加氢裂化工艺及过程

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。
催化加氢技术
◎ 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。
催化加氢技术
1.2 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;
4.5 加氢裂化催化剂器外硫化技术
4.6 加氢催化剂的卸出 4.7 加氢裂化装置现场事故剖析
催化加氢技术
1.0 概 述
◎ 加氢裂化具有加工原料范围宽、原料适应性强、产品方案灵
活、产品质量好、液体产品收率高等独具的特点。
◎ 能生产从液化石油气、石脑油、喷气燃料、柴油到蒸汽裂解、
润滑油基础油等多种优质产品和石油化工原料。
催化加氢技术
◎ 煤转化成液体燃料产品, 须23个催化加氢步骤才能完成. ◎ 其典型的工艺条件是: 压力20 70 MPa, 温度375 525℃; ◎ 重石油馏分加氢裂化的设计压力2030MPa, 温度375 ℃ 以上; ◎ 尽管早期加氢裂化的操作条件十分苛刻, 其基本原理和工艺流程, 为现代渣油悬浮床加氢以及馏分油固定加氢的基本模式奠定了基
物到低分进一步进行气/液分离;
◎ 低分的液体流出物, 到分馏系统进行产品切割分馏，其塔底的未 转化油返回(或部分返回)裂化段循环裂化(或出装置作为下游装置 的原料)。
图3 一段串联加氢裂化工艺流程示意图
循环氢 R-1 R-1循环氢 加热炉 R-2 循环氢压缩机
急冷氢
空冷
急冷氢 R-2循环氢 加热炉
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
催化加氢技术
◎ 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, 是美国加氢裂化迅速增长的时期; 70年代 中
础。
催化加氢技术
◎ 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50年代初的“相关事件”, 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, FCC 发展导致富含芳烃难转化的循环油过剩, 汽车压缩比的提高和 高辛烷值汽油标准的实施等, 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。
催化加氢技术
◎ 塔底的未转化油进入第二段反应器进行加氢裂化; 第二段的反
应流出物进入第二段的高分, 进行气/液分离,其顶部导出的富氢 气体在第二段循环使用; 第二段高分底部的流出物与第一段高 分底部流出物, 进入同一分馏塔进行产品切割。
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◎ 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
的低分子烃,加氢 裂化的液体产品收率高；
≰ 非烃化合物基本上完全转化, 烯烃也基本加氢饱和，加氢裂化的
催化加氢技术
1.4 加氢裂化原料油及产品
◎ 原料油的分子结构，对其工艺过程及产品的分子组成有很大的 影
响；HVGO中较大分子的缩合反应，会使原料油在催化剂上的
生
焦倾向增加。 ◎ 通常VGO 的干点可高达530 550℃, CGO 和 FCC 的循环油作为 加氢裂化进料组分,其干点一般应比 VGO的干点低5080℃, 以避 开其高沸程中难转化含杂原子的多环芳烃, 减少生焦倾向、循环
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2. 加氢裂化工艺流程
2.1 两段法加氢裂化
◎ 两段法加氢裂化采用两个反应器, 20世初用于煤及其衍生物的加
氢裂化。
◎ 原料油先在第一段反应器进行加氢精制(HDS/HDN/HDO, 烯烃饱 和HDA, 并伴有部分转化)后, 进入高压分离器进行气/液分离； ◎ 高分顶部分离出的富氢气体在第一段循环使用, 高分底部的流出 物进入分馏塔, 切割分离成石脑油、喷气燃料及柴油等产品；
◎ 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。
催化加氢技术
◎ 70年代末, 引进了4套加氢裂化装置, 19821990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年代中期以来, 相继在抚顺、镇海、辽阳、吉林、天津和山东
催化加氢技术
≰ 若受港口码头、道路、桥梁、涵洞等运输条件的制约,采用三 个反应器的两段裂化比采用双系列并联(共4个反应器), 可节省 投资510％。 ≰ Union oil 公司当时认为, 一段串联(一段裂化)的流程适宜100万 吨/年以下规模的装置; 100 150万吨/年规模的装置，以采用
油中稠环芳烃的富积。
◎ CGO氮含量高, 或多或少含有焦粉, 直接混兑应严格控制(一般为
催化加氢技术
◎ 加氢裂化进料已延伸到脱沥青油(DAO), 其未转化油可用来生产 重质润滑油基础油。 ◎ 通过对原料油的合理配置、催化剂的选择及工艺条件的优化, 加 氢裂化技术可被广泛用来生产从液化石油气、石脑油、喷气燃 料、柴油到蒸汽裂解原料和润滑油基础油等多种优质石油产品 及下游装置的进料。
催化加氢技术
催化加氢技术
1.3 加氢裂化的基本原理及特点
◎ VGO是加氢裂化的典型进料, 它是大分子烷烃、单、双、多环环
烷烃, 烷基单、双、多环芳烃及环烷-芳烃组成的复杂混合物; 硫、氮、氧和少量的重金属原子也混杂在这些分子的结构中。
◎ 加氢裂化过程中的HDS、HDN 、 HDO等反应, 与加氢精制过程
◎ 是大型炼厂和石油化工企业最重要、最可靠、最灵活和最有
效的加工手段之一 。
催化加氢技术
◎ 同其他技术一样，加氢裂化是根据原料资源பைடு நூலகம்对产品的需求， 基于相关理论、 原理和对相关化学反应的潜心研究而开发成 功的，在其应用过程中，不断改进、日臻完善。在激烈的市场 竞争中，以发展求生存。
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1.1 加氢裂化的沿革
相同.
