沸腾床渣油加氢技术开发

抚顺石油化工研究院 FRIPP
Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
FRIPP攻关组织形式
攻关组
96人
工艺
12人
工程技术 催化剂
20人
6人
保障 58人
工程设计部 华东理工大学
12人
8人
条件部 6人
运转组 16人
维护组 8人
沸腾床渣油加氢技术国外概况
❖ 1994 年 IFP 收 购 HRI 的 资 产 ， 2001 年 7 月 重 组 成 立 AXENS公司，成为H-Oil和T-Star技术许可的发放人。而 LC-Fining工艺目前由Chevron公司发放专利许可证。
❖ H-Oil和LC-Fining工艺的区别在于H-Oil过程采用外循环， 而LC-Fining过程采用内循环。
国内发展概况
❖ 抚顺 石 化 研究 院 在 上世 纪 60 年 代 -70 年 代 ， 就 从 事渣油沸腾床加氢工艺技术和催化剂的研开工作， 并取得了相当令人满意的结果。
❖ 先 后 在 3 升 和 60 升 中 型 沸 腾 床 试 验 装 置 上 ， 使 用 带三相分离器的反应器，完成了孤岛原油和常压 渣油的长周期运转试验，解决了工艺和设备的一 系列难点问题。
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国内发展概况
❖上世纪70年代中期还在相当于年处理能力2万吨 的半工业冷模试验装置上，进行了水力学条件考 察与放大。
❖本世纪初，开始沸腾床加氢工艺技术研究开发， 建成4升中试装置和直径1米的大型冷模试验装置。
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FRET技术特点
❖反应器采用独特的三相分离器； ❖取消高温和高压热油循环； ❖反应器内催化剂藏量大，可达到反应器体
积的60%； ❖体积空速大，1～3h-1； ❖使用微球催化剂，催化剂利用率高。
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沸腾床渣油加氢技术开发意义
❖为高硫、高金属和高残炭的劣质原油深度 加工提供技术支撑；
❖开发能够实现长周期运行、具有自主知识 产权的渣油加氢技术；
❖开发劣质原油深度转化技术，提高原油利 用率，为保障国家能源安全提供技术保证。
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国内发展概况
❖ 第一阶段：循环油油泵
➢ 该阶段采用高温和高压循环油泵进行反应器工艺研究， 重点解决了循环油泵的密封问题、射线源的检测催化 剂料面问题、液-液携带喷嘴结构与尺寸。
艺包开发，预计2009年10月底完成工艺 包文件终稿。
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沸腾床加氢技术(FRET)开发
❖沸腾床渣油加氢技术概况 ❖FRET研发情况进展 ❖FRET应用展望
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FRET技术进展和规划
❖ 工艺研究取得一定成果，已具备一定基础， 能够为万吨级示范装置设计提供相关设计 基础数据。
❖ 催化剂完成实验室定型和吨级放大。 ❖ 目前与洛阳石油化工工程公司共同进行工
国内发展概况
❖ 第三阶段：75型三相分离器
➢ 之后又进行新型75型三相分离器的研究开发，该三相 分离器使用0.1mm的微球催化剂，完成了60升装置实验， 完成了直径700mm冷漠实验，催化剂带出量小于 30ppm。
❖ 第四阶段：76形三相分离器
➢ 为提高催化剂的分离效率，又进行新型76型三相分离器 的研究开发，该三相分离器使用0.1mm的微球催化剂， 完成了60升装置实验，完成了直径700mm冷漠实验， 催化剂带出量小于12.5ppm。工程化有一定难度。
沸腾床加氢技术(FRET)开发
❖沸腾床渣油加氢技术概况
❖FRET研发情况进展
❖FRET应用展望
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沸腾床渣油加氢技术概况
❖沸腾床渣油加氢技术开发意义 ❖沸腾床渣油加氢技术特点 ❖国外相关技术概况 ❖国内研发概况
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沸Fra Baidu bibliotek床技术特点
❖ 运转周期长
➢ 沸腾床反应器中，由于催化剂的沸腾状态，克服了固 定床反应器因积碳或金属沉积造成的压差而影响装长 期运转的不足。
❖ 渣油转化率高
催化剂 +H2 催化剂
生成油 +H2
渣油 催化 +H2 剂
生成油 催化 +H2 剂
渣油+H2 催化 剂
渣油+H2+催化剂
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沸腾床技术特点
❖ 对原料油的适应性广
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5万吨级工艺包开发进展情况
❖工艺数据
➢基础数据
反应温度，压力， 出入口温差，空速，氢油比， 原料及产品性质
➢全装置物流及物性数据
