VCC悬浮床加氢介绍

连续重整
原油
汽油 航煤 柴油
常 航煤加氢 压 柴油加氢
MTBE
LPG PP 油浆
减 压
蜡油加氢 延迟焦化
CFB FCC
PP
10
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2、 VCC与其它重油加工技术对比
与焦化收率对比
H2S/NH3 2.1% H2S/NH3 0.6% C1/C2 C1/C2 4.6% 3.8% 4.5% 3.8% 10.2% 10.9% 47.5% 27.8%
3、 VCC技术特点
VCC技术特点
1. 浆态床产物在线加氢 2. 石脑油产品可以直接进入催化重整装置，超低硫柴油（欧V标准）可以直接销售，减压瓦斯油 可以直接进入催化裂化或作为润滑油基础油 3. 液体产物（C5-524℃）的体积收率大于100vol% 4. 产品方案灵活 5. 渣油（524℃+）的单程转化率超过95 wt %，沥青质转化率超过90% 6. 原料适应性好，可以加工最劣质的减压渣油和煤焦油沥青 7. 悬浮床加氢裂化反应不使用催化剂，仅添加很少量廉价的天然矿物添加剂 8. 5%反应残余物为悬浮有固体添加剂的粘稠油浆。VCC悬浮床加氢裂化可以实现渣油单程转化率 为100%，但为了能够用泵外甩出固体添加剂，需要一部分渣油残留，故单程转化率在95%以上 9. 原料中的所有金属杂质几乎全部沉积在天然矿物添加剂上，悬浮床加氢裂化的反应产物中仅有 痕量金属杂质，为下游加工带来优质原料 10. 无论是在中试装置还是工业示范装置，在反应器器壁、管线从来没有出现过污垢，确保装置能 够长周期运行，开工率超过90% 11. 操作压力：18-23MPa，操作温度：430-470℃ 12. 悬浮床加氢裂化反应器没有内构件、没有液体循环泵，物料向上通过反应器
2、催化剂费用高
3、原料适应性差 4、烟气脱硫、催化汽油脱硫问题
7
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2、 VCC与其它重油加工技术对比
溶剂脱沥青
LPG 苯 PX 汽油 航煤 柴油
PX
原油
常 航煤加氢
压
柴油加氢
MTBE
LPG PP
减 压
加氢处理
溶剂脱沥青
PP FCC IGCC
712物料平衡
进料 煤焦油 H2 添加剂 产品 H2S wt% 0.18 wt% wt% wt% 100 6.4 0.73
•
• •
全馏分煤焦油进料（含焦油沥青）
焦油沥青（525℃+）转化率 96.82wt% 目标产品：汽柴油
NH3
H2O C1-C2 C3-C4 石脑油C5-150 ℃ 柴油150-360 ℃ 蜡油360-525 ℃ 加氢残渣 (渣油525 ℃+\固体)
至柴油加氢
PP
FCC
2、 VCC与其它重油加工技术对比
催化剂位置
反应类型 孔径 比表面积 活性
入口
HDM
大
低
低
出口
HDS, HDN CCR
小
高
高
过渡性脱金属/脱硫催化剂
高活性脱金属催化剂
较高活性的脱硫催化剂
进料 反应产物
压降控制+低活性脱金属催化剂
5
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71.7
1.8
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3、VCC技术特点
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3、VCC技术特点
加氢精制-加氢裂化两段加氢原则工艺流程示意图
新氢 循环氢 水 汽油 循环氢 汽油
原料
蒸 加氢进料 提 塔
混 氢
高 分
美国
Soviet Export Blend
其它
Hondo
中东
墨西哥
Maya
尼日利亚
Arabian Light Arabian Heavy
北非
Nigerian Med.
