加氢裂化工艺技术.ppt
《加氢裂化工艺技术.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《加氢裂化工艺技术.ppt(159页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、加氢裂化催化剂及工艺技术曾榕辉,FRIPP,SINOPEC,主要内容,前言国内外加氢裂化技术发展历程加氢裂化催化剂加氢裂化工艺技术 加氢裂化原料和产品质量,FRIPP,SINOPEC,1.前言,加氢裂化技术原料范围广产品生产灵活性大质量好液体产品收率高生产过程清洁劣质原料生产清洁马达燃料和优质化工原料的唯一技术企业油、化、纤结合的核心,FRIPP,SINOPEC,1.前言,加氢裂化技术2010年4月我国共有各种加氢裂化装置(高压加氢裂化、中压加氢裂化和中压加氢改质)31套,总加工能力近4000万吨年即将建成投产、正在设计和规划建设的加氢裂化装置有20余套,总加工能力近4000万吨年加氢裂化装置
2、已成“标准配置”,在国内得到广泛应用,FRIPP,SINOPEC,主要内容,前言国内外加氢裂化技术发展历程加氢裂化催化剂加氢裂化工艺技术 加氢裂化原料和产品质量,FRIPP,SINOPEC,2.国内外加氢裂化技术发展历程,加氢裂化的沿革同其他技术一样,加氢裂化是根据原料资源和对产品的需求,基于相关理论、原理和对相关化学反应的潜心研究而开发成功的在其应用过程中,不断改进、日臻完善。在激烈的市场竞争中,以发展求生存,FRIPP,SINOPEC,2.国内外加氢裂化技术发展历程,国外加氢裂化技术发展历程20世纪初,德国人开发了煤转化生产液体燃料的加氢裂化技术1925年建成了第一套褐煤焦油加氢裂化装置,
3、1943年已有12套装置投入生产二次大战后期,为德国提供了95的航空汽油和47的烃类产品英、法、日(在中国东北当时的“满洲”)、韩国都进行过类似的尝试类似技术的研究,在美国则是直接面向重石油馏分加氢转化技术的开发,FRIPP,SINOPEC,2.国内外加氢裂化技术发展历程,国外加氢裂化技术发展历程煤转化成液体燃料产品,其典型的工艺条件是:压力20 70 MPa,温度375 525技术复杂、投资大、生产成本高、无竞争力,发展缓慢“煤加氢制取液体燃料”的成功意义:证明了“降低氢碳比的固体燃料在高压下添加氢气,使其转化为高氢碳比的液体燃料是可行的”,FRIPP,SINOPEC,2.国内外加氢裂化技术
4、发展历程,国外加氢裂化技术发展历程二战以后,可多方获得中东油,催化裂化技术的发展,为重瓦斯油(HVGO)转化生产汽油提供了更经济的手段,加氢裂化的重要性曾一度有所降低40年代末50年代初,铁路运输由蒸汽机车向柴油机车驱动的转变,廉价天然气的供应使燃料油用量减少,FCC发展导致难转化的富含芳烃循环油过剩,汽车压缩比的提高和高辛烷值汽油标准的实施等,都迫切需要将难转化的原料加工成汽油、柴油,导致对新的烃类转化技术需求的增产,FRIPP,SINOPEC,2.国内外加氢裂化技术发展历程,国外加氢裂化技术发展历程1959年Chevron研究公司宣布“加氢异构裂化工艺”在里奇蒙炼厂投入工业运转,证实该发明
5、的催化剂可允许在200400、3.5 14MPa 的条件下操作后,加氢裂化从此走出低谷1960年UOP公司开发了“Lomax”加氢裂化工艺;Union oil公司开发了“Unicacking”工艺;60年代加氢裂化作为炼油技术很快为人们所接受1966年有7种加氢裂化技术获得了销售许可证;60年代末已投产和在建的有9种不同的工艺;其催化剂的活性、稳定性都好于早期催化剂,特别是分子筛催化剂得到工业应用,FRIPP,SINOPEC,2.国内外加氢裂化技术发展历程,国外加氢裂化技术发展历程在60年代,加氢裂化能满足石脑油、喷气燃料、柴油、润滑油基础油、低硫燃料油、液化石油气及石油化工原料生产的要求,充
6、分证明加氢裂化技术具有极重要的作用和广泛的应用前景60年代末和70年代初,是美国加氢裂化迅速增长的时期;70年代中期,FCC广泛使用了分子筛催化剂,氢气费用高,对于生产汽油,FCC比加氢裂化要经济,加氢裂化的发展再度受到冲击而有所减缓,FRIPP,SINOPEC,2.国内外加氢裂化技术发展历程,国外加氢裂化技术发展历程70年代加氢裂化已成为一项成熟的工艺技术,催化剂的发展,允许现有装置的设备转向重质原料的加工,其柴油的收率可高达95v%(对原料油)加氢裂化是增产石脑油、喷气燃料最有效的途径,这是其它炼油技术所无法替代的在清洁燃料生产中,加氢裂化正扮演着一个重要的角色,FRIPP,SINOPEC
7、,2.国内外加氢裂化技术发展历程,国内加氢裂化技术的发展50年代,恢复了页岩粗柴油高压加氢,发展了页岩油全馏分固定床加氢裂化,以及低温干馏煤焦油的高压三段加氢裂化技术60年代中期,开发了107、219无定型加氢裂化催化剂和H-06沸石催化剂1966年在大庆炼厂建成了40万吨/年加氢裂化装置,加工大庆常三线/减一线混合油,生产喷气燃料和-50#低凝柴油这是国内60年代炼油技术方面的重大突破,是现代加氢裂化技术起步的里程碑,FRIPP,SINOPEC,2.国内外加氢裂化技术发展历程,国内加氢裂化技术的发展70年代末,引进了4套加氢裂化装置,19821990年相继开工投产80年代中期,引进了140万