❖ 1975年城市服务公司改与Lummus公司合作，并将这一 沸腾床加氢过程更名为LC-Fining过程。而烃研究公司 （HRI）和德士古(Texaco)合作，仍然将这一沸腾床加氢 过程称为H-Oil过程。
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FRET技术进展和规划
❖ 在自建的1米直径冷模实验装置进行了工业 放大实验，得到了工业放大所需的工艺参数， 催化剂的带出量在1g/g以下。
❖ 自建的4L热模装置进行了1400小时的长周期 运转试验，整个运转过程平稳，正常停工后， 反应器内无生焦的现象，催化剂带出量小于 5g/g，在空速1.5h-1的条件下，脱金属率最 高达90%，脱硫率达39.81%。
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5万吨/年沸腾床渣油加氢技术(FRET)
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二OO九年七月
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FRET研发情况进展
❖ FRIPP攻关组织形式和FRET研发模式 ❖ FRET工艺研究 ❖ 沸腾床反应器结焦倾向试验 ❖ FRET动力学初步探索研究 ❖ 三相分离器冷漠试验 ❖ 沸腾床反应器流体力学模型 ❖ 沸腾床反应器流场模拟计算 ❖ 沸腾床反应器液相抽出口模拟计算
LC-FINING 工业装置
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H-Oil反应器示意图
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分析室 28人
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FRET研发模式
龙头：工艺研究 核心：三相分离器
关键：催化剂
关键：气液分布器
重点：催化剂在线置换
重点：安全连锁
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FRET研发情况进展
❖ 沸腾床反应器内构件研究 ❖ 沸腾床催化剂研发进展 ❖ 5万吨/年沸腾床示范装置工艺流程研究 ❖ 5万吨/年沸腾床示范装置催化剂在线置换流程研究 ❖ 5万吨/年沸腾床示范装置安全连锁系统 ❖ 5万吨/年沸腾床示范装置安全辅助系统 ❖ 5万吨/年沸腾床示范装置该停工方案研究 ❖ 5万吨/年沸腾床示范装置紧急事故处理预案
H-Oil工业装置
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主要操作条件和工艺性能
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❖ 第二阶段：细粉状旋风分离器
➢ 该阶段反应器采用旋风分离器分离细粉状的催化剂， 完成了60升规模冷漠和热模装置的旋风分离器的结构 和尺寸研究，主要存在问题是旋风分离器料腿结焦和 工程化难度巨大。
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固定床 (滴流)
渣油+H2
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渣油加氢工艺类型
移动床 (逆流)
移动床 (顺流)
沸腾床 (流化态)
悬浮床 (流化态)
生成油
渣油+H2
生成油
生成油+H2+催化剂
+H2 催化剂
❖ 已建和在建H-Oil工业装置12套， LC-Fining工业装置10 套。
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LC-FINING 反应器示意图
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➢ 沸腾床渣油加氢处理过程，可以加工固定床加氢处理过程所不能 加工的原料，如墨西哥玛雅原油减压渣油，加拿大阿萨波斯坎沥 青，冷湖沥青等。
❖ 反应器内温度均匀
➢ 沸腾床反应器内由于催化剂、原料油和氢气的剧烈搅拌作用和返 混现象，使反应器内部上下温度基本一致，防止局部过热，可取 消冷氢介质调温措施。
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➢ 普通沸腾床加氢过程转化率为60－80％，高转化率沸 腾床加氢过程转化率可达到97％
❖ 装置操作灵活
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沸腾床渣油加氢技术国外概况
❖ 沸腾床加氢工艺最早是由美国烃研究公司(HRI)和城市服 务公司共同开发的，该工艺名称为氢-油法(H-Oil)加氢裂 化过程。首套H-Oil装置于1963年在美国查理湖炼厂建成 投产。
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沸腾床技术特点
❖ 实现催化剂在线置换
➢ 沸腾床反应器可随时加入新鲜催化剂和排出废催化剂， 有利于维持较高的催化剂活性。
❖ 催化剂利用率高
➢ 沸腾床加氢过程，由于催化剂与原料油和氢气的充分 接触，床层上下的催化剂活性基本均匀一致，失活速 率也基本一致，催化剂的利用率较高。