◎ 原料油中类烃分子的加氢裂化反应, 与FCC过程类同,其反应历
程 都遵循羰离子(正碳离子)反应机理和正碳离子β位断链的原则; 所不同的是, 加氢裂化过程自始至终伴有加氢反应, 并具有以下
催化加氢技术
≰ 多环芳烃加氢裂化以逐环加氢饱和/开环的方式进行, 生成小分 子 的烷烃及环烷-芳烃； ≰ 两环以上的环烷烃, 发生开环裂解、异构，最终生成单环环烷烃 及较小分子的烷烃； ≰ 单环芳烃、环烷烃比较稳定, 不易加氢饱和、开环, 主要是断侧 链或侧链异构，并富集在石脑油中； ≰ 烷烃的异构、裂化同时进行, 反应生成物中的异构烃含量, 一般 超过其热力学平衡值； ≰ 烷烃的加氢裂化在其正碳离子的β位处断链, 很少生成 C3 以下
2.1 两段法加氢裂化
2.2 单段加氢裂化 2.3 一段串联（单程通过，未转化油全循环、部分循环）
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2.0 加氢裂化工艺流程 2.1 两段法加氢裂化 2.2 单段加氢裂化
2.3 一段串联（单程通过，未转化油全循环、部分循环）
3.0 中压加氢裂化及相关的加氢转化技术 3.1 提高十六烷值技术〔MCI〕
◎ 单段法加氢裂化采用一个反应器, 既进行原料HDS、HDN、
HDO、烯烃饱和、HDA, 又进行加氢裂化；
◎ 采用一次通过或未转化油循环裂化的方式操作均可。
◎ 其特点是： ≰ 工艺流程简单，体积空速相对较高； ≰ 催化剂应具有较强的耐 S、N、O等化合物的性能； ≰ 原料油的氮含量不宜过高，馏分不宜过重；
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◎ 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200400 ℃ 、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
公司开发了“Unicacking‖工艺; 60年代加氢裂化作为炼油
≰ 反应温度相对较高，运转周期相对较短。
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2.3 一段串联加氢裂化工艺
◎ 一段串联加氢裂化采用两个反应器串联操作。
◎ 原料油在第一反应器(精制段)经过深度加氢脱氮后, 其反应物流 直接进入第二反应器(裂化段)进行加氢裂化。 ◎ 裂化段出口的物流经换热、空冷/水冷后, 进入高、低压分离器进 行气/液分离, 高分顶部分离出的富氢气体循环使用, 其液体馏出
等地建设了40 140 万吨/年规模的多套加氢裂化装置。 ◎ 90年代末, 大连 WEPEC 和茂名石化公司分别建成了200万吨/年 渣油固定床加氢处理装置。表明我国已具备开发成套催化加氢 技术的能力, 步入了世界加氢技术先进水 平的行列。
◎ 在清洁燃料的生产中, 加氢技术必将会得到稳步持续地发展。
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中国石油化工股份有限公司
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金 陵 石 化 分 公 司 炼 油 运 行 一 部
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1.0 概述 1.1 加氢裂化的沿革 1.2 国内加氢裂化技术发展历程 1.3 加氢裂化的基本原理及特点 1.4 加氢裂化原料油及产品 2.0 加氢裂化工艺流程
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◎ 一段串联两段加氢裂化(未转化油单独裂化)
≰ 采用一个精制反应器、两个裂化反应器, 精制油在第一裂化反应
器加氢裂化, 其未转化油在第二裂化反应器内加氢裂化, 是一段
串联的特殊形式。 (中间馏分油循环裂化须采用此流程)
≰ 一段串联的一段或两段裂化主要取决于:装置规模、反应器的制 造及运输条件。如果炼厂地处沿海，反应器的大小不受其相关 运输条件的限制, 采用单列的两个大反应器串联更为经济。
3.2 低凝柴油生产技术〔HDW〕
3.4 柴油深度加氢脱硫脱芳烃技术 3.5 提高车用汽油质量的相关技术 3.6 渣油加氢处理技术
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4.0 加氢裂化应用技术 4.1 加氢裂化催化剂的开工（催化剂装填、催化剂硫化及钝化、 换进原料油）
4.2 加氢裂化装置正常运转及相关工艺参数的影响
4.3 加氢裂化装置正常停工及紧急停工 4.4 加氢裂化催化剂器内及器外再生技术
高分
酸性水
闪蒸气
循环油 进料泵 补充氢 补充氢 增压机 循环油泵 来自分馏塔底的未转化油 洗涤水 注水泵
低分 取分馏系统
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◎ 一段串联加氢裂化的特点
≰ 精制段催化剂应具有较高的加氢活性（尤其是HDN活性）；
≰ 裂化段催化剂应具有耐 H2S 和 NH3 的能力；
≰ 严格控制精制油氮含量
≰ 产品质量好, 生产灵活性大, 一次运转周期长； ≰ 与一段法加氢裂化相比, 其原料油适应性较强, 体积 空速、反应温度相对较低； ≰ 与两段法加氢裂化相比，其投资和能耗相对较低。
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两段法加氢裂化的特点
◎ 裂化段催化剂不耐H2S和NH3；
◎ 第一、二段反应器、高分和循环氢(含循环压缩机)自成体系；
◎ 补充氢增压机、产品分馏塔两段公用； ◎ 工艺流程较复杂、投资及能耗相对较高； ◎ 对原料油的适应性强，生产灵活性大，操作运转周期长。
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2.2 单段加氢裂化工艺