固定床渣油加氢技术交流材料课件

1、固定床渣油加氢技术交流材料固定床渣油加氢技术交流材料2022/9/92渣油加氢在技术上究竟要解决什么问题？渣油加氢与催化裂化组合2022/9/44渣油加氢在技术上究竟要解决什么问题？渣油加2022/9/93进料氮含量对FCC汽油收率的影响2022/9/45进料氮含量对FCC汽油收率的影响2022/9/94进料氮含量对FCC柴油收率的影响2022/9/46进料氮含量对FCC柴油收率的影响2022/9/95进料多环芳烃含量对FCC收率的影响2022/9/47进料多环芳烃含量对FCC收率的影响2022/9/96进料金属污染对FCC催化剂活性的影响2022/9/48进料金属污染对FCC催化剂活性的影响

2、2022/9/97进料金属污染对FCC产品收率的影响2022/9/49进料金属污染对FCC产品收率的影响对于一套典型RFCC装置而言，渣油加氢提供的原料油中减少1ppm的Ni+V，渣油催化裂化催化剂的消耗最多可减少25%。2022/9/98对于一套典型RFCC装置而言，渣油加氢提供的原料油中减少1p渣油加氢目的深精制，浅裂化。2022/9/99渣油加氢目的深精制，浅裂化。2022/9/4112022/9/910长周期要求催化剂有良好的活性和容杂质能力；由于反应复杂，须采用多种催化剂组合，各种催化剂之间的活性匹配和装填比例不易掌握；脱除的金属和反应伴生的焦炭等固体物在催化剂床层上的沉积分布难以控

3、制。达成工艺目标的技术难点2022/9/412长周期要求催化剂有良好的活性和容杂质能力2022/9/911深入开展基础研究 渣油性质的深入分析沸点最高分子量最大杂原子最多结构最复杂馏分重高密度高粘度高残炭H/C比低。影响加工过程的物性：金属沥青质残炭值硫、氮粘度等。2022/9/413深入开展基础研究 渣油性质的深2022/9/912渣油中Ni、 V、S和残炭分布2022/9/414渣油中Ni、 V、S和残炭分布2022/9/913典型中东渣油金属分布绝大多数的金属存在于沥青质和胶质中，占总量的97%，虽然沥青质的含量很低，但其金属的相对含量最高。系统的研究还发现，硫，氮等均表现出相似的分布规

4、律。 组分原料胶质沥青质含量，%10023.64.6Ni+V,ppm120309930权重比例，%10061362022/9/415典型中东渣油金属分布绝大多数的金属存在于2022/9/914金属杂质脱除情况组分胶质沥青质金属杂质Ni， g/gV， g/gNi， g/gV， g/g原料79.6229.5226.3704.0加氢渣油18.723.5200.9200.0沥青质中的金属杂质脱除难度高于胶质， Ni的脱除难度高于 V 。 2022/9/416金属杂质脱除情况组分胶质沥青质金属杂质N2022/9/915胶质组分脱金属比沥青质组分容易的多，因为胶质分子小，易扩散至催化剂内部，脱除的Ni和V

5、沉积在催化剂孔道深处；而沥青质分子较大，扩散速度比胶质慢的多，并且它的空间阻碍也较大，不易进入催化剂孔道内，金属脱除相对较困难。钒的存在结构使它更容易脱除，约是镍的7倍。2022/9/417胶质组分脱金属比沥青质组分容易的多，因为2022/9/916金属在各类催化剂中的脱除率金属脱除率, %HDM1 HDM2 HDS HDN1 HDN2金属在各类催化剂中的脱除率2022/9/418金属在各类催化剂中的脱除率金属脱除率, 2022/9/917长周期运转关键提高脱金属催化剂的脱金属容金属能力使大分子沥青质进入催化剂孔道内部减少催化剂表面反应是消除床层热点关键因素之一优化催化剂级配，使反应功能互相促

6、进，均化反应负荷2022/9/419长周期运转关键提高脱金属催化剂的脱金属容2022/9/918催化剂的改进思路催化剂研发总体思路和目标：催化剂孔道性质的改善，改善扩散传质效果和反应性能的提升；催化剂的容杂质量的提高和杂质沉积分布合理化。2022/9/420催化剂的改进思路催化剂研发总体思路和目标改善扩散传质 提高沥青质转化能力具有双峰孔结构的催化剂的SEM图（1万倍） 具有双峰孔结构的催化剂的SEM图（3万倍） 大孔作为扩散通道，进入较小孔内进行反应。改善扩散传质 提高沥青质转化能力具有双峰孔结构的催化剂的SE改善孔分布及引入改性助剂改善活性金属与载体的相互作用： 引入助剂A后, Mo分散度

