焦油加氫技術(shù)資料學(xué)習(xí)培訓(xùn) 煤焦油加氫技術(shù)概述

1、煤焦油加氫技術(shù)概述 1.1煤焦油的主要化學(xué)反應(yīng) 煤焦油加氫為多相催化反應(yīng)，在加氫過程中，發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)有加氫脫硫、加氫脫氮、加氫脫金屬、烯烴和芳烴加氫飽和以及加氫裂化等反應(yīng)： 加氫脫硫反應(yīng) 加氫脫氮反應(yīng) 芳烴加氫反應(yīng) 烯烴加氫反應(yīng) 加氫裂化反應(yīng) 加氫脫金屬反應(yīng) 1.2影響煤焦油加氫裝置操作周期、產(chǎn)品質(zhì)量的因素 主要影響煤焦油加氫裝置操作周期、產(chǎn)品收率和質(zhì)量的因素為：反應(yīng)壓力、反應(yīng)溫度、體積空速、氫油體積比和原料油性質(zhì)等。 1.2.1反應(yīng)壓力 提高反應(yīng)器壓力和/或循環(huán)氫純度，也是提高反應(yīng)氫分壓。提高反應(yīng)氫分壓，不但有利于脫除煤焦油中的s、n等雜原子及芳烴化合物加氫飽和，改善相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量，而

2、且也可以減緩催化劑的結(jié)焦速率，延長(zhǎng)催化劑的使用周期，降低催化劑的費(fèi)用。不過反應(yīng)氫分壓的提高，也會(huì)增加裝置建設(shè)投資和操作費(fèi)用。 1.2.2反應(yīng)溫度 提高反應(yīng)溫度，會(huì)加快加氫反應(yīng)速率和加氫裂化率。過高的反應(yīng)溫度會(huì)降低芳烴加氫飽和深度，使稠環(huán)化合物縮合生焦，縮短催化劑的使用壽命。 1.2.3體積空速 提高反應(yīng)體積空速，會(huì)使煤焦油加氫裝置的處理能力增加。對(duì)于新設(shè)計(jì)的裝置，高體積空速，可降低裝置的投資和購(gòu)買催化劑的費(fèi)用。較低的反應(yīng)體積空速，可在較低的反應(yīng)溫度下得到所期望的產(chǎn)品收率，同時(shí)延長(zhǎng)催化劑的使用周期，但是過低的體積空速將直接影響裝置的經(jīng)濟(jì)性。 1.2.4氫油體積比 氫油體積比的大小主要是以加氫進(jìn)料

3、的化學(xué)耗氫量為依據(jù)，描述的是加氫進(jìn)料的需氫量相對(duì)大小。煤焦油加氫比一般的石油類原料，要求有更高的氫油比。原因是煤焦油組成是以芳烴為主，在反應(yīng)過程中需要消耗更多氫氣；另外芳烴加氫飽和反應(yīng)是一種強(qiáng)放熱反應(yīng)過程，需要有足夠量的氫氣將反應(yīng)熱從反應(yīng)器中帶走，避免加氫裝置“飛溫”。 1.2.5煤焦油性質(zhì) 煤焦油的性質(zhì)會(huì)影響加氫裝置的操作。 氮含量 氮化物主要集中在芳環(huán)上，它的脫除是先芳環(huán)加氫飽和，后c-n化學(xué)鍵斷裂，因此，原料中氮含量的增加，對(duì)加氫催化劑活性有更高的要求，同時(shí)，反應(yīng)生成的nh3也會(huì)降低反應(yīng)氫分壓，影響催化劑的使用周期和加氫飽和能力。 硫含量 原料中的硫在加氫過程中生成h2s，因此，硫含量主

