《加氫裂化技術(shù)講座》課件

1、加氫裂化技術(shù)講座,1,加氫裂化技術(shù)講座,加氫裂化技術(shù)講座,2,一、煉油工業(yè)的形勢(shì)和任務(wù) 二、加氫技術(shù)在煉廠中的地位和作用 三、加氫裂化技術(shù) 1、我國(guó)加氫裂化的發(fā)展歷程 2、國(guó)外加氫裂化技術(shù)的發(fā)展 3、加氫裂化技術(shù)的重大突破和最新進(jìn)展,講座內(nèi)容,加氫裂化技術(shù)講座,3,3.1.重大突破 3.2.加氫裂化工藝最新進(jìn)展 3.2.1.加氫裂化新工藝 3.2.2.中壓加氫改質(zhì) 3.2.3.加氫法制取優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑油 3.2.4.加氫反應(yīng)器的改進(jìn),加氫裂化技術(shù)講座,4,一、煉油工業(yè)的形勢(shì)和任務(wù),加氫裂化技術(shù)講座,5,我國(guó)石油供應(yīng)形勢(shì)嚴(yán)峻，進(jìn)口量逐年加大， 2007年，原油加工量3.2億噸，進(jìn)口原油1.6億噸 進(jìn)口

2、原油中含硫原油的比例越來越大，1998年進(jìn)口原油加權(quán)平均含硫0.68%，2001年達(dá)到1.04%，該年中東原油含硫高硫油占進(jìn)口油達(dá)58.9%，2005年達(dá)8000萬噸。 煉油工業(yè)主要任務(wù)兩大項(xiàng)，一是最大限度生產(chǎn)尚無法被代替的交通運(yùn)輸燃料。其二則是為石油化工提供優(yōu)質(zhì)原料 2010年，汽油0.598億噸，煤油0.1305億噸，柴油，1.143億噸，化工輕油需求量，0.530億噸,加氫裂化技術(shù)講座,6,發(fā)展深度加工目的增加輕質(zhì)油品收率，其中關(guān)鍵是蠟油的二次加工與渣油的二次加工、加氫處理 對(duì)低硫原油而言最經(jīng)濟(jì)的路線仍然是FCC和焦化，隨著汽、柴油趨向超低硫及無硫時(shí)FCC原料需要進(jìn)行加氫預(yù)處理。美國(guó)FC

3、C原料加氫超過40%，日本超過90% 含硫渣油的處理難度最大，也很關(guān)鍵。三條路線：渣油加氫處理-重油催化裂化;延遲焦化CFB鍋爐；DAO或焦化造氣發(fā)電及生產(chǎn)蒸汽。第一種方案，引起更大重視,煉油工業(yè)的主要目標(biāo),加氫裂化技術(shù)講座,7,對(duì)原油中的污染物，影響產(chǎn)品的質(zhì)量，辦法是將其在煉廠加工中加以去除和回收 歐洲委員會(huì)在2000年提出要求，加工含硫油時(shí)，煉廠中硫回收率83%，產(chǎn)品帶走15%，生產(chǎn)過程中排放2% 按上述要求，措施：增加加氫處理與加氫裂化的處理能力，增加含硫污水硫回收措施,清潔燃料的生產(chǎn),加氫裂化技術(shù)講座,8,與加氫技術(shù)不同，催化裂化與焦化是煉油工業(yè)總兩種以脫碳為主要特征的二次加工技術(shù)，它

4、們是煉油工業(yè)中重油輕質(zhì)化十分重要的加工手段 催化裂化仍然是煉廠二次加工的關(guān)鍵技術(shù)之一，其加工能力居首位，2007年，它的年加工能力高達(dá)7.2億噸，占原油蒸餾能力的16.8%，是生產(chǎn)高辛烷值汽油的重要手段,煉油工業(yè)中的兩個(gè)脫碳工藝,加氫裂化技術(shù)講座,9,增加FCC原料來源，實(shí)現(xiàn)重油催化裂化，世界上RFCC的加工能力已占總能力的15% 實(shí)現(xiàn)了高硫渣油的加氫處理再進(jìn)FCC的聯(lián)合工藝 通過催化裂化，在生產(chǎn)高辛烷值汽油的同時(shí)，制取丙烯等石油化工原料， 開發(fā)出MIP技術(shù)，實(shí)現(xiàn)催化裂化汽油辛烷值不變而烯烴大量下降，以滿足清潔汽油的需求,FCC的技術(shù)不斷有新的進(jìn)展，主要有以下三個(gè)方面,加氫裂化技術(shù)講座,10,

5、焦化是渣油主要二次加工手段之一，2007年世界年能力3.06億噸，占世界渣油加工能力的32%。 對(duì)于低硫渣油，焦化仍是十分有用的技術(shù)。因其投資、操作費(fèi)用低，輕質(zhì)化的汽、柴、煤油易于進(jìn)行加氫處理，低硫、低灰份焦炭?jī)r(jià)值高，銷路好。 高硫渣油難度較大，采用常規(guī)延遲焦化，存在的問題是焦炭產(chǎn)量大，其硫含量高達(dá)4-6%，價(jià)值很低，難以銷售。現(xiàn)在開發(fā)出新的技術(shù)，即焦化/CFB技術(shù)，已工業(yè)化。但存在固體含硫廢渣處理問題,加氫裂化技術(shù)講座,11,另一類技術(shù)為焦化或溶劑脫瀝青與氣化聯(lián)合循環(huán)一體化（IGCC），將石油焦炭或硬瀝青進(jìn)行生成合成氣，進(jìn)行發(fā)電產(chǎn)生高壓蒸汽。 相當(dāng)數(shù)量的含硫渣油進(jìn)行加氫處理，再進(jìn)催化裂化，與

