沸腾床加氢及其未转化油改质中试研究与技术经济分析

沸腾床渣油加氢技术是加工高硫、高残炭、高金属劣质原料的最重要技术之一,具有原料适应性强、装置操作灵活、转化率高等特点。以减压渣油(VR)、催化裂化(FCC)油浆及减压蜡油(VGO)混合物为原料,进行沸腾床加氢及其未转化油(UCO)改质的中试研究。沸腾床加氢中试结果显示,渣油转化率可以达到70%以上,脱硫率达到80%~90%,液体总收率为74%;UCO的焦化行为研究结果表明,掺炼UCO可以使焦化装置的轻油收率提高4%左右,从而实现渣油的充分转化。按有、无该项目测算的技术经济分析显示,增设一套2.20 Mt/a的渣油沸腾床加氢商业装置,增设了沸腾床加氢后项目的内部收益率可达到10.54%。     

沸腾床渣油加氢反应器通过鉴定

由抚顺机械设备制造有限公司打造的国内首套5万t/a沸腾床渣油加氢工业试验装置加氢反应器顺利通过国家级鉴定。该反应器为国内首台套具有自主知识产权的沸腾床渣油加氢反应器,由抚顺石油化工研究院进行技术研发,中石化洛阳工程有限公司进行工艺包设计,抚顺机械设备制造有限公司承制,作为中国石油化工股份公司金陵分公司5万t/a沸腾床渣油加氢工业示范装置的核心设备——第一加氢反应器和第二加氢反应器。据了解,沸腾床渣油加氢技术原料适应     

沸腾床渣油加氢-焦化组合工艺探讨

针对劣质渣油加工,分别采用沸腾床渣油加氢-焦化组合工艺与单独焦化工艺两种技术路线进行探讨,以选择其适合的加工技术路线。结果表明,劣质渣油原料经沸腾床加氢,产品杂质含量显著降低。在双反应器温度基准+5/ 基准+5、基准空速条件下,劣质渣油加氢产品的S、Ni、V含量分别下降了90%、95%、99%。与劣质渣油原料相比,沸腾床加氢减压渣油的性质得到极大改善。与单独焦化工艺相比,采用组合工艺加工劣质渣油,总液体产率提高了13.57%,增产高附加值产品的能力明显提升,从而大幅度提高经济效益。同时,该组合工艺具有改善油品稳定性、原料适应性广、工艺灵活等明显优势, 是提高原油资源利用率的较佳方案。     

国内外渣油加氢技术现状与展望

系统分析了固定床、沸腾床、移动床和悬浮床渣油加氢工艺的特点，介绍了国内外渣油加氢技术现状，并对渣油加氢技术的发展趋势进行了展望。     

高铁钙渣油沸腾床加氢技术研究

以仪长管输原油渣油为原料,用连续搅拌釜反应器模拟沸腾床考察了高铁钙渣油的裂化性能和杂质脱除性能,并研究了沸腾床加氢催化剂的初期失活情况。结果表明,反应温度是影响高铁钙渣油转化率和杂质脱除率的主要因素,积炭、金属硫化物的沉积造成的催化剂孔口堵塞失活是影响高铁钙渣油沸腾床加氢工艺经济性的主要因素,铁钙含量应该作为采用沸腾床加氢工艺还是固定床加氢工艺加工高铁钙渣油的判断标准。     

沸腾床-固定床组合渣油加氢处理技术研究

沸腾床渣油加氢技术与固定床渣油加氢技术组合可以明显改善固定床进料性质,大幅度降低杂质含量,大大改善固定床操作;同时可以扩大可加工的原料范围,延长操作周期.中试数据表明,加工金属质量分数分别为118,233μg/g、残炭质量分数分别为15.7％,21.1％的劣质渣油,沸腾床与固定床组合工艺均可稳定操作,所得加氢渣油金属质量分数分别为10.6,7.8μg/g,残炭质量分数分别为5.6％,5.2％,可以直接作为催化裂化装置原料,从而实现劣质渣油的高效转化.通过技术特点和技术经济分析,并与单独的固定床方案对比,发现沸腾床与固定床组合渣油加氢处理新技术具有更好的盈利能力,并可实现3 a稳定运转,从而与下游装置相匹配,实现同步开停工.     