4、要影響反應(yīng)氫分壓，高的硫含量增加，會(huì)明顯降低反應(yīng)氫分壓，從而影響催化劑的使用周期和加氫飽和能力。 瀝青質(zhì) 瀝青質(zhì)對(duì)加氫裝置影響主要是造成催化劑結(jié)焦、積碳，引起催化劑失活，加速反應(yīng)器的提溫速度，縮短催化劑的使用壽命。 微量金屬雜質(zhì) 原料中含的微量金屬雜質(zhì)主要有fe、cu、v、pb、na、ca、ni、zn等，這些金屬在加氫過程中會(huì)沉積在催化劑上，堵塞催化劑孔道，造成催化劑永久失活。 2. 煤焦油的加氫結(jié)果（舉例） 2.1高溫煤焦油的重洗油加氫 加氫后產(chǎn)品性質(zhì) 密度(20) /g/cm-3 0.8730 總環(huán)烷 80.6 餾程/其中: 一環(huán) 38.2 ibp/10% 120/196 二環(huán) 40.4

5、30%/50% 213/218 三環(huán) 2.0 70%/90% 224/232 總芳烴 19.4 95%/ebp 242/274 其中: 一環(huán) 18.1 十六烷值 33.1 二環(huán) 0.3 由于洗油處于石油中的柴油沸程內(nèi)，因此洗油加氫后只有一種產(chǎn)品，那就是好的柴油調(diào)和組分。由加氫生成的柴油餾分性質(zhì)可以看出，其密度為0.8730、十六烷值提高為約33，已是很好的柴油調(diào)和組分。 2.2高溫煤焦油的蒽油加氫 蒽油加氫的產(chǎn)品分布 項(xiàng)目數(shù)據(jù)， 氣體2.31 177（柴油餾分）70.74 c5+液收97.69 蒽油加氫石腦油（65177）的性質(zhì) 密度(20)/g/cm-3 0.786 環(huán)烷烴 90.0 辛烷值

6、(ron) 65 c5/c6 0.2/19.0 s/mgg-1 0.5 c7/c8 23.4/17.6 n/mgg-1 177）性質(zhì) 密度(20)/g/cm-3 0.8904 閃點(diǎn)/ 56 餾程/凝點(diǎn)/ -50 ibp/10% 176/213 冷濾點(diǎn)/ -41 30%/50% 226/240 十六烷值 37.8 70%/90% 260/296 s/?g?g-1 5 95%/ebp 311/346 n/?g?g-1 177）則是優(yōu)質(zhì)冷濾點(diǎn)冷濾點(diǎn)是指在規(guī)定條件下，當(dāng)試油通過過濾器每分鐘不足20ml時(shí)的最高溫度（即流動(dòng)點(diǎn)使用的最低環(huán)境溫度）。 根據(jù)國(guó)標(biāo)（gb25287），輕柴油規(guī)格按凝點(diǎn)分為10、0

7、、-10、-20、-35和-50六個(gè)牌號(hào)，分別表示凝點(diǎn)不高于10、0、-10、-20、-35和-50；牌號(hào)越高，凝點(diǎn)越低。冷濾點(diǎn)是衡量輕柴油低溫性能的重要指標(biāo)，能夠反映柴油低溫實(shí)際使用性能，最接近柴油的實(shí)際最低使用溫度。用戶在選用柴油牌號(hào)時(shí)，應(yīng)同時(shí)兼顧當(dāng)?shù)貧鉁睾筒裼团铺?hào)對(duì)應(yīng)的冷濾點(diǎn)。5號(hào)輕柴油的冷濾點(diǎn)為8，0號(hào)輕柴油的冷濾點(diǎn)為4，10號(hào)輕柴油的冷濾點(diǎn)為5，20號(hào)輕柴油的冷濾點(diǎn)為14。子發(fā)布人：lx_drq內(nèi)容：近幾年，由于外購(gòu)原料品種等因素的影響，重油催化裝置的原料性質(zhì)的變化頻繁，這樣帶來了一系列重油加工的技術(shù)問題，分餾塔中上部結(jié)鹽就是在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題之一。結(jié)鹽的現(xiàn)象正常生產(chǎn)情況下，分餾