6、含硫渣油焦化之間，如何選擇，要通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)及環(huán)境保護(hù)全方位評(píng)價(jià)來進(jìn)行取舍,加氫裂化技術(shù)講座,12,二、加氫技術(shù)在煉廠中的 地位和作用,加氫裂化技術(shù)講座,13,石油產(chǎn)品需求推動(dòng)了加氫技術(shù)發(fā)展,中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，世界矚目。原油加工量猛增，2003年我國(guó)原油加工2.5億噸。 原油進(jìn)口03年9100萬噸，04年達(dá)1.2億噸。 世界原油將向高S及重質(zhì)化發(fā)展。2000年前硫含量0.9%，2004年平均S含量高達(dá)1.6%。原油密度2000年為0.8514，現(xiàn)今為0.8633。 我國(guó)2004年進(jìn)口的含硫中東原油達(dá)到8000萬噸左右,加氫裂化技術(shù)講座,14,以清潔燃料為標(biāo)志的產(chǎn)品質(zhì)量大幅提高,汽車、發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放是

7、城市中大氣污染的主要因素，問題越來越嚴(yán)重。 SOX、NOX、烴蒸汽、煙塵和顆粒物是大氣污染的主要元兇。硫會(huì)影響汽車尾氣轉(zhuǎn)化的壽命及效率。 發(fā)動(dòng)機(jī)燃料油品中的硫、芳烴、重環(huán)芳烴、烯烴、 N都會(huì)影響質(zhì)量，潤(rùn)滑油也有類似問題。 各國(guó)都在制定更嚴(yán)格的有害物質(zhì)控制指標(biāo)，見表1、表2。我國(guó)有很大差距，急需應(yīng)對(duì),加氫裂化技術(shù)講座,15,表1 歐洲汽油規(guī)格變化,加氫裂化技術(shù)講座,16,表2 歐洲柴油標(biāo)準(zhǔn),加氫裂化技術(shù)講座,17,二氧化碳排放量限制,歐美開始制定車用燃料的低碳燃料標(biāo)準(zhǔn)，目的控制CO2的排放量。 車用汽油2010年達(dá)到基準(zhǔn)CO2排放小于92克/兆焦，以后每5年CO2排放量要求下降5%。 車用柴油2

8、010年開始基準(zhǔn)CO2排放量為71克/兆焦，同樣每5年下降5%。 汽、柴油中哪些組成能減少CO2排放量還未詳細(xì)報(bào)道，但可知增加氫含量有利于減少CO2排放量,加氫裂化技術(shù)講座,18,量大面廣的汽、柴油質(zhì)量提高幅度大，多項(xiàng)指標(biāo)提升，硫、密度、芳烴、烯烴（汽油)、多環(huán)芳烴、十六烷值、95%餾出等。 石油化工的發(fā)展很快，需要提供大量?jī)?yōu)質(zhì)化工原料，制造乙烯及輕芳烴，2010年，我國(guó)乙烯產(chǎn)量將達(dá)到2500萬噸，這樣制乙烯的餾分油將要達(dá)到9000萬噸左右。 為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，充分說明，加氫技術(shù)將快速和大量的發(fā)展,加氫裂化技術(shù)講座,19,受到高硫原油加工，清潔燃料高質(zhì)量，重質(zhì)原料的輕質(zhì)化，高檔潤(rùn)滑油、特種油的生

9、產(chǎn)等因素的影響，加氫技術(shù)在煉廠中的應(yīng)用越來越廣泛。 加氫裂化已經(jīng)成為大型煉廠與催化裂化同等重要的重油輕質(zhì)化的手段 傳統(tǒng)加氫精制裝置的套數(shù)及處理能力在不斷地增加,加氫裂化技術(shù)講座,20,催化裂化汽油的選擇性脫硫 催化裂化原料的加氫預(yù)處理 加氫法生產(chǎn)高檔潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油 渣油加氫處理 加氫裂化技術(shù)迅速進(jìn)展,進(jìn)入21世紀(jì)，國(guó)內(nèi)外加氫技術(shù)在擴(kuò)展,加氫裂化技術(shù)講座,21,催化裂化原料加氫預(yù)處理,其優(yōu)點(diǎn)主要有 大幅度降低產(chǎn)品的硫含量，催化裂化汽油含硫量可直接達(dá)到清潔汽油的要求 如催化原料加氫后硫含量小于0.15%則汽油含量則可小于0.015%，達(dá)到歐清潔汽油標(biāo)準(zhǔn)。 減少再生煙氣中的Sox、NOx含量 改進(jìn)進(jìn)料

10、的裂化性能，提高裝置輕油收率 改善產(chǎn)品的分布，提高目的產(chǎn)品的選擇性 降低催化劑消耗,加氫裂化技術(shù)講座,22,2007年世界主要地區(qū)加氫裝置加工能力 單位：億噸/年,加氫裂化技術(shù)講座,23,發(fā)達(dá)國(guó)家地區(qū)，加氫裝置的加工能力明顯偏大。 北美地區(qū)加氫處理量占原油處理量高達(dá)76.0%，加氫裂化為8.82%占原油。 西歐地區(qū)稍低于北美，但也達(dá)到66.0%，加氫裂化為7.79。 亞洲加氫裝置的處理能力，顯然還存在一定差異,加氫裂化技術(shù)講座,24,渣油加氫處理,渣油加氫處理在世界范圍其處理能力已高達(dá)1.4億噸/年左右，其中以美、歐、日本、科威特裝置較多，其次是中國(guó)的臺(tái)灣、韓國(guó) 我國(guó)大陸渣油加氫已投產(chǎn)的有三套