8、吨/年重油加氢联合装置,1992年在齐鲁石化公司建成投产80年代末,FRIPP开发的中压加氢裂化技术、缓和加氢裂化技术先后在荆门和齐鲁胜利炼油厂实现工业化,FRIPP,SINOPEC,2.国内外加氢裂化技术发展历程,国内加氢裂化技术的发展1993年,国内自行设计、建设的第一套大型单段串联全循环加氢裂化装置在镇海建成投产相继在抚顺、镇海、辽阳、吉林、天津和山东等地建设了40 140 万吨/年规模的多套加氢裂化装置目前,国内已有加氢裂化装置31套,总加工能力超过4000万吨年,FRIPP,SINOPEC,主要内容,前言国内外加氢裂化技术发展历程加氢裂化催化剂加氢裂化工艺技术 加氢裂化原料和产品质量
9、,FRIPP,SINOPEC,3.加氢裂化催化剂,加氢裂化催化剂的组成 无定型 裂化功能(酸性)沸石分子筛 非贵金属双功能催化剂加氢功能(金属)贵金属 其它:助剂、黏合剂、润滑剂等,FRIPP,SINOPEC,3.加氢裂化催化剂,双功能催化剂的使用范围加氢裂化加氢精制加氢处理加氢异构加氢改质,FRIPP,SINOPEC,3.加氢裂化催化剂,加氢裂化催化剂分类按载体(裂化组分)无定形载体和分子筛载体两大类按生产目的产品轻油型、灵活型、中油型和高中油型按金属分贵金属和非贵金属,FRIPP,SINOPEC,3.加氢裂化催化剂,沸石和无定形硅铝本质差别沸石和无定形硅铝本质差别无定形中硅铝排列是无规律的
10、沸石中硅铝按一定规律排列活性:含分子筛的高,灵敏度大寿命:含分子筛的长选择性:含分子筛的中油选择性略差耐氮能力:含分子筛的较差产品质量:含分子筛的略差循环操作时含分子筛的有芳烃积累问题以上问题近期都有大幅改进,FRIPP,SINOPEC,3.加氢裂化催化剂,收 率,无定型,沸石,时间,催化剂选择性与运转时间的关系,FRIPP,SINOPEC,3.加氢裂化催化剂,无定型,沸石,时间,催化剂活性与运转时间的关系,FRIPP,SINOPEC,3.加氢裂化催化剂,FRIPP,SINOPEC,主要内容,前言国内外加氢裂化技术发展历程加氢裂化催化剂加氢裂化工艺技术 加氢裂化原料和产品质量,FRIPP,SI
11、NOPEC,4.加氢裂化工艺技术,加氢裂化的基本原理及特点VGO是加氢裂化的典型进料,它是大分子烷烃、环烷烃、芳烃及环烷-芳烃组成的复杂混合物;硫、氮、氧和少量重金属原子也混杂在这些分子的结构中加氢裂化过程中的HDS、HDN、HDO等反应,与加氢精制过程相同烃类分子的加氢裂化反应,与FCC过程类同,其反应历程都遵循羰离子(正碳离子)反应机理和正碳离子位断链的原则;所不同的是,加氢裂化过程自始至终伴有加氢反应,并具有以下特点,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,加氢裂化的基本原理及特点多环芳烃加氢裂化以逐环加氢饱和/开环的方式进行,生成小分子的烷烃及环烷-芳烃两环以上的环烷烃,发生
12、开环裂解、异构,最终生成单环环烷烃及较小分子的烷烃单环芳烃、环烷烃比较稳定,不易加氢饱和、开环,主要是断侧链或侧链异构,并富集在石脑油中,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,加氢裂化的基本原理及特点烷烃的异构、裂化同时进行,反应生成物中的异构烃含量,一般超过其热力学平衡值烷烃的加氢裂化在正碳离子的位处断链,很少生成 C3 以下的低分子烃,加氢裂化的液体产品收率高非烃化合物基本上完全转化,烯烃也基本加氢饱和,加氢裂化的产品质量好,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,加氢裂化工艺流程以馏分油(如汽、煤、柴及VGO、CGO、DAO等)为主要原料的加氢裂化技术,至今仍以固定
13、床工艺过程为主固定床加氢裂化已开发出多种工艺过程,这些工艺过程的差异主要是由催化剂的反应性能、所使用的原料及目的产品等因素所决定,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,加氢裂化的工艺流程一般划分为反应部分和分馏部分。其中反应部分可以包括只有一个反应段或多个反应段根据需要和实际情况,有些装置还包括酸性水处理部分、循环氢气体及干气、液化气脱硫部分,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,加氢裂化反应的定义烃类在氢压和催化剂存在下,10%的原料油转化为产品分子小于原料分子的加氢过程,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,加氢裂化分类按目的产品分类中、高压加氢裂化中压