FRIPP沸腾床加氢系列催化剂开发与应用

针对STRONG沸腾床加氢工艺技术特点,开发了微球形沸腾床渣油和煤焦油加氢催化剂。微球形渣油加氢催化剂已成功应用于50 kt/a沸腾床渣油加氢示范装置,表现出较好的反应性能和耐磨性能,与国外领先技术水平相当。微球形煤焦油加氢催化剂具有较好的耐水性能和加氢性能,已成功应用于陕西精益化工有限公司500 kt/a煤焦油沸腾床加氢装置。针对引进的沸腾床加氢装置,开发了条形煤液化油和渣油加氢催化剂,煤液化油加氢催化剂已成功应用于中国神华鄂尔多斯煤制油公司加氢稳定性单元,表现出较好芳烃选择性加氢能力和较高的耐磨性能,总体性能优于国外技术。条形沸腾床渣油加氢催化剂具有较高的侧压强度和耐磨性能,加氢性能与国外领先技术水平相当。     

渣油加氢技术的最新进展及技术路线选择

针对世界原油质量的现状和我国进口原油增加、原油性质劣化的情况,分析了渣油性质对加氢工艺技术选择的影响,介绍渣油加氢技术(包括悬浮床加氢裂化技术、沸腾床加氢裂化技术、移动床加氢技术、固定床加氢处理技术)的最新进展,对渣油加氢技术路线的选择进行了探讨。     

不同原油价格下重油加工工艺路线的选择

在35～100 美元/bbl(1 bbl≈159 L)的国际油价下,针对阿曼原油、沙中原油、伊重原油、塔河原油的不同重油加工工艺路线(如浆态床渣油加氢、沸腾床渣油加氢、固定床渣油加氢、渣油焦化、溶剂脱沥青组合等)进行了经济效益分析,结果表明：在所研究的价格体系内,浆态床渣油加氢技术的经济效益均明显优于沸腾床渣油加氢技术;对于较劣质原油（如伊重原油）,在原油价格高于80 美元/bbl时,采用浆态床渣油加氢技术的经济效益超过常规原油固定床渣油加氢技术,随着浆态床渣油加氢技术的逐步完善与加工成本的降低,该技术在应对特别劣质的原料时具有很好的市场应用前景;在原油价格高于35 美元/bbl时溶剂脱沥青组合技术的经济效益优于渣油焦化技术,对于缺少氢源、延迟焦化装置原料性质较好的企业,当原油价格低于55 美元/bbl时,溶剂脱沥青组合技术有较好的市场应用前景;针对常规原油,当原油价格为45～80 美元/bbl时,推荐采用固定床渣油加氢技术。     

国内外渣油沸腾床加氢技术的比较

介绍沸腾床渣油加氢技术的特点及国内外沸腾床加氢技术的区别。国外沸腾床渣油加氢的典型工艺为H-Oil技术和LC-Fining技术,二者都使用带有循环杯的沸腾床反应器,区别为前者使用外循环操作方式,后者使用内循环操作方式。国内抚顺石油化工研究院开发的FRET技术使用的是带有三相分离器的沸腾床反应器,该技术克服了H-Oil和LC-Fining技术遇到的设备和操作难题,能有效实现气、液、固三相分离。     

炼油结构转型下沸腾床加氢技术

STRONG技术是中国石油化工股份有限公司自主开发的沸腾床加氢技术,其创造性提出了气-液-固自分离的三相分离器替代高温高压沸腾泵,实现了气-液-固高效分离和自持流化;创制的适宜不同反应分区的球形催化剂,具有良好流化性能和较高的杂质脱除率,实现了劣质渣油的高效提质和产物分布的灵活调变,而且适应不同原料加工场景（如渣油、煤焦油等）和目标产物（如清洁油品、化工原料、低硫船用燃料油和低硫石油焦等）。目前已建成50 kt/a示范装置和500 kt/a工业装置,并完成百万吨规模的工艺包编制工作。为应对炼油结构转型,在STRONG沸腾床加氢技术基础上,开发出沸腾床-固定床复合床（SiRUT）技术,该新技术具有原料适应性强、装置运行周期长和加氢重油性质显著提升等优点,在现有及未来炼油企业提质增效方面具有竞争优势。     

劣质渣油复合床(SiRUT)加氢技术研究

总结了国内炼油尤其是重油加工方面的现状及发展困境,介绍了中国石油化工股份有限公司开发的STRONG沸腾床渣油加氢技术以及50 kt/a工业示范装置运行状况;应对传统固定床渣油加氢技术存在的原料适应性不足及运转周期短的现状,开发了沸腾床-固定床(简称复合床)组合加氢技术,并在实验室内进行中试试验及长周期寿命试验。结果表明:残炭14.2%,(Ni+V)质量分数128.9μg/g的劣质原料经复合床技术处理后,加氢重油可以满足催化裂化的进料要求;在8500 h的长周期试验中,复合床加氢重油硫质量分数保持在0.5%左右,残炭保持在5.5%~6.0%,(Ni+V)质量分数维持在15μg/g以下,复合床技术表现出较好的稳定性。     

沸腾床加氢技术在煤直接液化油加氢改质中的应用

为解决煤直接液化油由于胶质、沥青质含量高且含固体杂质而较难进行加氢稳定处理的问题,采用沸腾床加氢技术对煤直接液化工艺得到的生成油进行加氢稳定处理。工业化应用结果表明：在实际原料明显较设计原料偏重的情况下,目的产品的性质仍然与设计值相符,装置的加氢效果符合设计要求;经过沸腾床加氢工艺处理后,煤直接液化重油的硫、氮含量大幅降低,胶质脱除效果明显,碳率从55.86%降低到38.30%,降低了17.56百分点,装置的芳烃饱和反应深度符合设计要求;催化剂国产化后,性能优于进口催化剂,且保持较高的长周期运转活性。沸腾床加氢技术能够很好地解决煤直接液化油加氢改质的难题,该技术在煤直接液化工艺中应用成功。     

