加氢裂化工艺技术-20100406.ppt
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1、加氢裂化工艺技术-20100406 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望主要内容主要内容前言前言国内外加氢裂化技术发展历程国内外加氢裂化技术发展历程加氢裂化催化剂加氢裂化催化剂加氢裂化工艺技术加氢裂化工艺技术 加氢裂化原料和产品质量加氢裂化原料和产品质量 FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC1.1.前言前言加氢裂化技术加氢裂化技术原料范围广原料范围广产品生产灵活性大产品生产灵活性大质量好质量好液体产品收率高液体产品收率高生产过程清洁生产过程
2、清洁劣质原料生产清洁马达燃料和优质化工原料劣质原料生产清洁马达燃料和优质化工原料的唯一技术的唯一技术企业油、化、纤结合的核心企业油、化、纤结合的核心FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC1.1.前言前言加氢裂化技术加氢裂化技术2010年年4月月我国共有各种加氢裂化装置(高压加氢裂化、中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)压加氢裂化和中压加氢改质)31套,总加工能力套,总加工能力近近4000万吨年万吨年即将建成投产、正在设计和规划建设的加氢裂化即将建成投产、正在设计和规划建设的加氢裂化装置有装置有20余套,总加工能力近余套,总加工能力近4000万吨年万
3、吨年加氢裂化装置已成加氢裂化装置已成“标准配置标准配置”,在国内得,在国内得到广泛应用到广泛应用FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC主要内容主要内容前言前言国内外加氢裂化技术发展历程国内外加氢裂化技术发展历程加氢裂化催化剂加氢裂化催化剂加氢裂化工艺技术加氢裂化工艺技术 加氢裂化原料和产品质量加氢裂化原料和产品质量FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC2.2.国内外加氢裂化技术发展历程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,1943年已有
4、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FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC2.2.国内外加氢裂化技术发展历程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
5、行的”FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC2.2.国内外加氢裂化技术发展历程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年代末年代末50年代初,铁路运输由蒸汽机车向柴油机车驱动年代初,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的转变,廉价天然气的供应使燃料油用量减少,FCC发展发展导致难转化的富含芳烃循环油过剩导致难转化的富含芳烃循环油过剩,汽车压缩比的提高和汽车压缩比的提高和高辛烷值汽
6、油标准的实施等高辛烷值汽油标准的实施等,都迫切需要将难转化的原料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加工成汽油、柴油,导致对新的烃类转化技术需求的增产FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC2.2.国内外加氢裂化技术发展历程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,证实该发明的催化剂可允许在200 400 、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
7、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FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC2.2.国内外加氢裂化技术发展历程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
8、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FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC2.2.国内外加氢裂化技术发展历程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FRIPPFRIPP,SINOPECSIN
9、OPEC2.2.国内外加氢裂化技术发展历程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FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC2.2.国内外加氢裂化技术发展历程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,
10、引进了4套加氢裂化装置,1982 1990年相继开工投产80年代中期,引进了140万吨/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FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC2.2.国内外加氢裂化技术发展历程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400