11、，處理能力為850萬噸/年 盡管渣油加氫處理存在著投資高、操作費(fèi)用高，但在加工高硫及劣質(zhì)原油，以及在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，人口稠密，環(huán)保要求更高的地區(qū)，渣油加氫技術(shù)是一個(gè)較好的選擇 當(dāng)原油的售價(jià)居高不下，環(huán)境保護(hù)的要求越來越高時(shí)，預(yù)計(jì)渣油加氫將有更大的發(fā)展,加氫裂化技術(shù)講座,25,催化汽油選擇性加氫,催化裂化汽油的選擇性加氫脫硫技術(shù)發(fā)展很快，原因是清潔汽油對(duì)硫含量嚴(yán)格限制，以及對(duì)烯烴、芳烴的有一定限制決定的 我國(guó)汽油組分中催化裂化汽油所占比例高達(dá)80%以上它是商品汽油高烯烴組分的重要來源 我國(guó)催化裂化汽油中硫高，烯烴含量高，芳烴較低。 選擇性加氫脫硫工藝開發(fā)十分活躍，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)工業(yè)化的技術(shù)共有8種，我國(guó)有

12、3種。其中我院開發(fā)的OCT-M技術(shù)已有三套裝置開工,加氫裂化技術(shù)講座,26,加氫技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用在世界范圍內(nèi)快速增長(zhǎng),基于上述原因，加氫技術(shù)裝置增長(zhǎng)很快，2000年加氫處理（精制）世界能力達(dá)18億噸/年，2005年將達(dá)20.2億噸/年。加氫裂化2002年2.0億噸/年，2007年達(dá)2.48億噸/年。 發(fā)達(dá)國(guó)家加氫為適應(yīng)新的形勢(shì)，老煉廠及新建煉廠加氫裝置比例越來越大，表3列出了有關(guān)數(shù)據(jù)。 發(fā)達(dá)國(guó)家加氫裝置占原油總加工能力的比例為50-60%，美國(guó)72.7%，日本90.43%，中國(guó)只有29.71%，說明我國(guó)加氫技術(shù)還有相當(dāng)大的發(fā)展?jié)摿?加氫裂化技術(shù)講座,27,滿足深度加工的需要,世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展，石油產(chǎn)

13、品繼續(xù)向輕質(zhì)油品轉(zhuǎn)變。 重質(zhì)燃料油需求從30%到2000年降至13%。 汽、煤、柴油需求比例逐年增加,加氫裂化技術(shù)講座,28,加氫裂化技術(shù)講座,29,從圖可見渣油需求量逐年減少。 汽、煤、柴逐年增加。 柴油的需求量增速超過其他油品。 加氫裂化是增加超低硫柴油的最好手段，同時(shí)還可以生產(chǎn)噴氣燃料和優(yōu)質(zhì)重整料,加氫裂化技術(shù)講座,30,我,加氫裂化技術(shù)講座,31,我國(guó)輕質(zhì)油品增長(zhǎng)趨勢(shì)與世界一致 輕質(zhì)油品總量逐年增長(zhǎng) 輕柴油的增長(zhǎng)速度與需求量最大,加氫裂化技術(shù)講座,32,我國(guó)輕質(zhì)油品增長(zhǎng)趨勢(shì)與世界一致 輕質(zhì)油品總量逐年增長(zhǎng) 輕柴油的增長(zhǎng)速度與需求量最大,加氫裂化技術(shù)講座,33,加氫裂化是增產(chǎn)輕油品，特別

14、是清潔中間餾分油品的主要手段。 從圖可見，世界范圍內(nèi)未來十年內(nèi)加氫裂化加工能力的增長(zhǎng)排在第一位。 從2005年到2015年間，加氫裂化將增長(zhǎng)高達(dá)66%，其次是焦化增長(zhǎng)57%，F(xiàn)CC只增長(zhǎng)12%左右,加氫裂化技術(shù)講座,34,三、加氫裂化技術(shù),加氫裂化技術(shù)講座,35,原料及產(chǎn)品的多樣性和產(chǎn)品的靈活性,加氫裂化技術(shù)講座,36,加氫裂化按反應(yīng)器特點(diǎn)劃分可分為： 固定床 、 沸騰床 、懸浮床、 移動(dòng)床 渣油加氫處理、裂化有其特殊性，不在這次講課內(nèi)容 本專題主要論述重質(zhì)餾分油以及更輕原料的加氫裂化過程，主要為固定床反應(yīng)器,加氫裂化技術(shù)講座,37,現(xiàn)代加氫裂化技術(shù)始于60年代初，它來自于 三、四十年代 煤焦

15、油、頁(yè)巖油加氫裂化技術(shù)。 50年代撫順地區(qū)就開展煤焦油及頁(yè)巖油的加氫裂化技術(shù)的開發(fā) 煤糊的懸浮床液相加氫 P:70MPa T:470-475 SV:0.7h-1 經(jīng)過閃蒸的VGO餾分進(jìn)行加氫裂化 硫化鎢白土催化劑 P：22MPa T：400-420 SV：0.6h-1 煤煉油加氫 純WS2 酸堿精制頁(yè)巖油和加氫裂化 硫化鉬白土催化劑,1、我國(guó)加氫裂化技術(shù)的發(fā)展歷程,加氫裂化技術(shù)講座,38,近代加氫裂化由美國(guó)開發(fā)成功，首次工業(yè)試驗(yàn)在1959年。 進(jìn)入60年代，中國(guó)在撫順地區(qū)開始了現(xiàn)代加氫裂化技術(shù)開發(fā)。 開發(fā)出W-Ni/無定型SiAl雙功能催化劑。 于1966年在大慶石化總廠實(shí)現(xiàn)首次工業(yè)應(yīng)用，與國(guó)

