理后，杂质含量降低，饱和度提高，将改善其催化裂化性能，转化率和轻质油收率增加。渣油加氢与其它技术的组合工艺渣油加氢与其它技术的组合工艺J以RFCC重循环油(HCO)顶替VRDS进料稀释油直馏VGO，VGO供加氢裂化加工，

43、优化炼厂加工流程。J降低渣油加氢催化剂积炭量，改善积炭和金属分布，延长渣油加氢催化剂使用寿命。J使低价值HCO转化为高价值的轻油产品。轻质油收率提高23个百分点。RICP技术优势技术优势渣油加氢与其它技术的组合工艺渣油加氢与其它技术的组合工艺渣油加氢渣油加氢催化裂化联合中型试验催化裂化联合中型试验渣油加氢渣油加氢原料油性质原料油性质项项 目目伊拉克伊拉克VRHCO伊拉克伊拉克VR掺掺20m%HCO密度密度(20),g/cm31.01331.01181.0087粘度粘度(100 ),mm2/s841.57.027209.5CCR, m%19.01.416.1S, m%4.681.353.93Ni

44、, ppm28.1-22.5V, ppm79.7-63.8C7不溶物不溶物,m%5.90.24.7渣油加氢与其它技术的组合工艺渣油加氢与其它技术的组合工艺渣油加氢渣油加氢催化裂化联合中型试验催化裂化联合中型试验渣油加氢生成油渣油加氢生成油性质性质工艺工艺常规工艺常规工艺双向组合技术双向组合技术RICP原料油原料油伊拉克伊拉克VR加氢生成油加氢生成油伊拉克伊拉克VR掺掺20m%HCO加氢生成油加氢生成油体积空速体积空速, h-10.16*0.20*密度密度(20),g/cm31.01330.93341.00870.9376粘度粘度(100 ),mm2/s841.537.03209.520.77C

45、CR, m%19.06.616.15.4S, m%4.680.473.930.43Ni+V, ppm107.817.786.312.7* P总=16.0MPa; T=389；H2/Oil=800v/v.渣油加氢与其它技术的组合工艺渣油加氢与其它技术的组合工艺渣油加氢渣油加氢催化裂化联合中型试验催化裂化联合中型试验加氢尾油加氢尾油性质性质工艺工艺常规工艺常规工艺双向组合技术双向组合技术-RICP密度密度(20),g/cm30.94720.9480CCR, m%8.06.5S, m%0.540.47N, m%0.220.17C, m%87.0286.83H, m%11.8611.69Ni+V, p

46、pm19.615.7渣油加氢与其它技术的组合工艺渣油加氢与其它技术的组合工艺渣油加氢渣油加氢催化裂化联合中型试验催化裂化联合中型试验催化裂化试验渣油加氢与其它技术的组合工艺渣油加氢与其它技术的组合工艺SDA-HT-FCC组合工艺组合工艺SHF技术工艺技术工艺流程流程(中国专利中国专利: CN1393525)渣油加氢与其它渣油加氢与其它技术的组合工艺技术的组合工艺原料油性质与加氢处理操作条件关系 M.W.C5 insol. ,wt% VR9502.1 AR6501.2 C4 DAO with Asphaltenes8302.0 Pure C5 Dao7800.3 C4 DAO8800.2 C5

47、DAO5300.2 Heavy VGO4500.2 Light VGO4200.2 Space VelocityHydrogen Partial PressureM.W.C5 insol. ,wt% VR9502.1 AR6501.2 C4 DAO with Asphaltenes8302.0 Pure C5 Dao7800.3 C4 DAO8800.2 C5 DAO5300.2 Heavy VGO4500.2 Light VGO4200.2M.W.C5 insol. ,wt% VR9502.1 AR6501.2 C4 DAO with Asphaltenes8302.0 Pure C5 Da

48、o7800.3 C4 DAO8800.2 C5 DAO5300.2 Heavy VGO4500.2 Light VGO4200.2 Space VelocityHydrogen Partial Pressure Space VelocityHydrogen Partial PressureDAO C3 资料来源：资料来源：IFP渣油加氢与其它技术的组合工艺渣油加氢与其它技术的组合工艺沙轻减渣和沙轻DAO加氢处理比较 原料油原料油 沙轻沙轻减渣减渣沙轻沙轻DAO，收率收率85% PH2,MPa16.08.0 LHSV,h-10.200.50 反应温度反应温度,390390 密度密度(20),g/

49、cm3 1.00100.93700.97940.9336 康氏残炭康氏残炭,m% 18.76.311.54.4 S,m%4.00.33.50.3 Ni+V,ppm938202 C7不溶物不溶物,m%6.81.00.050.0渣油加氢与其它技术的组合工艺渣油加氢与其它技术的组合工艺沥青质含量对DAO加氢处理的影响 原料油原料油“干净干净”的的Safaniya DAO“脏脏”的的Safaniya DAO原料油原料油产品产品原料油原料油产品产品密度密度(20),g/cm30.97900.91400.99300.9180康氏残炭康氏残炭,m%9.92.013.24.7S,m%4.160.104.570

50、.45C7不溶物不溶物,m%0.050.050.120.14脱硫率脱硫率,%97.690.2脱残炭率脱残炭率,%79.864.4资料来源：资料来源：IFP渣油加氢与其它技术的组合工艺渣油加氢与其它技术的组合工艺DAO收率与脱硫率的关系曲线 60657075808590951000102030405060708090100DA O收率,%脱硫率,%SDA 原料：沙轻减渣 资料来源：资料来源：IFP渣油加氢与其它技术的组合工艺渣油加氢与其它技术的组合工艺几种减压渣油主要性质原料油原料油沙轻沙轻VR伊拉克伊拉克VR伊朗伊朗VR南疆南疆VR密度密度(20), g/cm3 1.00101.00401.0

51、0020.9878粘度粘度(100), mm2/s 499786875696残炭残炭, m%18.720.018.516.7S, m% 4.044.453.201.70N, m% 0.390.410.510.42Ni, ppm 20.540.170.415.8V, ppm71.810521398.3C7不溶物不溶物, m%6.85.36.76.9渣油加氢与其它技术的组合工艺渣油加氢与其它技术的组合工艺几种DAO主要性质原料油原料油沙轻沙轻DAO伊拉克伊拉克DAO伊朗伊朗DAO南疆南疆DAO收率收率,m%85.083.583.685.1密度密度(20), g/cm3 0.98290.98320.97600.9638粘度粘度(100), mm2/s 821839875残炭残炭, m%9.5512.510.38.8S, m% 3.154.132.661.80N, m% 0.230.280.370.24Ni, ppm 3.311.124.23.8V, ppm8.928.858.317.7C7不溶物不溶物, m%0.050.050.050.05渣油加氢与其它技术的组合工艺渣油加氢与其它技术的组合工艺几种DAO加氢处理生成油性质原料油原料油沙轻沙轻DAO伊拉克伊拉克DAO伊朗伊朗