轮胎油加氢方案

保护剂
≮2.5 ≮5.0 ≮170 ≮0.5 ≮12 3～8 三叶草型 0.50～0.55
加氢精制催化剂 ≮2.5
≮8.0 ≮250 ≮0.35 ≮16 3～8 三叶草型 0.60～0.65
汽油馏分加氢精制催化剂技术保证：
第一周期连续运行≮2 年，总寿命≮6 年。
脱硫率≮92％，汽油馏分加氢产物密度≯0.78 g/cm3，汽油馏分加氢产物中
项目
汽油馏分
柴油馏分
密度（15℃），g/cm3
0.8049
0.9041
烷烃含量，m%
未提供
未提供
烯烃含量，m%
未提供
未提供
芳烃含量，m%
未提供
未提供
溴值，m%
未提供
未提供
馏程，℃
IBP
未提供
156.3
10%
74.6
未提供
50%
135.4
226.0
90%
170.2
273.2
EBP
193.4
未提供
硫含量， m%
700:1
体积空速，h-1
12.0/0.8
1.5/12.0
平均反应温度，℃ 总温升，℃
床层 床层入口温度，℃ 床层出口温度，℃
床层温升，℃
360
75
温度分布
1
2
3
320
346
366
350
372
385
30
26
19
375 21
1
2
371
370
381
381
10
11
柴油馏分加氢精制、改质工艺条件和温度分布（末期）
~0.85
3~10 ~0.50
3~8 ~0.60
3~8 ~0.80
3~8 ~0.85
压碎强度，N/cm
≥2.0 ≥3.0 ≥150 ≥180
压碎强度，N/粒
≥200
化学组成，m%:
NiO w%
1.5±0.5 2.0±0.5 4.0±0.2 7.5±0.5
MoO3 w% WO3 w%
6.0±1.0 6.0±1.024.5±1.5 24.0±2.0
共用氢气循环、产品分馏和酸性水汽提。
本方案的催化剂由设计方提供。
由于暂无原料质量分布，故本方案按下列参考原料质量分布进行估算：
轮胎裂解油馏分质量分布表（参考值）
轻质馏分 m%
中质馏分 m%
重质馏分 m%
初馏点-200℃
200-350℃
>350℃
轮胎油裂解油加氢方案
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3 万吨/年轮胎裂解油加氢装置
初步方案
2014 年 8 月
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后的馏分再混合可获得硫含量<80ppm 的汽油产品，这样可以实现在脱硫的同时
让烯烃、芳烃得到最大程度的保留，减少辛烷值的损失，同时节约投资和生产成
本。
加氢后的汽、柴油馏分可作为车用燃料的调和组分。
1. 方案说明
本方案由柴油馏分加氢改质、汽油馏分加氢精制、氢气循环、产品分馏和酸
性水汽提五个单元构成。其中柴油馏分加氢改质、汽油馏分加氢精制单独设置，
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一．装置基本情况
1.装置规模：3 万吨/年（以轮胎裂解油轻质馏分和中质馏分计）
年加工时间：8000 小时
装置操作弹性：60～110％
2.原料主要性质
本装置的原料为废轮胎裂解原料油经过蒸馏后得到的汽油馏分和柴油馏分
(重柴油+轻柴油）的油品，油品性质数据见下表：
反应器 催化剂
精制反应器
保护剂/ 加氢精制催化剂
改质反应器
加氢改质催化剂/ 后精制催化剂
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反应器入口总压，MPa
12.0
反应器入口氢油体积比
700:1
体积空速，h-1
剂床层，其中第一床层上部装填瓷球和保护剂，其余复合装填加氢精制催化剂 1、
加氢精制催化剂 2 和瓷球。
汽油馏分加氢精制反应器工艺条件如下：
项目 体积空速(主剂)/h-1 反应器入口压力/MPa 反应器入口氢油比(v/v) 平均反应温度/℃
温升/℃ 循环氢中 H2S 浓度（脱硫化氢前）/μg.g-1 循环氢中 H2S 浓度（脱硫化氢后）/μg.g-1
比例，v%
50
38.9 11.1
两个反应器催化剂的主要物化性质如下：