11、0万吨年FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC主要内容主要内容前言前言国内外加氢裂化技术发展历程国内外加氢裂化技术发展历程加氢裂化催化剂加氢裂化催化剂加氢裂化工艺技术加氢裂化工艺技术 加氢裂化原料和产品质量加氢裂化原料和产品质量 FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC3.3.加氢裂化催化剂加氢裂化催化剂加氢裂化催化剂的组成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FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC3.3.加氢裂化催化剂加氢裂化催化剂双功能催化剂的使用范围双功能催化剂的
12、使用范围加氢裂化加氢裂化加氢精制加氢精制加氢处理加氢处理加氢异构加氢异构加氢改质加氢改质FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC3.3.加氢裂化催化剂加氢裂化催化剂加氢裂化催化剂分类加氢裂化催化剂分类按载体(裂化组分)按载体(裂化组分)按载体(裂化组分)按载体(裂化组分)无定形载体和分子筛载体两大类无定形载体和分子筛载体两大类无定形载体和分子筛载体两大类无定形载体和分子筛载体两大类按生产目的产品按生产目的产品按生产目的产品按生产目的产品 轻油型、灵活型、中油型和高中油型轻油型、灵活型、中油型和高中油型轻油型、灵活型、中油型和高中油型轻油型、灵活型、中油型和高中油型按金属分按金属分按金
13、属分按金属分 贵金属和非贵金属贵金属和非贵金属贵金属和非贵金属贵金属和非贵金属FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC3.3.加氢裂化催化剂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沸石和无定形硅铝本质差别沸石和无定形硅铝本质差别 沸石和无定形硅铝本质差别沸石和无定形硅铝本质差别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无定形中硅铝排列是无规律的无定形中硅铝排列是无规律的无定形中硅铝排列是无规律的 沸石中硅铝按一定规律排列沸石中硅铝按一定规律排列沸石中硅铝按一定规律排列沸石中硅铝按一定规律排列 活性:含分子筛的高,灵敏度大活性:含
14、分子筛的高,灵敏度大活性:含分子筛的高,灵敏度大活性:含分子筛的高,灵敏度大 寿命:含分子筛的长寿命:含分子筛的长寿命:含分子筛的长寿命:含分子筛的长 选择性:含分子筛的中油选择性略差选择性:含分子筛的中油选择性略差选择性:含分子筛的中油选择性略差选择性:含分子筛的中油选择性略差 耐氮能力:含分子筛的较差耐氮能力:含分子筛的较差耐氮能力:含分子筛的较差耐氮能力:含分子筛的较差 产品质量:含分子筛的略差产品质量:含分子筛的略差产品质量:含分子筛的略差产品质量:含分子筛的略差 循环操作时含分子筛的有芳烃积累问题循环操作时含分子筛的有芳烃积累问题循环操作时含分子筛的有芳烃积累问题循环操作时含分子筛的
15、有芳烃积累问题 以上问题近期都有大幅改进以上问题近期都有大幅改进以上问题近期都有大幅改进以上问题近期都有大幅改进FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC3.3.加氢裂化催化剂加氢裂化催化剂收收 率率无定型无定型沸石沸石时间时间 催化剂选择性与运转时间的关系催化剂选择性与运转时间的关系FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC3.3.加氢裂化催化剂加氢裂化催化剂无定型无定型沸石沸石时间时间 催化剂活性与运转时间的关系催化剂活性与运转时间的关系FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC3.3.加氢裂化催化剂加氢裂化催化剂FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC主
16、要内容主要内容前言前言国内外加氢裂化技术发展历程国内外加氢裂化技术发展历程加氢裂化催化剂加氢裂化催化剂加氢裂化工艺技术加氢裂化工艺技术 加氢裂化原料和产品质量加氢裂化原料和产品质量 FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC4.4.加氢裂化工艺技术加氢裂化工艺技术加氢裂化工艺流程加氢裂化工艺流程以馏分油(如汽、煤、柴及以馏分油(如汽、煤、柴及VGO、CGO、DAO等)为主要原料的加氢裂化技术,至今等)为主要原料的加氢裂化技术,至今仍以仍以固定床工艺过程为主固定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
17、性能、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所使用的原料及目的产品等因素所决定FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC4.4.加氢裂化工艺技术加氢裂化工艺技术加氢裂化反应的加氢裂化反应的定义定义烃类在氢压和催化剂存在下,烃类在氢压和催化剂存在下,10%的原料油转的原料油转化为产品分子小于原料分子的加氢过程化为产品分子小于原料分子的加氢过程FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC4.4.加氢裂化工艺技术加氢裂化工艺技术加氢裂化分类按目的产品分类加氢裂化分类按目的产品分类中、高压加氢裂化中、高压加氢裂化中压加氢改质(中压加氢改质(MHUG)缓
