VRDS渣油加氢装置概况

VRDS渣油加氢装置概况
1.1 装置简介
为适应原油逐年重质化、劣质化的趋势，提高轻油收率和减少环境污染，胜利炼油厂于1989年10月份从美国雪弗隆（Chevron）公司引进了设计能力为84×104t/a的固定床减压渣油加氢脱硫装置（简称VRDS）。

该装置由华鲁工程公司设计，中石化十化建承建，1992年5月21日建成投产。

1998年，根据中石化公司整体原油加工方案的安排，胜利炼油厂需要掺炼75%（6.0 Mt/a）的进口中东高硫原油，胜利炼油厂原有以加工胜利原油为主的加工流程难以适应劣质高硫原油的加工，为此，1999年10月份装置进行了扩能改造，增加了Chevron公司的最新专利—上流式反应器（Up Flow Reactor，简称UFR），因此，装置又简称为UFR/VRDS。

2000年1月7日完成并投产。

装置改造后的设计处理能力150×104t/a（其中包括120×104t/a减压渣油及30×104t/a减压蜡油），主要对中东减压渣油进行脱硫、脱氮、脱金属并部分裂解为石脑油、柴油和蜡油。

设计运转初期，349℃产品馏份的MCR为<8.5%，S<0.5%,末期MCR<9.2%、S<0.8%，生产的石脑油可作为乙烯原料，柴油是优质的低硫轻柴油产品，常压渣油是优质的催化裂化原料。

2005年，随着VRDS—FCC组合工艺的投用，常压和
减压渣油混合做为催化原料，催化回炼油改进本装置处理，优化了FCC装置原料性质，提高了FCC装置轻油收率。

2006年10月份，利用第五周期停工检修时机，进行了装置节能改造，主要改造内容是停开减压塔，对原料/产品换热网络进行优化和流程动改，及对加热炉烟气余热回收系统进行改造。

2006年11月14日装置开工正常。

目前随着催化剂级配及操作的不断优化，装置运行周期已延长到480天。

图3-1 渣油加氢装置方块流程图
1.2 工艺原理
1.2.1 工艺过程
渣油加氢作为重油加工的重要手段，在整个炼厂的加工工艺中有着十分重要的地位。

UFR/VRDS工艺作为现代炼油厂重油加工的重要工艺，在优化原油加工流程，提高整个企业的效益，推动炼油行业的技术进步有着十分重要的意义。

其一，做为重油深度转化的工艺，它不仅本身可转化为轻油，还可与催化裂化工艺组合，使全部渣油轻质化，从而使炼厂获得最高的轻油收率。

其二，做为一种加氢工艺，它在提高产品质量，减少污染，改善环境方面具有其它加工工艺不可替代的优势，并且
可生产优质的催化裂化原料，也为催化裂化生产清洁汽油创造了条件。

UFR/VRDS装置采用Chevron公司专利技术，其工艺特点：原料选择范围宽，可加工多种原油的减渣。

在原油中，经该过程验证的有：阿拉伯中、重质原油，科威特原油，加利福尼亚原油，北坡原油，美国中部大陆原油及孤岛原油等。

UFR/VRDS工艺最初采用了Chevron公司的“ICR”系列催化剂，现在催化剂已全部国产化，石油化工科学研究院开发的UFR和固定床渣油加氢RHT系列催化剂，抚顺石油化工研究院开发的UFR和固定床渣油加氢FZC系列催化剂。

催化剂以多孔氧化铝为担体，浸渍镍、钴、铜等金属，具有较高的金属容纳量和较高的脱硫、脱氮活性，其HDM率达80%，HDN率为50%～70%。

采用多种催化剂组合的催化剂级配方案，实现渣油高转化率的同时又进行深度脱硫、脱氮、脱金属。

由于催化剂按尺寸、形状和活性进行合理级配，从而使HDM段达最长使用周期，同时延缓或尽可能避免了主要由铁、钙沉积引起的反应器床层压降升高的问题。

该工艺与FCC工艺组合后，大大提高了炼厂轻油收率，增加了经济效益
UFR/VRDS装置概况见表3-1。

表3-1 装置概况一览
原加工设计能力84×104t/a减压渣油
现加工设计能力120×104t/a减压渣油及30×104t/a减压
蜡油
装置建设时间1988年10月6日
投产日期1992年5月
第一次装置改造日
期
1999年10月20日
第一次改造投产日
期
2000年1月7日
第二次装置改造日
期
2006年10月16日
第二次改造投产日
期
2006年11月14日
生产厂胜利炼油厂
建筑面积1900m2
现有人员117(2011年5月)
1.2.2 生产原理
加氢处理反应是在高温、高压条件下进行,因此加氢处理单元需要特殊的反应器。

在中石化xxUFR/VRDS装置中，冷高分(CHPS)的操作压力为15.11～15.44MPa，从开工初期(SOR)到开工末期(EOR)，催化剂的平均温度（CAT）将从390℃升到406℃。

加氢处理最基本的反应，按转化率从大到小的顺序为加氢脱硫(HDS)，加氢脱金属(HDM)，加氢脱氮(HDN)，加氢裂化和芳烃饱和。

对于VRDS装置来说，脱硫、脱氮、脱残碳和芳烃饱和都是构成氢耗和放热的主要反应。

下面将分别对各反应过程进行简要介绍。

在反应方程式中，字母“R”代表一个高分子的烃基，而碳原子(C)和氢原子(H)仅代表参与反应的一小部分。

1.2.2.1 加氢脱硫反应（HDS）
脱硫是原料油中的含硫化合物与氢反应，生成烃类和硫化氢(H2S)，从而脱除进料中的硫。

反应的副产品硫化氢经过一系列的高、低压分离器从反应产物中分离出来，只剩下烃类产品。

硫化氢在高压硫化氢吸收塔（C-1340和C-1341）内基本得以脱除。

典型的脱硫反应是将硫醇或噻吩转化为直链或带侧链烷烃和硫化氢。

脱硫反应释放的热量约为1974KJ/m3耗氢。

脱硫是主要反应，因此对于反应器中总的放热量来说，它的热释放量是很可观的。

加氢反应举例如下：
硫醇氢气催化剂烷烃硫化氢。