第三期加氢工艺工程师进修班讲课-渣油加氢

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1、渣油加氢工艺技术2004年9月中国石油化工股份有限公司CHINAPETROLEUMCHEMICALCORPORATION石油化工科学研究院第三期加氢工艺工程师进修班内容前言渣油原料特点及渣油加氢主要反应渣油加氢工艺类型固定床渣油加氢影响操作的主要影响因素原料油性质工艺条件的选择沉渣（或干泥）的生成工业渣油加氢技术渣油加氢与其它工艺组合应用技术渣油加氢技术展望前言为了有效地利用有限的石油资源，满足市场对轻质和中间馏分油不断增长的需求，渣油轻质化已成为当今世界石油加工业的重要任务。目前，渣油主要加工方法有热加工、溶剂脱沥青、渣油催化裂化、渣油加

2、氢等。20世纪90年代世界渣油加工能力的增长(×104t/a)转化技术焦化热裂化/减粘裂化溶剂脱沥青渣油加氢RFCC总计90年代以前能力159901876010858146646350444占总加工能力的比例/%31.737.22.216.112.8100.090年代新增能力5100305012105009811522484占新增总能力的比例/%22.713.55.422.336.1100.0总能力①21090218102295131551457872928占总能力的比例/%28.729.73.118.220.3100.0①运转或建设中（截至

3、到1999年1季度）。渣油加氢工艺技术优势随着环保条例的日益严格，对炼油企业生产清洁油品并做到清洁生产的要求将越来越高。渣油加氢工艺具有液体产品收率高、产品质量好、环境友好等诸多优点，因此它已成为加工高硫渣油重要技术之一。渣油加氢工艺主要目：(1)生产低硫燃料油；(2)为RFCC或焦化提供优质原料；(3)渣油加氢裂化生产轻质馏分油。20世纪90年代，我国先后采用了美国Chevron公司、UOP公司和国产化技术建成投产了3套渣油加氢装置，总加工能力为550×104t/a。这3套装置均设计为RFCC装置提供原料。渣油原料特点渣油一般指的是常压渣油

4、（AR）和减压渣油（VR），是原油中沸点最高、相对分子量最大、杂原子含量最多和结构最为复杂的部分。影响渣油加工工艺选择的渣油性质中最主要的有：金属含量（通常指Ni、V含量）、沥青质含量、残炭值、硫含量、氮含量及粘度等。原油的类型和来源不同，其渣油的性质差别很大。直接影响其加工工艺的选择世界渣油分类sweet-易加工；mild-不难加工；moderate-稍难加工；difficult-难加工；severe-极难加工渣油分类及其适合的加工工艺渣油分类渣油原料性质比例(119种)典型的改质工艺Ni+V(μg·g-1)CCR(w%)硫(w%)AR(%

5、)VR(%)RFCC加氢焦化SDA固定床移动床沸腾床浆液床易加工<25<7<0.5250不难加工<70－－4849稍难加工70~200－－1625难加工200~800－－1021极难加工>800－－15渣油（减压渣油）中V、Ni、S和兰氏残炭分布渣油加氢脱硫(HDS)反应渣油加氢主要反应HDS反应是渣油加氢过程中的主要反应。各种类型硫化物的氢解反应都是放热反应，对反应器中总反应热的贡献率最大。渣油加氢脱金属(HDM)反应渣油加氢主要反应渣油加氢过程的特点之一是加氢脱金属。渣油中的Ni和V绝大部分存在于胶质和沥青质中，因此

6、，渣油的加氢脱金属反应常与沥青质的裂解反应紧密相联。Ni和V在催化剂上的沉积物是以金属硫化物的形式存在的，可分别用Ni3S2和V3S4表示。在相同的反应条件下，V比Ni更容易脱除，这是因为存在于卟啉中的V与氧原子牢固结合，而氧原子又与催化剂表面形成牢固的键，如此使得脱钒更容易。催化剂颗粒内金属沉积典型分布渣油加氢主要反应*阿拉伯重质常渣*反应温度：371℃*氢分压：12.8MPa*1.6mm挤条催化剂金属沉积浓度/g·m-3催化剂镍镍钒钒铁铁反应器入口反应器出口催化剂相对半径中心表面渣油加氢脱氮(HDN)反应渣油加氢主要反应渣油中的氮富集在胶

7、质和沥青质中。胶质、沥青质中的氮绝大部分以环状结构（五员环吡咯类或六员环吡啶类的杂环）形式存在。采用芳烃加氢饱和性能好的催化剂以及较高的氢分压，对加氢脱氮反应有利。加氢脱氮反应也是放热反应，但由于原料油中氮含量低，脱除率只有50%～60%，因此它对反应器中总反应热的贡献率不大。渣油加氢脱残炭(HDCR)反应渣油加氢主要反应五环以及五环以上的缩合芳烃都是生成残炭的前身物。渣油中胶质和沥青质的残炭值最高，这与胶质和沥青质中含有大量的稠环芳烃和杂环芳烃有关。在渣油加氢反应过程中，作为残炭前身物的稠环芳烃逐步被加氢饱和，稠环度逐步降低，有些变成少于五

8、环的芳烃，就已不再属于残炭前身物了。渣油加氢裂化产品分布随反应温度的变化渣油加氢主要反应反应温度/℃482427371316538℃+343～538℃182～34