16、外技術(shù)基本同步,加氫裂化技術(shù)講座,39,大慶工業(yè)裝置主要技術(shù)指標(biāo),裝置規(guī)模：40萬噸/年 工藝流程：?jiǎn)味我淮瓮ㄟ^ 目的產(chǎn)品：以生產(chǎn)中間餾分油為主 原料：大慶VGO 主要操作條件：P:15MPa SV:1.0h-1 SOR反應(yīng)溫度：425,加氫裂化技術(shù)講座,40,近代加氫裂化技術(shù)主要標(biāo)志,使用全合成的無定型Si-Al為載體的雙功能催化劑 具有更高的活性、選擇性及活性穩(wěn)定性 緩和的工藝操作條件 P20MPa；更重的原料；更低反應(yīng)溫度,加氫裂化技術(shù)講座,41,我國(guó)第一套加氫裂化工業(yè)裝置投產(chǎn)后，相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間HC發(fā)展停滯，其原因,六十年代末FCC催化劑及工藝有重大突破，高活性分子篩FCC工業(yè)應(yīng)用成功。

17、 FCC成為低投資、低生產(chǎn)成本生產(chǎn)高辛烷值汽油重要手段。 我國(guó)原油主要為低硫石蠟基，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品質(zhì)量與當(dāng)時(shí)要求相適應(yīng),加氫裂化技術(shù)講座,42,八十年代國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展以及石油和石化產(chǎn)品的需求變化，推動(dòng)HC的快速發(fā)展。 柴油產(chǎn)品需求增加，重質(zhì)燃料需求降低。 石化工業(yè)對(duì)輕質(zhì)芳烴、乙烯需求增加，而國(guó)產(chǎn)原油直餾石腦油和柴油產(chǎn)率低。 推動(dòng)HC生產(chǎn)更多的重整料和/或乙烯料,加氫裂化技術(shù)講座,43,加氫裂化技術(shù)講座,44,HC裝置加工能力增長(zhǎng)情況 至2007年底 世界加氫裂化加工能力：495.7桶/日 2.48億噸/年 1995-2000年 世界原油加工能力增長(zhǎng) 9.6% 而加氫裂化加工能力提高 31.2

18、9% 我國(guó)加氫裂化加工能力： 2004年 2271萬噸/年 2006年 3181萬噸/年 2004-2006年 增加了40% （加氫改質(zhì)、臨氫降凝等未包括在內(nèi),加氫裂化技術(shù)講座,45,2、國(guó)外加氫裂化技術(shù)的發(fā)展,重油輕質(zhì)化在煉油工業(yè)已開始受到重視，源于車用汽油的大量需求。 輕質(zhì)化技術(shù)從熱裂化到催化裂化技術(shù)是一次大的突破。 直到50年代，F(xiàn)CC仍以活性白土為主要基質(zhì)的催化劑制取車用汽油，汽油收率和質(zhì)量還不夠理想。 50年代后期，F(xiàn)CC合成SiAl催化劑仍不夠理想,加氫裂化技術(shù)講座,46,近代加氫裂化技術(shù)的開發(fā),50年代后期，美國(guó)Chervon、Union、UOP等公司相繼開發(fā)了HC技術(shù)。 195

19、9年Chervon公司4萬噸/年的工業(yè)試驗(yàn)裝置投 運(yùn)。 原料：直餾粗柴油 催化劑：無定型Si-Al P：1618MPa T：400 1964年Union公司開發(fā)的HC技術(shù)首次工業(yè)應(yīng)用 特點(diǎn)：首創(chuàng)合成沸石分子篩的HC催化劑 開發(fā)出單段串聯(lián)工藝流程,加氫裂化技術(shù)講座,47,60年代后期到70年代，加氫裂化技術(shù)進(jìn)展緩慢。 市場(chǎng)需求高辛烷值汽油，HC生產(chǎn)的汽油辛烷值較低。 FCC出現(xiàn)兩個(gè)重大進(jìn)展，一是含分子篩FCC催化劑開發(fā)應(yīng)用成功，二是提升管技術(shù)的應(yīng)用。 FCC汽油產(chǎn)率及汽油辛烷值的進(jìn)一步提高，具有很強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力。 70年代后期，優(yōu)質(zhì)柴油、航煤需求增加，加快了HC技術(shù)的發(fā)展速度,加氫裂化技術(shù)講座,48

20、,FRIPP,加氫裂化技術(shù)講座,49,加氫裂化催化劑及工藝過程的基本特征,以VGO為主要原料的HC技術(shù)，至今仍以固定床工藝過程為主。 固定床加氫裂化已開發(fā)出多種工藝過程，這些工藝過程的差異都是由催化劑的反應(yīng)性能、所使用的原料及目的產(chǎn)品等因素所決定,加氫裂化技術(shù)講座,50,3、加氫裂化技術(shù)重大突破及最新進(jìn)展,3.1 重大突破 開發(fā)出合成法制造的雙功能加氫裂化催化劑 40年來的不斷進(jìn)步，開發(fā)和工業(yè)應(yīng)用兩大類系列加氫裂化催化劑，加氫組分分非貴金屬、貴金屬兩類，以非貴金屬為多。 主要提供裂化功能的酸性載體： 無定型Si-Al 分子篩-Al2O3 前二者的結(jié)合,加氫裂化技術(shù)講座,51,具有良好的中間餾分

21、油的選擇性，可大量制取柴油及航煤組分。 最好的中間餾分油收率可達(dá)95%（v），其中柴油多于煤油。 相對(duì)活性低于分子篩催化劑，起始反應(yīng)溫度較高。 有較好的耐氮能力，可單段操作。 在原料及其它工藝相同的情況下，其穩(wěn)定性低于分子篩型催化劑,無定型Si-Al載體的HC催化劑,加氫裂化技術(shù)講座,52,分子篩加氫裂化催化劑,裂解活性明顯高于無定型，起始反應(yīng)溫度低。 耐氮能力較差，進(jìn)料首先經(jīng)過加氫處理。 選擇性更偏重多產(chǎn)石腦油輕組分，或二者兼顧(石腦油、中間餾分油)。 也可做到大量產(chǎn)出中間餾分油的催化劑，但其航煤產(chǎn)率較高。 工藝條件相同其失活速度慢,加氫裂化技術(shù)講座,53,前已述及，1966年我國(guó)近代加氫裂