催化剂的主要物化性质
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催化剂名称
保护剂 1
保护剂 保护剂 2
保护剂 3
加氢精制
加氢改质
汽油馏分加氢精制反应器催化剂装填情况如下：
工艺条件 3.32 1.70 850 240 9 592 328
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汽油馏分加氢精制反应器催化剂装填表
位置 一床层
12.0/0.8
1.5/12.0
平均反应温度，℃ 总温升，℃
床层 床层入口温度，℃ 床层出口温度，℃
床层温升，℃
389
72
温度分布
1
2
3
360
372
391
380
400
415
20
28
24
402 20
1
2
396
399
405
410
9
11
两个反应器催化剂装填情况如下：
柴油馏分加氢精制反应器催化剂装填表
装填物
0.25
0.51
氮含量， m%
未提供
未提供
水和沉淀物含量，v%
0.025
<0.025
凝点，℃
未提供
未提供
辛烷值（R+M)/2
90.05
十六烷指数
20.81
3.产品要求
业主希望油品经过加氢后硫含量为：
汽油中硫含量降至 80ppm 以下；
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催化剂的主要物化性质如下：
堆比/g.cm-3 1.389 1.389 0.545 0.602 1.134
1.519
1.638 1.474 0.619 0.851 1.638 1.34 1.519
催化剂的主要物化性质
质量指标 CoO w% NiO w% MoO3 w%
比表面/m2.g孔体积/mL.g-1 强度/N.mm-1 催化剂长度/mm 催化剂形状 堆积密度/t.m-3
1.1 柴油馏分加氢改质
柴油馏分加氢改质采用单段串联单程通过、炉前混氢和热、冷高分方案，反
应部分设有柴油馏分加氢精制反应器和柴油馏分加氢改质反应器，柴油馏分加氢
精制反应器共设 3 个催化剂床层，其中第一床层上部装填保护剂系列，包括保护
剂 1、保护剂 2 和保护剂 3，其余装填加氢精制催化剂。柴油馏分加氢改质反应
柴油馏分加氢精制、改质催化剂技术保证：
第一周期连续运行≮3 年，加氢精制催化剂和加氢改质催化剂可再生使用， 总寿命≮8 年。
液收≮90％，密度≯0.86g/cm3，硫含量≯10ppm，十六烷指数≮42。 1.2 汽油馏分加氢精制
汽油馏分加氢精制采用反应器单段串联单程通过、炉前混氢和冷低分方案，
反应部分设有汽油馏分加氢精制反应器，汽油馏分加氢精制反应器共设 2 个催化
离出的柴油馏分继续进入加氢改质反应器，在加氢改质催化剂床层发生选择性开
环、芳烃饱和和烯烃饱和等反应；加氢改质反应器得到的物流经换热和空冷器冷
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改质循环氢向汽油馏分加氢精制补充氢气。制氢装置设定出口压力>2.5MPa,如柴 油馏分加氢改质部分停工时，则由制氢装置直接提供补充氢气。汽油馏分加氢精 制循环氢设有循环氢脱硫塔，采用酸性水汽提 H2S 后的氨水脱硫，本方案的氢气 情况如下：
新氢由制氢装置提供，组成如下：
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40.48
31.79
23.39
由上表估算原料分布情况为：
轻质馏分（初馏点-200℃）： ~16800 t/a
其中 100-200℃馏分按轻质馏分 60%计，为 10080 t/a
中质馏分（200-350℃）： ~13200 t/a
经换热冷却后与柴油馏分加氢改质冷高分罐底部来的液体产品均进入低压分离
罐，低压分离罐底液体进入汽提塔用蒸汽汽提游离硫后进入产品分馏塔，汽油馏
分从产品分馏塔塔顶产出，柴油馏分从产品分馏塔塔底采出。
1.5 酸性水汽提
本方案设酸性水汽提塔和碱洗塔各一个，各部分来的酸性水在汽提塔中脱出
酸性气，酸性气引入碱洗塔采用碱液吸收，脱除酸性氢后的氨水引至汽油馏分加