3
Amna Souedi Sirtica
Visbreaker Residue Deasphalter Bottoms Catcracker Residue Tar from Lignite and Hardcoal Coprocessing of mixtures of : - VR and Coal Cold Lake / Ohio No.6 Cold Lake / Westerhold Visbreaker VR / Lignite - VR and Waste Plastics - VR and Heavy Cycle Oil from FCC
2
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1、发展历史-加工过的原料
委内瑞拉 加拿大 俄罗斯
Bachaquero Bolivar Costa Fil Boscan Ceuta Guahibo Lache Merey Morichal Tia Juana Zuata
Athabasca Cold Lake LLoydminster Peace River
2、 VCC与其它重油加工技术对比
热转化或加氢裂化使沥青质不稳定
渣油转化受到溶解度的限制
稳定的重油体系中，沥青质是包裹在
胶质中的
中间相
6
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2、 VCC与其它重油加工技术对比
RDS+FCC方案的特点
1、操作周期短，换剂期间生产安排复杂
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2、VCC与其它重油加工技术对比
固定床渣油加氢
LPG
异构化 连续重整
原油 苯 汽油 航煤 柴油 MTBE
常 航煤加氢 压
柴油加氢
减 压
4
LPG
PP 油浆
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加氢裂化 ARDS
Biblioteka Baidu17
wt%
wt% wt% wt% wt% wt% wt% wt%
0.77
7.97 2.7 4.29 22.83 63.72 0 4.67
•
汽柴油液收 86.55 wt%，远高于其他技术
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3、 VCC技术特点
产品质量
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1、液体产品收率低
2、高硫石油焦降低销售收入
3、投资低
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3、VCC技术特点
延长煤焦油性质
比例， % cm-3 密度 (20℃) g· 馏程 ℃ IBP/10% 30%/50% 70%/87% 181/243 320/379 439/750 100 1.0705 残炭，％ 粘度 (40℃) mm2/s 闪点(开口) ℃ g-1 金属 mg· Fe/Ni V/Ca 124.6/0.48 0.30/2250 6.46 202.4
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5、 延长VCC项目概况
神木项目
项目名称及建设地址 项目名称：陕西延长石油安源化工有限公司100万吨/年煤焦油加氢项目（一期） 建设单位：陕西延长石油安源化工有限公司 建厂地址：陕西省神木县锦界工业园区 项目概况 工厂设计年处理煤焦油62.5万吨/年，建设预处理装置（含提酚单元）、VCC加氢裂化 装置（含减渣固化单元）、转化制氢装置、硫磺回收装置四套工艺装置，配套建设 储运及各公用工程系统。 原料预处理装置：公称规模62.5万吨/年，生产含酚油3.06万吨，提酚装置建成后生产苯 酚、甲酚、二甲酚及脱酚油。 VCC加氢裂化装置：公称规模50万吨/年，年产优质石脑油12.9万吨，柴油调和组分 35.37万吨，副产固化残渣2.19万吨。 转化制氢装置：公称规模60000标立/小时，以VCC脱硫气体及天然气为原料，采用PSA 氢气提纯技术。 硫磺回收装置：包括酸性水汽提和制硫两部分，年产含水硫磺饼1700吨（含水40%）。
油浆
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8
2、VCC与其它重油加工技术对比
溶剂脱沥青方案的特点
1、脱油沥青气化的投资较高
2、沥青市场有限
3、投资低于延迟焦化
9
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2、 VCC与其它重油加工技术对比
延迟焦化
LPG
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4、 重油加氢裂化技术进展
技术名称
开发商
简要情况