22、化催化劑實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，牌號(hào)為3652； 70年代后期開始，撫順石化院大力開發(fā)加氫裂化催化劑及工藝； 至今FRIPP開發(fā)已工業(yè)化和正在工業(yè)化的催化劑多達(dá)30個(gè)，與加氫裂化配套用于一反加氫處理催化劑及脫金屬保護(hù)劑為9個(gè)； 各種催化劑的編號(hào)及主要用途見表6,我國(guó)加氫裂化催化劑的開發(fā)及新進(jìn)展,加氫裂化技術(shù)講座,54,表6 FRIPP開發(fā)的餾分油加氫裂化催化劑,加氫裂化技術(shù)講座,55,以FC、ZHC為字頭的為較新的加氫裂化催化劑,以FF為字頭（包括3996）為最新的加氫精制催化劑。 加氫裂化催化劑其中油選擇性和活性的關(guān)系列于圖6，其中最新的加氫裂化劑FC-26、FC-28沒有標(biāo)圖中。 3881是專用于柴油

23、加氫降凝催化劑，而3963是劣質(zhì)柴油提高十六烷值催化劑,我國(guó)加氫裂化催化劑的開發(fā)及新進(jìn)展,圖6 FRIPP加氫裂化催化劑性能關(guān)系,加氫裂化技術(shù)講座,57,3825、3955、FC-24為輕油型催化劑，F(xiàn)C-24為最新推出的新一代劑，具有液收高、氣體產(chǎn)率低、重石腦油收率高、活性高等優(yōu)點(diǎn)。 3824、3882、3903、3971、3976、FC-12均為兼顧生產(chǎn)石腦油及中間餾分油的中油型催化劑，可根據(jù)市場(chǎng)需求靈活操作，制取不同餾分產(chǎn)品。 最大量生產(chǎn)中間餾分油的催化劑則分為兩類， 一類用于單段串聯(lián)流程，它們是3901、3974、FC-16、FC-20、FC-26，它們活性較高，同時(shí)中油選擇性也高，一

24、般可達(dá)到76%左右,我國(guó)加氫裂化催化劑的開發(fā)及新進(jìn)展,加氫裂化技術(shù)講座,58,FC-16、FC-20兩種劑還有其特點(diǎn)，即對(duì)中間餾分油的低溫流動(dòng)性更好，可產(chǎn)更多的低凝柴油，特別適用于寒冷地區(qū)。 3973、ZHC-02、ZHC-01 、ZHC-04 、FC-14、FC-28則是適用于使用一個(gè)反應(yīng)器的單段加氫裂化流程，其耐氮性能好，可不用預(yù)精制催化劑，中間餾分油收率更高，其選擇性可達(dá)80%，柴油所占比例更大；但其不足是起始反應(yīng)溫度較高。 表7列出了FC-14加工伊朗含硫VGO的試驗(yàn)結(jié)果，其活性及中油選擇性都高于早期的無定型催化劑,我國(guó)加氫裂化催化劑的開發(fā)及新進(jìn)展,加氫裂化技術(shù)講座,59,表7 FC-

25、14催化劑和無定型催化劑（TAC）對(duì)比結(jié)果,加氫裂化技術(shù)講座,60,續(xù)表7 FC-14催化劑和無定型催化劑（TAC）對(duì)比結(jié)果,加氫裂化技術(shù)講座,61,Chevron公司加氫裂化催化劑的開發(fā)上有悠久的歷史，如早期的ICR-106、ICR-126等都是很著名的催化劑。 進(jìn)入21世紀(jì)，該公司又相繼推出多種新型加氫裂化及加氫處理催化劑，其用途主要見表8。 ICR-160為新推出的輕油型劑，具有高活性、高液收及低氫耗的優(yōu)點(diǎn)；而ICR-211則是貴金屬輕油型劑；ICR-157則是特別推薦的預(yù)處理劑，據(jù)稱要比對(duì)手上一代劑HDN活性高出20 25%。 Chevron還專門開發(fā)了以產(chǎn)潤(rùn)滑油料為主的ICR-155

26、劑，ICR-162也是最新推出的高中油型劑，也可制取潤(rùn)滑油料,Chevron公司,國(guó)外加氫裂化催化劑的開發(fā)和應(yīng)用,加氫裂化技術(shù)講座,62,表8 CHEVRON公司生產(chǎn)的各種催化劑及其用途,加氫裂化技術(shù)講座,63,UOP公司 UOP公司早在60年代就開發(fā)出裂化劑如DHC-6、DHC-8等，后來與Union公司合并更是勢(shì)力大增，Union公司早期著名的裂化劑有HC-14、HC-16等。 近期UOP的新劑不斷開發(fā)出來并用于工業(yè)裝置，主要牌號(hào)及性能見圖7。 最新有三個(gè)，高中油型的HC-110和HC-115，前者活性與DHC-8一樣，但中間餾分油產(chǎn)率高3.0%，后者中間餾分油收率相當(dāng)，但反應(yīng)溫度低15。