7、优于无助剂A催化剂,活性组分结合能变小，利于催化剂活化。H2还原温度降低约10。助剂名称A无金属分散度0.09390.0920IMo/IAl结合能232.43232.56Mo(3d)优化催化剂孔结构：新剂孔径小于6nm的孔容占总孔容的比例为21.8%，参比剂为48.8%。减小了27个百分点。改善孔分布及引入改性助剂改善活性金属与载体的相互作用： 引入2022/9/921改进活性金属负载技术-SEM-EDS线扫描 催化剂的金属分布扫描图2022/9/423改进活性金属负载技术-SEM-EDS线2022/9/922工艺研究进展研究反应回答诸多的为什么；搞清楚各类催化剂的适宜反应环境；从定性到定量。

8、2022/9/424工艺研究进展研究反应2022/9/923工艺研究的数学化模型化2022/9/425工艺研究的数学化模型化2022/9/924硫模型计算结果 2022/9/426硫模型计算结果 2022/9/925残炭模型计算结果 2022/9/427残炭模型计算结果 2022/9/926操作曲线模型预测结果2022/9/428操作曲线模型预测结果2022/9/927催化剂级配优化方法动力学模型法需大量实验数据进行动力学计算，最终需要试验验证。实验法费时，费力，但实验数据准确，指导性强。2022/9/429催化剂级配优化方法动力学模型法2022/9/928颗粒尺寸活性大低小高酸性弱强空隙率大

9、孔径大小渣油固定床加氢装置长周期运转的关键：催化剂合理组合，同步失活；活性与稳定性平衡小催化剂级配装填技术高S、N、CCR和金属的渣油低S、N、CCR和金属的RFCC原料2022/9/430颗粒尺寸活性大低小高酸性弱强空隙率大孔径2022/9/929周期最高温度床层温度: 初期活性高，但容金属能力低: 容金属能力高，初期活性低: 容金属能力和活性达到平衡催化剂级配2022/9/431周期最高温度床层温度: 初期活性工艺流程的改进经过几十年的发展，渣油固定床加氢工艺本身已非常成熟。工艺研发方向之一：工艺组合，提高效益（下篇报告会提到与沸腾床组合）。二次加工油性质差，难于处理，附加值低。改进工艺流

10、程，增强原料适应性，延长装置操作周期，降低装置能耗。2022/9/930工艺流程的改进经过几十年的发展，渣油固定床加氢工艺本身已非常FRIPP的SFI工艺技术2022/9/931缓解稀释蜡油不足改善联合装置产品分布，增加轻质产品收率减少设备投资，节能降耗FRIPP的SFI工艺技术2022/9/433缓解稀释蜡油不2022/9/932R1R2R3R4R5可加工总金属含量大于120g/g的劣质渣油及铁钙含量高的原料。温度换空速的操作模式（前置反应器的较高温操作），依此提升下游 高活性催化剂体系的活性以及稳定性。该技术目前成功应用于石家庄炼化150万吨/年渣油加氢装置FRIPP的前置可切出保护反应器

11、技术2022/9/434R1R2R3R4R5可加工总金属含量大于技术改进研究成果在工业装置上的应用2022/9/933技术改进研究成果2022/9/435项 目单位掺炼前掺炼后减渣进料流量t/h127.3133.3轻蜡油进料流量t/h28.616.7重蜡油进料流量t/h7364.1催化裂化柴油进料流量t/h026.6一反入口压力MPa17.917.9平均反应温度CAT397.9399.1循环氢流量Nm3/h249288251083补充氢流量Nm3/h3715838753SFI技术在金陵的应用掺炼催柴前后渣油加氢装置操作条件对比项 目单位掺炼前掺炼后减渣进料流量t/h127.3133.项目单位掺

12、炼前掺炼后原料加氢常渣原料加氢常渣密度(20)kg/m3961.0918.3974.0916.6硫含量%2.600.382.600.34氮含量g/g1458115113491065残炭值%9.484.799.504.31金属含量 Nig/g18.56.318.54.4 Vg/g17.73.217.52.5胶质%14.175.3913.015.11沥青质%1.781.321.601.10掺炼催柴前后渣油加氢产品性质变化SFI技术在金陵的应用项目单位掺炼前掺炼后原料加氢常渣原料加氢常渣密度(20)k项目渣油加氢装置掺炼前掺炼后进料，吨/天减渣进料流量30563198轻蜡油进料流量986722重蜡油