20 世纪80 年代后期开始开发用微米级催化剂的技术，在经过90 年代大量的实验室工作以 意大利埃尼公司 后，于2000~2003 年进行0.3bbl/d 中型试验，为建设半工业示范装置提供依据，2005 年底 EST (Eni) 1200bbl/d 的半工业示范装置投入运行。根据半工业示范装置的运行结果，2008 年埃尼公 司决定建设两套大型工业装置，目前正在建设中 委内瑞拉石油公司 1983~1988 年Intevep 与Veba 合作开发HDH 技术，并在德国Sholven 进行150bbl/d 中型试 研究中(Intevep)/ 验；1988~1994 年在德国Bottrop 进行3500bbl/d 工业示范装置试验；1998~2003 年改进 HDHPLUS 德国维巴石油公司 HDH技术，在10bbl/d 中型试验的基础上开发出HDHPLUS 技术；2004~2006 年与法国Axens (Veba) 公司合作，确定在委内瑞拉建设两套大型工业装置的设计方案 2003 年开始开发减压渣油悬浮床加氢裂化技术， 在实验室和中型试验成功的基础上，决定 美国谢夫隆公司 在其密西西比州Pascagonla 炼油厂建设一套3500bbl/d 工业示范装置，2010 年下半年开始 VRSH (Chevron) 运行，验证技术经济可行性， 为建设35000bbl/d 大型工业装置提供设计数据并解决工程放 大问题。受2008 年金融危机的影响，工业示范装置推迟至2010 年建设 VCC 渣油悬浮床加氢裂化技术是德国维巴石油公司在20 世纪50 年代开发的，80 年代和90 年代进行了中型装置(200bbl/d)和工业示范装置(3500bbl/d)试验，工业示范装置的运转已 英国石油公司 超过10 年。2002 年BP 公司收购维巴公司，自2006 年以来对VCC 技术进行进一步改进，包 BP VCC (BP)/德国维巴石 括与加氢处理技术集成生产清洁燃料技术、单系列装置加工能力扩大以及工艺设计等，形成 油公司(Veba) 了今天的BP VCC 技术。为加速BP VCC 技术的工业应用，不久前BP 与美国KBR 公司合作进 行工程设计，并在全球进行技术转让与服务 Uniflex 的前身是加拿大矿业与能源技术中心在20 世纪70 年代中期开发的CANMET 技术， 旨在中等苛刻度条件下，将减压渣油转化为有市场价值的油品。1979 年决定将其工业化。 在加拿大Montreal 炼油厂建设的5000bbl/d 工业示范装置1985 年投产，达到既定目标以后 美国环球油品公 于1989 年停止运转。1992 年轻重原油价差拉大，工业示范装置重新运转，在近5 年的运行 Uniflex (UOP) 中加工过委内瑞拉、墨西哥和中东原油的减压渣油，还同时加工过催化澄清油、减黏裂化渣 油等，平均开工率为97%。2006 年UOP 与加拿大自然资源公司(NRCAN)合作，对CANMET技术 进行改进，2007 年UOP 公司获得CANMET 技术在全球的独家转让权。经过多方面的改进， UOP 公司把CANMET 的反应部分与UOP 自己的加氢裂化/加氢处理的分离部分结合在一起，推
常渣
减 压
C3/C4 C3/C4 石脑油 石脑油
减渣 100
H2 2.1% H2 0
VCC 一段 延迟焦化
柴油 柴油
蜡油 蜡油 残渣 5.0% 焦炭 25.9%
27.4% 27.2%
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2、 VCC与其它重油加工技术对比
延迟焦化的特点
气体
蒸 馏 塔
柴油
混 氢
高 分
气体
蒸 馏 塔
柴油
低 分 未转化油 重质馏分 加氢精制反应器 未转化油 加氢裂化反应器
低 分
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3、 VCC技术特点
VCC工艺流程
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3、 VCC技术特点
VCC悬浮床加氢裂化
2014年3月
1、发展历史
1913年，德国发明Bergius-Pier煤液化方法 50年代初，VCC技术开发成功 1981年5月，“Kohleöl-Anlage Bottrop”装置投产，
87年改为加工重油，2000年拆除
2002年，BP收购Veba Oel并取得VCC技术所有权 2010年，KBR与BP签署合作协议，推广VCC技术 2010-2012年，延长集团两套VCC装置、俄罗斯TAIF 、柬埔寨取得技术许可
102
C wt%
H wt% S wt% N wt% O wt% 饱和分 芳香分 胶质 沥青质
13
81.4
7.78 0.44 0.64 9.74 10.6 15.9
Na/Mg
Mo/Pb K/Mn Zn/Co 沉淀物，% 凝点 ℃
20.35/259.4
0.51/89.33 36.11/3.35 3.36/0.21 2.29 24