14、加氢改质(MHUG)缓和加氢裂化(MHC),FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,加氢裂化分类按压力等级分类中、高压加氢裂化以加工VGO为主产品为石脑油、喷气燃料、柴油、加氢裂化尾油转化率40%,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,加氢裂化分类中、高压加氢裂化高压加氢裂化:反应压力10.0MPa 中压加氢裂化:反应压力 10.0MPa 高、中压加氢裂化可采用相同操作流程、使用同一种加氢裂化催化剂根据原料质量、产品要求选择合适的反应压力,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,加氢裂化分类高压加氢裂化可加工馏分更重、质量更差(氮含量、芳烃含量、密度、残炭等)原
15、料产品质量更优催化剂使用周期更长或反应空速更高中压加氢裂化加工馏分较轻、质量较好原料产品质量较差(尤其难以合格的喷气燃料)催化剂使用周期较短或反应空速较低,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,典型加氢裂化工艺流程主要以装置的核心区域-反应部分的区别来定义单段加氢裂化单段加氢裂化工艺单段(一段)串联加氢裂化工艺两段加氢裂化工艺,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,单段加氢裂化工艺最少可以在一种催化剂、一台反应器内同时进行原料油的加氢脱硫、脱氮、芳烃烯烃加氢饱和和裂化反应1959年Chevron公司在美国里奇蒙炼厂建设的世界上第一套现代加氢裂化装置和1966年我国自行设
16、计、建设的第一套加氢裂化装置就是采用单段工艺流程,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,单段加氢裂化工艺,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,单段加氢裂化工艺操作流程单程一次通过加氢裂化尾油部分循环加氢裂化尾油全循环优点工艺流程简单体积空速大建设投资费用相对较低 最适合用于多产中间馏分油,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,单段加氢裂化工艺不足采用无定形加氢裂化催化剂,起始反应温度高 所能处理原料油的干点较低 催化剂运转周期短产品质量相对较差 催化剂改进采用含分子筛催化剂反应温度有所降低对原料油适应性较差,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术
17、,单段加氢裂化工艺1991年齐鲁分公司从美国Chevron公司引进的56万吨年单段一次通过(SSOT)加氢裂化装置 保证催化剂的运转周期为11个月在生产操作中发现,进料性质变化对SSOT加氢裂化装置平稳操作影响很大 多次导致SSOT装置反应器床层超温,甚至造成装置紧急放空以及频频出现加氢裂化目的产品质量不合格等事故,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,单段串联加氢裂化工艺最少需要可两种主催化剂、两台反应器第一台反应器装填加氢精制催化剂,进行原料油的加氢脱硫、脱氮、芳烃烯烃加氢饱和反应第二台反应器装填加氢裂化催化剂,对经第一台反应器预处理后的原料进行裂化反应操作流程单程一次通过加氢
18、裂化尾油部分循环加氢裂化尾油全循环,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,单段串联加氢裂化工艺,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,单段串联加氢裂化工艺优点对原料油适应性强产品生产方案灵活产品质量好催化剂使用周期长由于我国各炼厂不仅所加工的原料油种类多、性质变化大,而且加氢裂化装置所生产的目的产品也经常发生较大的变化,因此一段串联加氢裂化工艺技术比较适合我国国情。上个世纪七十年代末引进的4套大型加氢裂化装置以及后来国内自主建设的加氢裂化装置,几乎全部采用一段串联加氢裂化工艺流程,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,单段串联加氢裂化工艺生产优质催化重整原料
19、(重石脑油)和蒸汽裂解制乙烯原料(加氢裂化尾油)的最适宜工艺技术不足总体积空速相对较小装置建设投资费用相对较高特别是受到所用催化剂(分子筛含量较高的加氢裂化催化剂)性能的制约,加氢裂化所得中间馏分油(喷气燃料和柴油)收率一般只能达到65m%75m%左右,而且初末期目的产品选择性变化较大,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,两段加氢裂化工艺独立设置循环氢系统的两段加氢裂化工艺共用循环氢系统的两段加氢裂化工艺,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,两段加氢裂化工艺独立设置循环氢系统的两段加氢裂化工艺一段、二段各设独立的循环氢系统一段出口设有分离器和气提塔、二段出口设有分离
