渣油固定床加氢技术操作

渣油固定床加氢技术的作用
投 资 值 ： 亿 元
32 30 28 26 24 22 20 0.3
加氢方案
焦化方案
0.5
焦化：加氢投资比
0.7
0.9
焦化:加氢投资比对两方案总投资值的影响
渣油固定床加氢技术的作用
35 投 30 资 25 利 20 税 15 率%10 5 0 15 20
加氢方案 焦化方案
12
10
8
Ê Õ Â ·Ê ú Æ ²
%
6 4 2 0 ±Á Ö ó >370 RDSº ó >370
±Á Ö ó ³ £ Ô ü º Í ¼ Ó Ç â ³ £ Ô ü RFCC´ ß » ¯ ¼ Á Ï û º Ä
6
5
Ä , kg/t û º Á Ï ¯ ¼ ß » ´
4
3
2
1
0 ±Á Ö ó >370 RDSº ó >370
渣油固定床加氢工艺技术操作
胡长禄
2011年8月青岛
渣油固定床加氢技术特点和作用
渣油固定床加氢处理工艺技术特点
H2S 和 NH3 浓度
反应温度 反应物浓度 0 床层位置 1
渣油加氢裂化产品分布随反应温度的变化
538℃+ 182～343℃ 产品收率/wt% (基于进料) C5～182℃ 343～538℃ C1～C4
221-360 ℃ LCO, m%
>360 ℃ /焦炭, m% 催化剂消耗, kg/t
18.9
10.0/10.3 8.09
16.4
7.2/7.0 0.7
催化剂冷却器
需要
否
常压渣油加氢常渣与减压渣油加氢常渣FCC对比
原料油：80％沙轻＋20％沙重
馏分 比重(15.6 ℃) S，m% N，m% AR 0.9645 3.5 0.2 RDS AR 0.9198 0.2 0.11 VR 1.0234 4.8 0.36 VRDS AR 0.9440 0.32 0.19
► 保护催化剂的特点
► 较大的孔容。 ►孔径分布呈双峰型 ►比表面积适中，一般为100m2/g-170m2/g。 ► 表面呈弱碱性或弱酸性。 ► 磨耗低、强度大。
渣油加氢系列催化剂及特点
► 保护催化剂品种
► 球形系列 ► 椭球系列 ► 拉西环系列
► 四叶轮系列
► 蜂窝系列
渣油加氢系列催化剂及特点
±Á Ö ó ¼ õ Ô ü Ó ë ³ £ Ô ü ¼ Ó Ç â º ó ¼ õ Ô ü ½ ¹ » ¯ >177² ú  Ê
70 60 50
% Ê ú Â ¯ ² ¹ » ½
40 30 20 10 0 ±Á Ö ó ¼ õ Ô ü £ Ô ³ ü ¼ Ó Ç â º ó ¼ õ Ô ü
±Á Ö ó ¼ õ Ô ü Ó ë ³ £ Ô ü ¼ Ó Ç â º ó ¼ õ Ô ü ½ ¹ » ¯ ¹ ý ³ Ì É ú ½ ¹ Á ¿
原油价格，美元/桶
25
30
原油价格对投资利税率的影响
渣油固定床加氢技术的作用
加氢与焦化方案投资利税率差 值，%
9.0 7.0 5.0 3.0 1.0 -1.0 -3.0 -5.0 0.7 0.8 0.9
图10
1
1.1 1.2 1.3
（轻/重油）/（轻/重油）基准
轻/重油比价的变化对两方案投资利 税率的影响
渣油固定床加氢技术的作用
► 提供催化裂化装臵原料 ►
提供优质FCC原料
提高FCC装臵轻油收率 降低FCC汽油烯烃和S含量 降低FCC柴油S含量

►
脱除原料中大部分重金属化合物， 减少 FCC装臵催化剂消耗
直馏常渣与加氢常渣FCC对比
原料油：沙轻 馏分 比重(15.6 ℃) S，m% N，m% CCR，m% Ni+V, μg· g-1
带入的硫含量为48.6万吨。如采用常规的热加工和催化 加工工艺，只能将不到一半的硫脱出。
►经过加氢过程，全厂总硫回收率可达到87%:
►进入轻质油品中的硫含量只有2%;
►燃料油，沥青和石油焦带走的硫含量约为10%;
►排入大气的硫含量只有0.8%。
渣渣油加氢系列催化剂及特点
渣油加氢系列催化剂及特点
催化剂种类 保护剂 颗粒大小 大 平均孔径 最大 酸性 最弱 比表面积 最小 孔容 最大 金属含量 最低 脱Fe,Na,Ca 主要作用 HDM 小 次大 次弱 次小 较大 次低
渣油固定床加氢技术的作用
► 提高原油加工利用率 ► 提供催化裂化装臵原料 ► 提供焦化装臵原料
► 富产优质中间馏分油
► 提高硫磺回收率
渣油固定床加氢技术的作用
► 提高原油加工利用率
加工路线
液体产品（含液化气）收率，% 轻油收率(汽柴油和石脑油)，%
加氢路线
87.6 71.70
Biblioteka Baidu焦化路线
71.45 61.17
渣油固定床加氢技术的作用提供焦化装置原料
原料油： 阿拉伯重质原油减压渣油
>538 ℃直馏减
渣 干气, m%
C3, + C4, m% C5-82 ℃, m% 2.0 5.0 2.9
常渣加氢后 >565 ℃减渣
2.0 5.0 3.4
82-177 ℃ ，m%
>177 ℃, m%
6.8
42.6 40.7
7.6
316
371
427
482
反应温度/℃
催化剂级配装填技术