27、 HC-170為輕油型新劑，其氣體收率降低，石腦油收率增加1,國(guó)外加氫裂化催化劑的開發(fā)和應(yīng)用,圖7 UOP的加氫催化劑及其應(yīng)用范圍,加氫裂化技術(shù)講座,65,多環(huán)芳烴的聚合反應(yīng)及脫除方法,HC在運(yùn)行中產(chǎn)生多環(huán)芳烴的聚合反應(yīng)如圖 過程中還可能發(fā)生較大的氫化環(huán)狀化合物脫氫反應(yīng) 多環(huán)芳烴環(huán)上的支鏈環(huán)化,生成多環(huán)重芳烴的反應(yīng)圖,加氫裂化技術(shù)講座,67,以上反應(yīng)都會(huì)生成分子量在600以上的多環(huán)重芳烴，如圖12 當(dāng)原料干點(diǎn)高、轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)溫度高，使用分子篩催化劑有利上述反應(yīng)發(fā)生 低溫高聚物析出，影響傳熱效率，堵塞設(shè)備管道,圖12 多環(huán)重芳烴分子結(jié)構(gòu),加氫裂化技術(shù)講座,69,解決大分子多環(huán)芳烴高聚物的方法,

28、排出部分尾油，定量排出 5% 增加熱高分，底部高溫直接進(jìn)分餾塔 吸附分離，多套裝置工業(yè)應(yīng)用,加氫裂化技術(shù)講座,70,3.2 加氫裂化工藝新進(jìn)展,3.2.1加氫裂化新工藝 加氫裂化組合工藝 隨著市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量及結(jié)構(gòu)的新需求，以及進(jìn)一步提高加氫裂化裝置的效率，加氫裂化新工藝不斷被開發(fā)； 加氫裂化與其它加氫過程的組合； 提高加氫裂化裝置的靈活性； 對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行改進(jìn)，提高效率； 降低裝置的投資與操作成本,加氫裂化技術(shù)講座,71,主要特點(diǎn)是把傳統(tǒng)的加氫裂化與VGO的加氫處理相結(jié)合； 其工藝流程見圖5-1； 增加了一個(gè)與一反并列的加氫處理反應(yīng)器R3，全裝置共用一個(gè)循環(huán)氫系統(tǒng)； R3主要用途進(jìn)行加氫處理，為

29、FCC提供低硫原料，少量輕餾分及氫氣經(jīng)過熱高分頂部進(jìn)入R2裂化反應(yīng)器，尾油去催化裂化裝置,FRIPP 開發(fā)的靈活型加氫裂化,加氫裂化技術(shù)講座,72,圖5-1 靈活加氫裂化原則流程圖,加氫裂化技術(shù)講座,73,當(dāng)市場(chǎng)要求生產(chǎn)更多的優(yōu)質(zhì)中間餾分油時(shí)，R3按緩和加氫裂化操作，提高轉(zhuǎn)化率，未轉(zhuǎn)化油則進(jìn)入到分餾系統(tǒng)； 分餾塔底的未轉(zhuǎn)化油全部循環(huán)到R2裂化反應(yīng)器，大量生產(chǎn)輕質(zhì)油品。 這種流程既增加了靈活性，又降低了投資及操作成本,FRIPP 開發(fā)的靈活型加氫裂化,加氫裂化技術(shù)講座,74,該組合技術(shù)的要點(diǎn)是將劣質(zhì)重餾分油的轉(zhuǎn)化與劣質(zhì)輕餾分的加氫精制組合。 其工藝流程如圖。R1為裂化反應(yīng)器，加工重質(zhì)原料。 R2

30、為精制反應(yīng)器， R1生成油與外來輕質(zhì)餾分油混合進(jìn)入R2。 當(dāng)R1進(jìn)入的原料為重柴油時(shí)，由于加氫裂化導(dǎo)致干點(diǎn)前移，可以在分餾塔底直接出精制柴油。 如果R1使用VGO或焦化蠟油原料則分餾塔底將出加氫尾油，作為優(yōu)質(zhì)裂解制乙烯或優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)油原料,FRIPP分段進(jìn)料組合技術(shù),FHC-FHF組合技術(shù)流程圖,加氫裂化技術(shù)講座,76,原料油主要性質(zhì),加氫裂化技術(shù)講座,77,工藝條件,加氫裂化技術(shù)講座,78,產(chǎn)品分布及主要性質(zhì),加氫裂化技術(shù)講座,79,新工藝流程見圖5-2； 采用了倒置的反應(yīng)器排列，即加氫裂化反應(yīng)器放在前面，加氫處理反應(yīng)器放在后面，新鮮進(jìn)料進(jìn)入二反頂部； 上游反應(yīng)器具有高的氫分壓及高的氣/油比，進(jìn)

31、料硫、氮低，更有利于裂化反應(yīng)發(fā)生； 新料進(jìn)入二反，可吸收一反出口熱量，并得到一反清潔生成油的稀釋； 采用這種工藝中間餾分油收率可增加5%，其中柴油多產(chǎn)15%，氫耗降低20,UOP公司的HyCycle工藝流程,圖5-2 HyCycle 工藝流程,加氫裂化技術(shù)講座,81,如圖5-3，流程的特點(diǎn)是在傳統(tǒng)的加氫裂化流程后部增加一個(gè)帶有補(bǔ)充精制反應(yīng)器的增效熱分離器。 把補(bǔ)充精制反應(yīng)器用來處理輕質(zhì)煤、柴油餾分，以深度脫硫及提高十六烷值。 加氫裂化反應(yīng)器系統(tǒng)仍然進(jìn)重質(zhì)VGO進(jìn)行轉(zhuǎn)化，它們使用同一氫氣循環(huán)系統(tǒng)以減少操作費(fèi)用。 通過聯(lián)合加工的流程，可以得到超低硫及高十六烷值柴油,UOP部分轉(zhuǎn)化聯(lián)合裂化工藝流程（