降低密度和凝点并尽可能提高十六烷值。
轮胎裂解油汽油馏分中芳烃、烯烃（二烯烃）含量高，烷烃含量低，其硫、
烯烃、芳烃含量的分布特点为 100℃（参考催化汽油值，待分析确认，后同）以
下馏分中烯烃（二烯烃）含量高，硫含量低且以硫醇硫为主，100℃以上馏分中
烯烃含量相对较低，硫含量较高且以噻吩类硫为主，如果对轮胎裂解油汽油全馏
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柴油中硫含量降至 10ppm 以下。
二．技术方案及结果
根据原料油的主要性质和目的产品要求，推荐本装置对柴油馏分加工选用加
氢改质技术，即在较苛刻的条件下进行深度加氢脱硫、脱氮和芳烃加氢饱和的精
制过程，然后进行环状烃选择性开环的改质过程，目的是降低硫、氮、氧含量，
氢精制循环氢脱硫塔，碱液吸收酸性气生成的 NaHS 送出界区去精制。
2. 总工艺流程
轮胎裂解油柴油馏分经过滤器过滤后经进料泵加压，与循环氢混合后与柴油
馏分加氢产物换热，经加热炉加热后进入加氢精制反应器，在加氢精制催化剂床
层发生加氢脱硫、加氢脱氮和芳烃饱和反应；加氢精制反应器得到的物流经换热
后进入热高分，热高分顶部分离出的氢气和汽油馏分进入冷高分；热高分底部分
体积/m3
比例，v%
一床层
保护剂 1
0.013
0.6
保护剂 2
0.043
1.9
保护剂 3
0.09
3.7
精制催化剂
0.44
18.8
二床层
精制催化剂
0.82
35
三床层
精制催化剂
0.94
40
柴油馏分加氢改质反应器催化剂装填表
装填物
一床层 改质催化剂
二床层 改质催化剂 后精制催化剂
体积/m3
0.66
0.52 0.15
总硫含量≯50ppm，汽油馏分辛烷值 RON 损失≯1。
1.3 氢气循环
本方案的柴油馏分加氢改质和汽油馏分加氢精制共用一套新氢加压系统，新
氢的加压和柴油馏分加氢改质氢气循环采用三级往复式压缩机，由柴油馏分加氢
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物理性质:
外观形状
七孔球 拉西环 拉西环 三叶草 圆柱条
比表面，m2/g
1~30 100~125 110~145 >160 ≥200
颗粒直径，mm
15~18 4.9~5.2 3.3~3.6 1.1~1.3 1.5~1.7
内孔直径，mm
2.0~3.0 2.2~2.4 1.0~1.2
条长，mm 自然装填密度，g/cm3
组成 v%
H2 99.9
新氢性质表 C1 0.1
CO+CO2 <20ppm
柴油加氢改质和汽油加氢精制的氢耗和循环氢量如下：
氢耗量和循环氢量表
柴油馏分加氢改质
汽油馏分加氢精制
氢耗量 Nm3/h
615
150（纯度 88.6%）
循环氢量 Nm3/h
1375
1540（纯度 88.6%）
1.4 产品分馏
本方案共用低压分离罐、汽提塔和产品分馏塔，汽油馏分加氢精制反应产物
分加氢容易导致催化剂快速失活（开工时间短）或辛烷值大量损失。为节约投资
（反应器、催化剂）和成本（氢耗、能耗），建议与其他轻质油掺炼，或在前段
轮胎油裂解装置分馏工序切出 100℃以下轻馏分进行脱硫醇处理，本装置仅对
100℃以上汽油馏分进行一段加氢精制，即在选择性加氢脱硫催化剂作用下进行
加氢脱硫反应，使芳烃在缓和的加氢条件下基本不饱和。脱硫醇后的馏分与加氢
器共设 2 个催化剂床层，其中第二床层下部装填后精制催化剂，其余装填加氢改
质催化剂。
两个反应器工艺条件和温度分布情况如下：
柴油馏分加氢精制、改质工艺条件和温度分布（初期）
反应器 催化剂 反应器入口总压，MPa
精制反应器 保护剂/
加氢精制催化剂
12.0
改质反应器
加氢改质催化剂/ 后精制催化剂
反应器入口氢油体积比
二床层
名称 13 瓷球 6 瓷球 保护剂 加氢精制催化剂 3 瓷球 6 瓷球 13 瓷球 18 瓷球 13 瓷球 加氢精制催化剂 加氢精制催化剂 3 瓷球 6 瓷球 13 瓷球
体积/m3 0.008 0.012 0.036 0.224 0.015
0.013
0.011 0.012 0.196 0.068 0.011 0.013 0.036