油砂沥青油的加氢处理研究

油砂沥青油为高密度、高黏度、高金属含量、高残炭的劣质原料,采用沸腾床加氢催化剂,利用反应釜进行加氢处理,考察了反应温度和反应时间对其反应性能的影响,以寻求最佳的沸腾床加氢处理反应条件。实验结果表明,随着反应温度升高、反应时间增加,油砂沥青油的加氢生成油中Fe,Na,Ni,V含量和残炭逐渐降低,最佳反应条件为反应温度430 ℃、反应时间80min,在该条件下,Fe,Na,Ni,V的脱除率分别为99.97%,99.99%,98.11%,99.61%,残炭降低率为72.61%。利用沸腾床进行油砂沥青油的加氢处理,可以有效改善油品性质,满足深加工要求。     

高转化率与低碳排放重油加工路线的研究

通过对几种加氢方案（VRDS方案、浆态床方案、沸腾床方案）、脱碳方案（焦化方案）以及组合方案（焦化方案+沸腾床方案）进行系统研究,考察了重油加工路线对油品收率和碳排放的影响,并进行了效益对比分析。结果表明,加氢路线的轻油收率高,碳排放高。无论是否征收碳税,加氢路线的效益均高于脱碳路线的效益,但投资较高。在3种加氢路线中,浆态床方案的轻油收率最高,碳排放居中,投资较少,效益最好;沸腾床方案的轻油收率最低,投资最高,效益最差;VRDS方案的碳排放最高,轻油收率居中,投资和效益也居中。与焦化方案和沸腾床方案相比,两者组合方案的轻油收率和效益明显提高。     

沸腾床加氢-焦化组合工艺制备低硫石油焦

对沸腾床加氢-焦化组合工艺制备高品质石油焦的工艺路线进行研究,探究沸腾床未转化油（UCO）的焦化规律。结果表明：渣油沸腾床加氢反应过程中,提高温度或降低空速有利于渣油转化率和杂质脱除率提高;同样的操作区间内,渣油转化率的变化明显大于杂质脱除率;随着渣油转化率增加,UCO硫含量先降低再升高。UCO焦化过程中原料中60%左右的硫转移到焦炭中,明显高于渣油焦化过程中硫转移到焦炭的比例（约42%）;相比于渣油直接焦化得到的焦炭,较低硫含量的UCO制备的石油焦品质明显提升。UCO焦化所得石油焦收率和硫含量分别与UCO的残炭值和硫含量呈现良好的线性关系,可根据所需低硫焦牌号来指导沸腾床加氢过程的工艺优化。     

基于裂解新技术构建高效集约型炼化耦合新工艺

介绍了原油蒸汽裂解技术和重油催化裂解技术的主要进展,在此基础上开展了原油蒸汽裂解和重油催化裂解技术的集成创新应用研究,形成了集成裂解新技术。以该技术为基础进行集成创新的炼化耦合新工艺与传统炼化一体化加工工艺相比,前者具有装置构成优化、加工流程短、原油资源需求少、乙烯和丙烯收率高等显著优势,且裂解原油^。API越高,其优势越明显。集成创新的炼化新工艺适应新型炼化一体化项目建设,也适用于现有炼油厂的转型升级,可实现最小化地生产成品油、最大化地生产化工产品的目标,由于油品收率非常低,可以很好地解决成品油市场严重过剩的难题。因此,基于裂解技术构建的高效集约型炼化耦合新工艺为炼化企业提供了实现“减油增化”目标的重要解决方案,将成为我国新型炼化企业建设和现有炼油厂的转型升级的重要技术保障。     

分子模拟技术在炼油领域的应用

简要介绍了近几年来分子模拟技术在炼油领域的应用,如各化学法炼制过程反应化学研究、渣油结构特征的研究、油品添加剂分子设计以及炼油催化剂的开发等。分子模拟作为一种能模拟炼油过程细节的有效工具已经在炼油工业各个领域的研究中发挥了重大作用。     

石油炼制工业中加氢技术和加氢催化剂的发展现状

中国的石油资源相对稀缺,石油炼制过程中对轻质原油的需求相对较高.石油的裂解过程主要基于加氢催化和加氢裂化.加氢催化技术可以提高轻质油品的产量,在满足市场需求,提高中国石油工业经济效益的同时,还能尽可能减少环境污染,实现"绿水青山就是金山银山"的社会要求.加氢裂化技术可直接将高硫蜡油等劣质原料转化为优质石脑油,喷气燃料,...