8、塔各段的溫度，應(yīng)隨著各段回流量的變化而相應(yīng)變化產(chǎn)品質(zhì)量控制也應(yīng)該方便靈活。但是在分餾塔結(jié)鹽時(shí)會(huì)出現(xiàn)如下現(xiàn)象。1. 隨著循環(huán)回流量的變化，塔頂溫度變化緩慢。2. 頂循環(huán)回流泵抽空次數(shù)顯著增多。3. 汽油柴油流程嚴(yán)重重疊。輕柴油閃點(diǎn)不合格。輕柴油汽提塔底汽提蒸汽無法調(diào)整，當(dāng)用回流調(diào)整又會(huì)出現(xiàn)干點(diǎn)不合格的問題。4. 嚴(yán)重結(jié)鹽時(shí)輕柴油抽不出來。5. 分餾塔的壓降增大，分餾搭頂壓力低而反應(yīng)壓力高，兩器正差壓大，嚴(yán)重時(shí)只有靠降低進(jìn)料量才能維持兩器壓力的平衡。上述現(xiàn)象可作為判斷分餾塔中上部結(jié)鹽堵塞的依據(jù)。 結(jié)鹽的處理 水洗流程l處理分餾搭結(jié)鹽最好用軟化水。水洗流程： 水洗步驟l1. 反應(yīng)進(jìn)料降至正常進(jìn)料的7

9、0%，40噸/小時(shí)，減少外取熱器的取熱量，維持再生溫度。必要時(shí)可噴燃燒油，保證正常燒焦。2. 降低容201液位到20%，減少含硫污水的出裝置量，加大冷301前富氣洗滌水量到46噸/時(shí)?？刂迫?01界位超過100%。3. 提升管終止劑停用（集合管、進(jìn)料噴嘴處根步伐切斷）4. 粗汽油去塔301切斷，加大塔301補(bǔ)充吸收劑的流量，保持三搭循環(huán)。5. .調(diào)整分餾塔頂溫度9598，通過容201的水用泵202冷回流控制閥控制水量；按水洗流程分段洗滌頂循環(huán)抽出和輕柴油抽出以上塔盤。6. 水洗結(jié)束后，逐漸提反應(yīng)進(jìn)料，調(diào)整操作至正常。 水洗時(shí)操作參數(shù)的選定l1. 分餾塔頂溫度，控制塔頂溫度的原則是使水在塔內(nèi)不蒸

10、發(fā)，同時(shí)使塔內(nèi)蒸汽在洗滌段內(nèi)冷凝下來以增加洗滌效果。頂溫過高，大量水會(huì)蒸發(fā)出來造成安全伐起跳，達(dá)不到洗滌的目的。水在正常壓力下的沸點(diǎn)為100因此為了安全，在搭頂壓力為0100.12ampa控制塔頂溫度9095。2. 上水量。上水量用返塔溫度間接控制。走冷回流控制閥，返搭溫度逐漸下降至2530時(shí)停止上水，此時(shí)返塔溫度上升，待上升至90時(shí)，再重新上水如此反復(fù)水洗。3. 輕柴油抽出溫度不小于140?？刂戚p柴油抽出溫度的目的，是使水蒸汽不在頂循環(huán)抽出以下冷凝。25層有液位計(jì)和排出口，進(jìn)行排水，注意檢測(cè)采樣。直至氯離子達(dá)到合格。4. 如果17層到25層壓降過大，很可能塔盤也會(huì)堵塞，這樣汽提塔不會(huì)有液位。