13、进料流量17521538催化裂化柴油进料流量0639氢气8895进料合计58826192出料，吨/天低分气7779干气2022石脑油211212产品柴油413457产品渣油49415135外排污油122180硫化氢98107出料合计58826192SFI技术在金陵的应用掺炼催柴前后渣油加氢产品分布变化项目渣油加氢装置掺炼前掺炼后减渣进料流量30563198轻蜡SFI技术在金陵的应用项目催化裂化装置掺炼前掺炼后差值进料量/th-1410410反应温度/520519密相温度/705705加氢常渣比例,%47.449.2+1.8干气收率，%5.224.65-0.57液态烃收率，%19.4718.58

14、-1.16汽油收率，%41.3743.52+2.15柴油收率，%19.7521.43+1.68油浆收率，%5.033.43-1.6焦炭收率，%6.964.15-2.81轻质油收率，%61.1264.95+3.83轻液体收率，%80.5983.53+2.94掺炼催柴前后催化裂化产品分布变化SFI技术在金陵的应用项目催化裂化装置掺炼前掺炼后差值进料量石家庄150万吨/年S-RHT装置概况年开工时数：8400小时；空速：0.19 -0.21h-1氢分压：15.7 MPa反应器直径：5400 mm反应器入口氢油体积比：600 因原料铁钙含量较高，采用前置保护反应器可切出技术，2014年8月10日完成装

15、剂。石家庄150万吨/年S-RHT装置概况年开工时数：8400小新型剂在茂名渣油加氢装置的应用2022/9/939时间2014年2月20日反应系列列列(FRIPP)原料油流量, t/h/列150150总反应平均温度, 384.8384.8冷高分压力, MPa15.5915.60冷氢量, Nm3/h4663851562循环氢流量, Nm3/h8272082277装置于2013年11月21日切换渣油原料，至标定已运行3个月装置设计进料125 t/h/列，实际按120%负荷运行茂名渣油加氢装置标定条件新型剂在茂名渣油加氢装置的应用2022/9/441时间201新型剂在茂名渣油加氢装置的应用2022/

16、9/940项 目滤后原料密度(20), kg/m3985.3粘度(100), mm2/s83.83C, m%84.76H, m%10.81S, m%3.00N, g/g3181残炭, m%13.38Ni, g/g29.36V, g/g54.03Fe, g/g4.86Ca, g/g4.09Na, g/g4.71饱和烃, m%38.56芳香烃,m%40.20胶 质, m%18.67沥青质, m%2.57茂名渣油加氢装置标定原料性质新型剂在茂名渣油加氢装置的应用2022/9/442项 目新型剂在茂名渣油加氢装置的应用2022/9/941样品列热高分列热高分(FRIPP)密度(20), kg/m393

17、7.4936.5粘度(100), mm2/s27.7325.48C, m%86.9086.85H, m%12.1012.11S, m%0.320.35N, g/g18271641残炭, m%5.194.98金属Ni, g/g7.466.68V, g/g5.735.29Fe, g/g2.722.51Ca, g/g2.922.47Na, g/g0.480.42四组分饱和烃, m%48.5848.07芳香烃,m%41.9044.27胶 质, m%8.787.02沥青质, m%0.740.63茂名渣油加氢装置标定热高分油性质新型剂在茂名渣油加氢装置的应用2022/9/443样品列热新型剂在茂名渣油加氢

18、装置的应用2022/9/942反应系列列热高分350列热高分350 (FRIPP)密度(20), kg/m30.94400.9438C, m%86.9886.90H, m%11.9712.02N, g/g19902003残炭, m%6.136.07茂名渣油加氢装置标定加氢常渣性质新型剂在茂名渣油加氢装置的应用2022/9/444反应系列新型剂在茂名渣油加氢装置的应用2022/9/943样品系列系列(FRIPP)物料平衡， m%干气1.361.21液化气9.079.65汽油馏分（C5200）39.8940.38柴油馏分（200350）20.5020.26重油（350）19.5119.09焦炭9.679.41合计100.00100.00轻质油收率，m%60.3960.64转化率，m%59.9960.65加氢常渣RFCC试验产品分布新型剂在茂名渣油加氢装置的应用2022/9/445样品系列新型