32、APCU,圖5-3 改進(jìn)的部分轉(zhuǎn)化Unicracking 流程示意圖,加氫裂化技術(shù)講座,83,見圖5-4， 這一流程的特點(diǎn)是在MHC裝置增加一個(gè)柴油HDS單元，專門加工MHC及直餾柴油，主要使用新氫，同時(shí)可以較高反應(yīng)壓力，從而直接生產(chǎn)S10ppm的超低硫柴油； MHC則是進(jìn)行高硫VGO的加氫裂化，以增加柴油總產(chǎn)率,緩和加氫裂化與柴油加氫處理組合工藝,圖5-4 緩和加氫裂化與柴油加氫處理組合工藝,加氫裂化技術(shù)講座,85,一、優(yōu)化部分轉(zhuǎn)化（OPC） 一種新的兩段加氫裂化過程。在傳統(tǒng)的單段一次通過流程加一個(gè)反應(yīng)器即可成為OPC流程 流程圖見圖2。加氫裂化未轉(zhuǎn)化油一部分送到FCC裝置，為優(yōu)質(zhì)進(jìn)料 一部

33、分uco進(jìn)入二反，因uco雜質(zhì)很低，二反的催化劑可充分發(fā)揮其活性，催化劑用量相當(dāng)少 這種流程可以處理質(zhì)量很差的原料，如墨西哥以重質(zhì)焦化蠟油為主的混合蠟油，硫3%，氮可高達(dá)3000ppm，密度0.9625。2001年工業(yè)化,Chevron公司加氫裂化新工藝,圖5-5.優(yōu)化部分轉(zhuǎn)化流程,加氫裂化技術(shù)講座,87,加氫處理-加氫裂化組合工藝裝置，主要用于處理劣質(zhì)重油。 原料包括脫瀝青油（OAO)、AGO、VCO三種，在一體化裝置不同部位進(jìn)料。 采用加氫處理、加氫裂化、加氫精制對(duì)不同原料或生成油進(jìn)行加工。 其流程圖見圖17,UOP重油改質(zhì)一體化裝置,加氫裂化技術(shù)講座,88,加氫處理-加氫裂化組合工藝裝置

34、，主要用于處理劣質(zhì)重油。 原料包括脫瀝青油（OAO)、AGO、VCO三種，在一體化裝置不同部位進(jìn)料。 采用加氫處理、加氫裂化、加氫精制對(duì)不同原料或生成油進(jìn)行加工。 其流程圖見圖17,加氫裂化技術(shù)講座,89,流程圖左例為DAO加氫處理部分，中部為加氫精制，加工常壓瓦斯油及DAO加氫處理生成油中的柴油餾分。 右側(cè)兩個(gè)反應(yīng)器為VGO及DAO加氫后的重餾分進(jìn)行加氫裂化。 熱分離器頂部與柴油餾分一起的氫氣供加氫精制用。 所有產(chǎn)品都是低S生成油，包括超低S清潔柴油、煤油,加氫裂化技術(shù)講座,90,這是一種高效低投資的新工藝，它在一個(gè)裝置上實(shí)現(xiàn)不同類型原料的部分裂化和深度精制，例如把FCC劣質(zhì)原料預(yù)精制與FC

35、C催化裂化柴油后加氫精制相結(jié)合。 外來中間餾分油的加氫處理放在裂化反應(yīng)器的后面來進(jìn)行，以避免其再二次裂化，對(duì)加氫處理段工藝要求，通過中餾分油的進(jìn)入將總熱量降低。使冷氫用量減少。 流程圖見圖5。分部進(jìn)料后期運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果列于表1。顯示出反應(yīng)溫度低，轉(zhuǎn)化率高，但輕石腦油減少，中餾分油增加，氫耗減少,二、分部位進(jìn)料新工藝,圖5-6.分段進(jìn)料流程,加氫裂化技術(shù)講座,92,分部進(jìn)料與混合進(jìn)料效果比較,加氫裂化技術(shù)講座,93,Chevron公司近期綜合了加氫裂化、加氫處理工藝的各種特點(diǎn)，創(chuàng)新出一種新的加氫工藝，命名為ISOFLEX。 在每一個(gè)催化劑床層加工與之相適應(yīng)的進(jìn)料，優(yōu)化利用催化劑 及時(shí)將轉(zhuǎn)化的產(chǎn)品從反應(yīng)

36、床層抽離，以阻止二次裂化，減少不需要的輕組分產(chǎn)品,ISOFLEX新工藝,加氫裂化技術(shù)講座,94,有效的各點(diǎn)引入氫氣以減少氫耗，優(yōu)化各段的氫氣壓和循環(huán)氫量。 圖7描繪了ISOFLEX的概念流程，對(duì)其解讀，并進(jìn)一步深化， 圖7流程主要用于VGO緩和加氫裂化（MHC）及中間餾分油的改質(zhì) 裝置的操作壓力在6.8MP-12MP之間，可以處理焦化蠟油含量高的混合原料，但要使用較高的氫分壓，以保證生產(chǎn)高質(zhì)量的中間餾分油,圖5-7 ISOFLEX緩和加氫裂化流程,加氫裂化技術(shù)講座,96,流程顯示，第一裂化反應(yīng)器的高溫反應(yīng)物流進(jìn)入一個(gè)熱高分，底部通入部分氣提用氫氣，熱分底部及時(shí)導(dǎo)出未轉(zhuǎn)化油，去分餾系統(tǒng)。 高溫氣

