液相加氢技术

学习资料

1、杜邦公司Iso Therming 加氢技术

杜邦公司Iso Therming 加氢技术特点是不使用喷淋床反应器，而采用液相填充床反应器。反应中使用的氢溶解在液体中，而不是作为气体进行循环。（见下图）

液相反应器在杜邦公司内的商业运行时间已有几十年的时间。液相反应器设计中的一项技术要求为溶解在反应器进料中的氢的量应该高于反应所需氢的量。在大多数炼油厂中，氢的数量只是高于新鲜原料中氢的溶解度。在Iso Therming 加氢技术中，产品液体进行再循环，以便溶解在混合原料中的氢量远高于反应所需的氢量。正确的再循环率通过中试装置使用实际进料及反应工程模型进行测试来确定。装置中不需要设置价格昂贵的氢气循环压缩机。

补充氢压缩机

与喷淋床反应器相比，液相填充床反应器在设计及提高产能方面更加简单。在喷淋床反应器中，气体及液体的最佳分布状态非常关键，并且再分布格栅需要仔细设计以防止分布状态不佳，与此相比，填充床反应器中液体流量的分布并不是一个关键设计问题。在反应器设计中未考虑与多相流相关的其它问题，如压力降及流动状态。

在Iso Therming 加氢技术中，催化剂是全湿的。这一点与喷淋床反应器形成对比，在该反应器中充满大量气体，而液体向下喷淋到催化剂床上。在催化剂中以及催化剂周围存在液体可以尽可能降低减少催化剂活性部位的热点。由于溶解于液体中氢的量远远超过反应中所需氢的量，催化剂活性部位即有氢的存在。这些因素可以将结焦造成的催化剂减活作用降至最低程度。

Iso Therming反应器中的绝热温度远低于喷淋反应器中的温度，因为充满液体的反应器中的热质量较高。这种低温升的特点可以在工艺设计中降低对中间冷却的依赖。Iso Therming反应器的最大温升受到溶解于液体中氢的数量限制。而在Iso Therming反应器中没有大量的热偏移或者温度超出控制范围的现象，这一点与喷淋反应器不同，在喷淋床反应器气体持续流动，且气体循环流率比反应所需的流率高几倍。Iso Therming反应器为本质安全型反应器。

Iso Therming反应器体积（达到目标产品规格所需的体积）比喷淋床反应器的体积小。这对反应器资金成本以及反应器制造

所需的提前时间可产生有利的影响。该技术可以在改造项目及新建装置中均可使用。

在传统加氢处理技术中，反应是以液相进行的。大量的副氢气循环气与进料一起进入反应器，以确保反应所要求的氢气被转换成液相。Iso Therming技术的核心是能通过饱和液态循环物料提供反应所需的氢（见下图）。这样就可以省略循环氢压缩机，通过反应器的物料为单一液相物料。

经过加氢处理的液态循环物料用于为反应器提供所需的氢气。同时还作为热沉，形成更为有利的等温反应条件。降低非受控裂化反应，产生更少的轻组分。

因无需在反应器中进行氢气溶解，从而消除了整个反应器中的质量转移限制。反应速度受动力学控制，同时较以往更快。因此，在对反应器的尺寸进行设计时，仅需考虑加氢处理反应，而无需考虑反应物中氢气的溶解问题。反应器的设计变化给炼油企业带来了许多优势，包括：

1）降低投资

更低的催化剂容量可以达到相同的工艺目标，从而相应地缩小反应器的尺寸，不仅可以降低反应器和催化剂投资，而且还可以省略循环气压缩机回路以及相关的辅助设施。根据不同的应用，投资可以降低20～40%。

2）缩短设备的交付时间

目前，厚壁反应器的交付时间为2～4年，而且国际上只有少数厂家能够生产该类大型高压反应器，而绝大多数厂家会积压大量的订单。离心式压缩机当前的交货时间接近三年。如果采用尺寸更小的Iso Therming反应器，将会降低壁厚要求，因此就会增大能够生产这类容器厂家的数量。取消循环氢压缩机后，可以非常有效的加快实现项目关键进度里程碑。

3）降低轻组分的产生量

如果Iso Therming反应器的温升较低，可以是炼企业达到所要求的产品规格，并最大程度的降低不希望的裂化反应。这会降低许多炼油企业所限制的轻组分产率。另外，被抑制的裂化反应还将降低氢气消耗，但可以达到相同的产品规格。当然，改进程度取决于许多因素（如进料、操作和运行条件以及催化剂等）。对于高饱和进料，如轻柴油或焦化柴油，由于Iso Therming反应器系统温升更低，所带来的明显优势不仅是因为裂化反应被抑制，而且更低的平均温度还可以有效地对难脱除氮化物进行处理，而不会对硫重组反应产生任何不利影响。

4）提高催化剂寿命

最大程度的降低裂化反应可以极大降低焦沉积在催化剂上，这通常是影响催化剂寿命的一个因素。增大热质量并实现完全表面润湿也有助于延长催化剂的寿命。

5）降低维护和操作成本

通过取消氢气循环回路，可以极大降低维护成本。更低的催化剂装填量和更高的催化剂使用寿命可以降低催化剂的更换成本以及相关金属/废弃物处理成本。另外，对于含有一定允许量裂化原料的进料，Iso Therming工艺可以回收反应热量，并将热加氢处理产品送回反应器入口。所以，通常在开车和硫化时投用进料加热炉。在正常运行条件下，无需投用进料加热炉，因此可以极大降低燃料气成本和大气污染物。

6）配置灵活

对于计划对现有加氢处理装置进行改建的炼油企业，Iso Therming工艺允许选用Iso Therming反应器系统为其预处理单元。如果目前有加氢处理单元，Iso Therming加氢处理技术允许在现有加氢处理单元前安装Iso Therming反应器系统，作为预处理单元使用。

2、国Ⅳ和国Ⅴ标准清洁柴油加氢催化剂的研制与工业应用

1）FDS-1催化剂综合运用了以下三项制备技术：

①活性组分与载体相互作用的调控技术

②助剂的引入和催化剂表面酸性调变技术

③改性分子筛晶粒与氧化铝均分散复合载体制备技术。

2）FDS-1柴油加氢脱硫催化剂技术特点

FDS-1催化剂的技术特点：在具有高脱硫活性的同时，还兼有良好的脱氮和脱芳性能；与国内外现有同类型催化剂相比其堆积密度较低，综合工业应用成本较低；适合于中低硫含量的柴油