渣油性质、渣油加氢反应和固定床工艺特点决定级配 装填
两种因素变化


床层空隙率（颗粒大小和形状） 内在性质（活性、选择性） 固体沉积分布均匀化 活性与稳定性平衡

效果与原料有关

渣油固定床加氢技术特点
◆ 原料油: 中东含硫原油 ◆ 渣油加氢-RFCC组合加工 ◆ 采用 催化剂组合装填系统（CCS） ◆ 优化反应温度操作模式
催化剂孔容，孔径和比表面积的影响
►催化剂的活性与催化剂比表面积、孔径大小和孔容之间有如 下关系：
C＝K＋0.0589A＋1.32V＋0.012R
式中 C为加氢脱硫速率； K为由工艺条件所确定的常 数；A为催化剂的比表面积，m2· g-1；V为催化剂孔容 ，cm3· g-1；R为催化剂孔半径，nm；
±Á Ö ó ¼ õ Ô ü Ó ë ³ £ Ô ü ¼ Ó Ç â º ó ¼ õ Ô ü ½ ¹ » ¯ 82-177Ê Õ Â Ê
7.8 7.6 7.4
% Ê ú Â ¯ ² ¹ » ½
7.2 7 6.8 6.6 6.4 ±Á Ö ó ¼ õ Ô ü £ Ô ³ ü ¼ Ó Ç â º ó ¼ õ Ô ü
58.0 24.0
焦炭, m%
±Á Ö ó ¼ õ Ô ü Ó ë ³ £ Ô ü ¼ Ó Ç â º ó ¼ õ Ô ü ½ ¹ » ¯ C5-82Ê Õ Â Ê
3.5 3.4 3.3
% Ê ú Â ¯ ² ¹ » ½
3.2 3.1 3 2.9 2.8 2.7 2.6 ±Á Ö ó ¼ õ Ô ü £ Ô ³ ü ¼ Ó Ç â º ó ¼ õ Ô ü
渣油固定床加氢技术特点
◆催化剂:
◆活性高
◆容金属能力强
◆稳定好
◆产品质量好：
◆加氢柴油是优质低硫和低凝固点柴油组分 ◆加氢常渣为优质RFCC 原料
渣油固定床加氢技术特点
◆ RFCC 装臵加工加氢常渣
RFCC汽油: 辛烷值高, 硫含量低，烯烃含量低 RFCC柴油: 硫含量大幅度降低，安定性提
◆ 环境友好，无污染 ◆ 经济效益显著
221-360 ℃ LCO, m%
>360 ℃ /焦炭, m% 催化剂消耗, kg/t 催化剂冷却器
14.8
6.8/7.3 0.465 不需要
16.5
8.4/9.2 1.51 需要
±Á Ö ó ³ £ Ô ü º Í ¼ Ó Ç â º ó ³ £ Ô ü RFCCÆ ø Ì å Ê Õ Â Ê
10 9 8 7 ² ú Æ · Ê Õ Â Ê % 6 5 4 3 2 1 0 <C2 C3 ø Ì Æ å Ã û ³ Æ C4
45 40 35
% Ê ú Â ¯ ² ¹ » ½
30 25 20 15 10 5 0 ±Á Ö ó ¼ õ Ô ü £ Ô ³ ü ¼ Ó Ç â º ó ¼ õ Ô ü
渣油固定床加氢技术的作用
► 富产优质中间馏分油
►石脑油收率：1-5% ►柴油收率：6-17%
渣油固定床加氢技术的作用
► 提高硫磺回收率 ►国外加工中东原油能力为2100万吨的炼油厂，每年由原油
渣油加氢系列催化剂及特点
► 脱硫(HDS)催化剂的作用
►深度脱除原料中的硫化物。 ►进一步脱除原料中残存的金属化合物。
►部分脱氮和加氢转化反应。
►保护下游的脱氮催化剂
渣油加氢系列催化剂及特点
► 脱硫催化剂的品种
► 圆柱形 ► 三叶草形 ► 四叶草形 ► 四叶草形 ► 蝶形
渣油加氢系列催化剂及特点
剂的活性增加，但催化剂床层的压降也急剧上升， 采用拉西环形催化剂对降低系统的压降比较有利。
►渣油固定床加氢过程，催化剂的颗粒直径不宜过小
，通常选择1-1.6mm。
催化剂孔容，孔径和比表面积的影响
► 催化剂的孔容，孔径和比表面积之间是相互联系和相互影响
的。 ► 在一定的范围内，增加催化剂的孔和孔径，则催化剂的比表 面积将会下降，因此，催化剂孔结构的选择应兼顾催化剂 的孔容，孔径和比表面积。