11、5. 關(guān)閉25層排水口，繼續(xù)洗下面的塔盤。洗滌水通過汽提塔柴油泵到柴油水洗罐脫水。檢測(cè)氯離子合格，當(dāng)柴油采樣口水的顏色清凈無懸浮物停止水洗。 l 水洗效果水洗時(shí)間歷時(shí)3小時(shí)，分餾系統(tǒng)的操作逐漸恢復(fù)正常，產(chǎn)品質(zhì)量明顯好轉(zhuǎn)，控制靈活。水洗前后操作參數(shù)產(chǎn)品質(zhì)量（04年3月27日）項(xiàng)目 水洗前 水洗后分餾塔頂溫度 105 116分餾塔壓力mpa 0.09 0.125頂循環(huán)抽出溫度 136 145頂循環(huán)返搭溫度 85 95輕柴油抽出溫度 160172 185190輕柴油閃點(diǎn) 5060 8095輕柴油凝固點(diǎn) -9 -12 -12 -15輕柴油初餾點(diǎn) 175 180 208216粗汽油干點(diǎn) 185192 1

12、96201 結(jié)鹽的分析與預(yù)防 我公司購(gòu)買的原料大部分為燃料油，在目前石化行業(yè)電脫鹽水平下不可能全部脫除，只是盡可能降低原料中的鹽含量，特別是原油中的有機(jī)氮通過電脫鹽和常減壓蒸餾是除不掉的。我廠常減壓電脫鹽不開，因此分餾塔頂結(jié)鹽存在著內(nèi)在的根本因素，而結(jié)鹽的外在因素是分餾塔頂溫度，25層抽出溫度低。造成分餾塔頂溫度低原因有許多。分餾塔頂溫度的高低是有粗氣干點(diǎn)決定的。頂溫低的原因有以下幾個(gè)方面： 1）反應(yīng)壓力低，分餾塔頂油氣分壓低，則頂溫低。2）轉(zhuǎn)化深度小，分餾塔頂負(fù)荷小則溫度低（如生產(chǎn)柴油方案）3）分餾塔各部負(fù)荷分布不均勻，塔頂負(fù)荷小則頂溫低。4）處理量小裝置負(fù)荷低，分餾塔頂負(fù)荷小則頂溫低。在分

13、餾塔內(nèi)帶有水蒸氣的油氣，在上升過程中當(dāng)溫度達(dá)到水蒸氣的露點(diǎn)時(shí)就會(huì)有冷凝水滴產(chǎn)生即nh3和hci結(jié)合成nh4ci溶液，它的沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于水的沸點(diǎn)，如果下流到降液管的底部，便會(huì)被精餾提濃，當(dāng)鹽度上升至一定程度將會(huì)使降液管底隙高度減少，發(fā)展到一定程度就會(huì)破壞分餾塔的正常操作。分餾塔內(nèi)的氨和氯化氫是原料中帶來的氮化物和氯鹽在催化裂化反應(yīng)條件下生成的。2rn+3h22r+2nh3 ci+h2ooh+hci原料中帶來的氮化物和氯鹽是造成結(jié)鹽的基礎(chǔ)這就是內(nèi)在因素，分餾塔環(huán)境是外在因素。結(jié)鹽的預(yù)防首先從兩方面做一是購(gòu)買原料時(shí)，若有選擇盡可能購(gòu)買含鹽含氮低的催化料。其次是在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，通過計(jì)算進(jìn)入分餾塔水蒸汽量及其在塔內(nèi)的水蒸汽分壓確定冷凝的最低溫度，控制塔頂溫度高于這個(gè)溫度，可避免結(jié)鹽。自公司劃轉(zhuǎn)藍(lán)星石化后04年3月27日和05年5月2日分餾塔中上部結(jié)鹽堵塞2次，當(dāng)時(shí)主要加工的是陜北油，含鹽高塔頂溫度低造成分餾塔上部塔盤堵塞，頂循環(huán)回流泵連續(xù)抽空，停泵用蒸汽倒掃也無效果，最后嚴(yán)重時(shí)汽提塔也無液位。最終采用降量水洗的方法使操作恢復(fù)正?？刂啤Ｖ两裨喜少?gòu)部門采購(gòu)原料時(shí)注意含鹽量的控制，生產(chǎn)車間嚴(yán)格溫度指標(biāo)的控制；共同努力下，未發(fā)生分餾塔塔盤堵塞問題。