37、相產(chǎn)品與外來劣質(zhì)中餾分（催柴+直餾柴油）相混，進(jìn)入一個(gè)逆流氣提反應(yīng)器，然后再與循環(huán)回來的煤油、柴油相混。 混合油進(jìn)入一個(gè)改質(zhì)反應(yīng)器，對(duì)其進(jìn)行深度加氫處理，反應(yīng)器底部的生成油經(jīng)冷卻，并與上部逆流反應(yīng)器頂部氣相產(chǎn)物經(jīng)冷卻后相混合，進(jìn)入冷高分，塔頂氫氣經(jīng)脫硫去循環(huán)，冷高分的液體物流去分餾系統(tǒng)，出各種高質(zhì)量清潔燃料產(chǎn)品,加氫裂化技術(shù)講座,97,ISOFLEX新工藝的氫耗較小，原因是未轉(zhuǎn)化油很快離開反應(yīng)系統(tǒng)，其特點(diǎn)是在第一MHC反應(yīng)器中主要是深度脫硫，而不要求芳烴深度飽和。 當(dāng)uco含硫只有80-100ppm時(shí)，送至FCC，這時(shí)FCC汽油的硫就只有10ppm。 逆流反應(yīng)器與中餾分改質(zhì)反應(yīng)器只加氫處理35

38、0 的中餾分，不會(huì)增加氣體循環(huán)壓縮機(jī)的負(fù)荷,加氫裂化技術(shù)講座,98,除了早期的MHC、MPHC之外，近期開發(fā) 并在工業(yè)上應(yīng)用較多的有： 中壓加氫改質(zhì)（MHUG） 最大量提高十六烷值（MCI） 加氫精制催化脫蠟串聯(lián)工藝（HTCDW,3.2.2中壓加氫改質(zhì)技術(shù)的新進(jìn)展,加氫裂化技術(shù)講座,99,MCI 工藝過程,基本原理為催化劑及工藝相結(jié)合，以含多環(huán)（雙環(huán)）芳烴為主的劣質(zhì)催柴為原料，其反應(yīng)機(jī)理為,加氫裂化技術(shù)講座,100,加氫精制-MCI組合工藝（HT-MCI,加氫精制催化劑與MCI專用催化劑組合，保護(hù)MCI催化劑更好地發(fā)揮作用，可加工氮含量很高的原料 既可大幅度提高柴油十六烷值(8-12個(gè)單位)，

39、又能有效降低柴油的硫、氮及膠質(zhì)含量，改善柴油顏色和安定性 原料適應(yīng)性強(qiáng) 工藝流程簡(jiǎn)單-不需對(duì)現(xiàn)有加氫精制裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造即可直接采用MCI技術(shù). 柴油收率很高，達(dá)95-98% 可生產(chǎn)低硫、低芳烴的清潔柴油,加氫裂化技術(shù)講座,101,表12 MCI技術(shù)對(duì)幾種典型催化柴油的改質(zhì)結(jié)果,主要工藝條件：氫分壓6.0-7.0MPa，體積空速0.9-1.5h-1， 反應(yīng)溫度340-380 ，氫油體積比400:1-800:1,加氫裂化技術(shù)講座,102,加氫精制-臨氫降凝組合（加氫降凝）工藝,特點(diǎn)： 原料適應(yīng)能力強(qiáng) 可加工蠟含量高、凝點(diǎn)高的直餾餾分油，也可處理催化、焦化等二次加工劣質(zhì)柴油餾分 工藝流程簡(jiǎn)單，易于

40、改變操作模式 加氫精制-臨氫降凝采用一段串聯(lián)工藝，裝置投資少 精制、降凝催化劑可分裝在直接串聯(lián)的兩個(gè)反應(yīng)器中，也可復(fù)合裝填在一個(gè)反應(yīng)器中 采用兩器模式時(shí)，夏季可以只開加氫精制，冬季再將降凝串聯(lián)起來，改變操作模式簡(jiǎn)單方便,加氫裂化技術(shù)講座,103,精制、降凝效果好 柴油凝點(diǎn)可降至-35以下；脫硫率高達(dá)95%以上 柴油產(chǎn)率高 產(chǎn)品方案靈活 可滿足不同季節(jié)對(duì)石油產(chǎn)品的需求 已在哈爾濱煉油廠、林源煉油廠和永坪煉油廠工業(yè)應(yīng)用成功，目前還有幾套裝置正在設(shè)計(jì)或施工中。 加氫降凝裝置夏季用于增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)柴油，改善柴油產(chǎn)品質(zhì)量,加氫裂化技術(shù)講座,104,表13 加氫降凝工藝技術(shù)工業(yè)應(yīng)用情況,加氫裂化技術(shù)講座,105

41、,3.2.3.加氫法制取優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油,加氫裂化技術(shù)講座,106,制取優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑油原料,2002年世界潤(rùn)滑油需求量3721萬噸，中國(guó)2005年需300萬噸。 所用潤(rùn)滑油中汽車工業(yè)用油要占50%，其中90%為內(nèi)燃機(jī)用油,加氫裂化技術(shù)講座,107,表4-13 API潤(rùn)滑油分類標(biāo)準(zhǔn),加氫裂化技術(shù)講座,108,加氫法制取潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油,排放、節(jié)能要求生產(chǎn)低粘度的內(nèi)燃機(jī)油，要求有低的蒸發(fā)損失。 從20世紀(jì)90年代開始， 、+、類油需求增加。例如北美，基礎(chǔ)油產(chǎn)量1000萬噸，當(dāng)前、+、類油已占50%。 美國(guó)至2002年新增加氫法生產(chǎn)、+類油已達(dá)260萬噸，同時(shí)關(guān)掉了11個(gè)傳統(tǒng)法生產(chǎn)裝置，減少174萬噸類油產(chǎn)量,加氫裂化技術(shù)講座,109,加氫法制取潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油,只有加氫法能大量制取、類潤(rùn)滑油。 其特點(diǎn)為： 高粘度指數(shù)。 低揮發(fā)度，如100粘度為4.0mm2/s的中性油；揮發(fā)度傳統(tǒng)法：30%，加氫法：17%。 對(duì)多種添加劑的感受性好。 對(duì)原料靈活性較大,加氫裂化技術(shù)講座,110,潤(rùn)滑油料,異構(gòu)石蠟烴,加