脱Ni, V
HDS 小 次小 较强 次大 大 次高
脱S, N
HDN 小 最小 最强 最大 大 最高
脱N,转化
渣油加氢系列催化剂及特点
► 保护催化剂的作用
►主要用于脱除进料中的铁和垢物 ►使渣油中易结焦物质适度加氢以阻缓其结焦 ►强化反应物流的分配。 ►保护下游的脱金属催化剂。
渣油加氢系列催化剂及特点
±Á Ö ó >370 RDSº ó >370
±Á Ö ó ³ £ Ô ü Í º ¼ Ó Ç â º ó ³ £ Ô ü RFCCÊ ¯ Ä Ô Ó Í (C5-221)Ê Õ Â Ê
50
48
46 ú ² · Æ ú ² 44 Ê Â % 42
40
38
±Á Ö ó >370
RDSº ó >370
>370 ℃直馏常渣
RDS后>370 ℃常渣
0.9633
0.9296
3.3 0.17 8.9 51
0.48 0.13 4.9 7
直馏常渣与加氢常渣FCC对比
原料油：沙轻 >370 ℃直馏常渣 C2－(H2S), m% C3/C4 C5-221 ℃, m% 4.0(1.7) 5.0/7.7 42.4 RDS后>370 ℃常渣 4.0(0.2) 6.3/9.8 49.1
轻油+液化气收率，% 液体产品(含液化气)收率差值
轻油(汽柴油和石脑油)收率差 轻油+液化气收率差值
81.87
16.15 10.53 13.48
68.39
渣油固定床加氢技术的作用
26 投 资 利 税24 率% 22 20 18 16 14 0.3
加氢方案
焦化方案
0.5
0.7
0.9
焦化：加氢投资比
焦化 ：加氢投资比对两方案投资利税率的影响
► 脱氮催化剂的作用和特点
►深度脱除原料中的硫化物 ►深度脱除原料中的氮化物
►深度脱除原料中残存的金属化合物
►加氢转化，降低原料油中残炭值
渣油加氢系列催化剂及特点
► 脱氮催化剂的品种
► 圆柱形
► 四叶草型 ► 蝶形
渣油加氢系列催化剂及特点
◆物化性质对渣油加氢过程的影响
►催化剂颗粒形状的影响 ►催化剂颗粒度大小的影响 ►催化剂孔径的影响 ►催化剂孔容的影响 ►催化剂比表面积的影响
催化剂颗粒形状的影响
►不同形状和直径的催化剂的利用率
催化剂形状 普通圆柱形 普通圆柱形 直径，mm 5 1.5 利用率，％ 23 64
空心圆柱形
三叶草行 三叶草行
5
5 1.5
45
35 90
催化剂颗粒度大小的影响
►催化剂的颗粒大小不仅影响催化剂的活性，而且对
反应器催化剂床层的压降也有显著的影响。
►随催化剂颗粒的变小，扩散的限制作用减少，催化
CCR，m%
Ni+V， μg· g-1
10.0
55
4.2
2
22.0
124
6.5
15
直馏常渣与加氢常渣FCC对比
原料油： 80％沙轻＋20％沙重
ARDS AR C2－(H2S), m% C3/C4 C5-221 ℃, m% 3.6(0.1) 6.7/10.0 50.7 VRDS AR 3.6(0.1) 6.3/9.3 46.6
±Á Ö ó ³ £ Ô ü º Í ¼ Ó Ç â º ó ³ £ Ô ü RFCC >360² ú  Ê
12
10
8
Ê Õ Â ·Ê ú Æ ²
%
6 4 2 0 ±Á Ö ó >370 RDSº ó >370
±Á Ö ó ³ £ Ô ü º Í ¼ Ó Ç â º ó ³ £ Ô ü RFCCÉ ú ½ ¹ Á ¿
► 脱金属（HDM）催化剂的作用和特点
►深度脱除原料中的金属杂质。 ►部分脱除原料中的硫化物。 ►保护下游的脱硫和脱氮催化剂。 ►HDM催化剂的孔容和孔径较大，容金属能力强。 ►HDM催化剂具有较高的HDM活性，较低的加氢活性。
渣油加氢系列催化剂及特点
► 脱金属催化剂品种
► 圆柱形 ► 四叶草型
► 蝶形