18、和加氢裂化(缓和加氢裂化(MHC)FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC4.4.加氢裂化工艺技术加氢裂化工艺技术加氢裂化分类按压力等级分类加氢裂化分类按压力等级分类中、高压加氢裂化中、高压加氢裂化以加工以加工VGO为主为主产品为石脑油、喷气燃料、柴油、加氢裂化尾油产品为石脑油、喷气燃料、柴油、加氢裂化尾油转化率转化率40%FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC4.4.加氢裂化工艺技术加氢裂化工艺技术加氢裂化分类加氢裂化分类中、高压加氢裂化中、高压加氢裂化高压加氢裂化:反应压力高压加氢裂化:反应压力10.0MPa 中压加氢裂化:反应压力中压加氢裂化:反应压力 10.0MP
19、a 高、中压加氢裂化可采用相同操作流程、使用同一种高、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根据原料质量、产品要求选择合适的反应压力FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC4.4.加氢裂化工艺技术加氢裂化工艺技术加氢裂化分类加氢裂化分类高压加氢裂化高压加氢裂化可加工馏分更重、质量更差(氮含量、芳烃含量、密可加工馏分更重、质量更差(氮含量、芳烃含量、密度、残炭等)原料度、残炭等)原料产品质量更优产品质量更优催化剂使用周期更长或反应空速更高催化剂使用周期更长或反应空速更高中压加氢裂化中压加氢裂化加工馏分较轻、质量较好
20、原料加工馏分较轻、质量较好原料产品质量较差(产品质量较差(尤其难以合格的喷气燃料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催化剂使用周期较短或反应空速较低FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC4.4.加氢裂化工艺技术加氢裂化工艺技术典型加氢裂化工艺流程典型加氢裂化工艺流程主要以装置的核心区域主要以装置的核心区域-反应部分的区别来定义反应部分的区别来定义单段加氢裂化单段加氢裂化单段加氢裂化工艺单段加氢裂化工艺单段(一段)串联加氢裂化工艺单段(一段)串联加氢裂化工艺两段加氢裂化工艺两段加氢裂化工艺FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC4.4.加氢裂化工艺技术加
21、氢裂化工艺技术单段加氢裂化工艺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氢饱和和裂化反应1959年年Chevron公司在美国里奇蒙炼厂建设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的世界上第一套现代加氢裂化装置和1966年年我国自行设计、建设的第一套加氢裂化装置我国自行设计、建设的第一套加氢裂化装置就是采用就是采用单段工艺流程单段工艺流程 FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC4.4.加氢裂化工艺技术加氢裂化工艺技术单段加氢裂化
22、工艺单段加氢裂化工艺FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC4.4.加氢裂化工艺技术加氢裂化工艺技术单段加氢裂化工艺单段加氢裂化工艺操作流程操作流程单程一次通过单程一次通过加氢裂化尾油部分循环加氢裂化尾油部分循环加氢裂化尾油全循环加氢裂化尾油全循环优点优点工艺流程简单工艺流程简单体积空速大体积空速大建设投资费用相对较低建设投资费用相对较低 最适合用于多产中间馏分油最适合用于多产中间馏分油FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC4.4.加氢裂化工艺技术加氢裂化工艺技术单段加氢裂化工艺单段加氢裂化工艺不足不足采用无定形加氢裂化催化剂,起始反应温度高采用无定形加氢裂化催化剂,起始
23、反应温度高 所能处理原料油的干点较低所能处理原料油的干点较低 催化剂运转周期短催化剂运转周期短产品质量相对较差产品质量相对较差 催化剂改进催化剂改进采用含分子筛催化剂采用含分子筛催化剂反应温度有所降低反应温度有所降低对原料油适应性较差对原料油适应性较差 FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC4.4.加氢裂化工艺技术加氢裂化工艺技术单段加氢裂化工艺单段加氢裂化工艺1991年年齐鲁齐鲁分公司从美国分公司从美国Chevron公司引公司引进进的的56万吨年万吨年单单段一次通段一次通过过(SSOT)加)加氢氢裂化装置裂化装置 保证催化剂的运转周期为保证催化剂的运转周期为1111个月个月在生产
24、操作中发现,进料性质变化对在生产操作中发现,进料性质变化对SSOTSSOT加氢裂加氢裂化装置平稳操作影响很大化装置平稳操作影响很大 多次导致多次导致SSOTSSOT装置反应器床层超温,甚至造成装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不合格等事故 FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC4.4.加氢裂化工艺技术加氢裂化工艺技术单段串联加氢裂化工艺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,进行原料油第一台反应器装填加氢精制催
25、化剂,进行原料油的加氢脱硫、脱氮、芳烃烯烃加氢饱和反应的加氢脱硫、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反应器预处理后的原料进行裂化反应操作流程操作流程单程一次通过单程一次通过加氢裂化尾油部分循环加氢裂化尾油部分循环加氢裂化尾油全循环加氢裂化尾油全循环FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC4.4.加氢裂化工艺技术加氢裂化工艺技术单段串联加氢裂化工艺单段串联加氢裂化工艺FRIPPFRIPP,SINOPECSINOPEC4.4.加氢裂化工艺技术加氢裂化工艺技术单段串联加氢裂化工艺单段
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