20、器和产品分馏塔,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,独立设置循环氢系统的两段加氢裂化工艺,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,两段加氢裂化工艺独立设置循环氢系统的两段加氢裂化工艺针对第二段使用不仅对原料油中的硫、氮等有害物质十分敏感,而且对油中和循环氢中的H2S、NH3等有害气体同样十分敏感的催化剂而开发的加工流程贵金属催化剂用于生产特殊产品:如超低硫、低芳烃柴油及润滑油基础油等工业装置相对较少,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,两段加氢裂化工艺共用循环氢系统的两段加氢裂化工艺一段、二段共用一套新氢、循环氢系统一段、二段共用高压分离器及产品分馏系统,
21、FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,共用循环氢系统的两段加氢裂化工艺,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,两段加氢裂化工艺共用循环氢系统的两段加氢裂化工艺针对加氢裂化装置日趋大型化后,大型设备如反应器、循环氢压缩机、原料油泵、换热器等制造、运输问题而开发用于二段与一段所加工原料性质差异较大的工艺过程,如中间馏分油循环等第一段反应器既可以采用一段串联工艺流程,也可以采用单段工艺流程。一段和二段裂化反应器既可以装填含分子筛催化剂,也可以装填无定型催化剂;既可以装填相同催化剂,也可以装填不同催化剂,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,两段加氢裂化工艺共用循环
22、氢系统的两段加氢裂化工艺具有对原料油适应性强、目的产品收率高、质量好和体积空速大等优点。这是因为不管是无定型还是含沸石的加氢裂化催化剂,虽然都具有很好的耐氨中毒性能,但反应气氛中的氨仍然对催化剂的裂化活性有明显的可逆性抑制作用,当采用两段工艺流程时,进入第二段的循环氢几乎不含氨,从而可以保证催化剂在较高的体积空速和较低的反应温度条件下操作两段工艺流程还具有产品生产方案灵活的优点,通过更换第二段加氢裂化催化剂,便可很容易地实现由最大量生产中间馏分油的生产方案,变为最大量生产化工石脑油的生产方案,而且还不存在不同反应器催化剂床层之间反应温度及活性匹配等工程问题,FRIPP,SINOPEC,加氢裂化
23、工艺流程,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反应器或HT反应器,单段(反应器间不进行产品分离),两段(一段和两段间共用产品分离),两段,典型 加氢裂化工艺过程的汇总HC加氢裂化;HT加氢处理,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技
24、术,加氢裂化工艺技术油品质量不断升级及油、化、纤紧密结合,加氢裂化技术地位日显突出,各国专利商积极开发新技术在三种典型加氢裂化工艺基础上,开发出多种加氢裂化工艺技术中国石化抚顺石油化工研究院加氢裂化工艺UOP加氢裂化新工艺Chevron加氢裂化新工艺,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,中国石化抚顺石油化工研究院加氢裂化工艺最大量生产化工原料的加氢裂化技术灵活生产化工原料和中间馏分油加氢裂化技术最大量生产中间馏分油的加氢裂化技术加氢裂化-蜡油加氢脱硫组合技术中压加氢裂化(改质)-中间馏分油补充加氢精制组合技术加氢裂化-加氢精制分段进料(FHC-FHF)组合技术,FRIPP,SIN
25、OPEC,4.加氢裂化工艺技术,中国石化抚顺石油化工研究院加氢裂化工艺加氢裂化-加氢处理(FHC-FHT)反序串联组合技术 加氢裂化-尾油异构脱蜡(FHC-WSI)组合技术中压加氢改质(MHUG)缓和加氢裂化(MHC)高芳烃柴油加氢转化生产高辛烷值汽油或芳烃的FD2G技术最大限度提高劣质柴油十六烷值的MCI技术含蜡馏份油加氢异构降凝(FHI)技术,FRIPP,SINOPEC,4.加氢裂化工艺技术,中国石化抚顺石油化工研究院加氢裂化工艺最大量生产化工原料的加氢裂化技术 FMN最大量生产催化重整原料加氢裂化技术FMC1 多产化工原料一段串联一次通过加氢裂化技术FMC2多产优质化工原料两段加氢裂化技
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 加氢裂化 工艺技术

链接地址:https://www.31ppt.com/p-6408158.html