渣油加氢工艺及工程技术探讨

简要介绍了固定床、沸腾床、移动床和浆态床四大类型渣油加氢技术的现状、发展趋势、工程化研究以及渣油加氢与渣油催化裂化组合工艺研究等。其中固定床加氢技术最成熟,发展最快,装置最多;沸腾床和移动床加氢技术日益成熟,不断得到推广应用;浆态床加氢技术完成了工业试验,目前处于工业示范阶段。根据对原料油的适应性、工艺特点、产品及反应条件的要求,提出了四种渣油加氢工艺的选择方案。不同类型的渣油加氢、以及加氢与催化裂化等重油加工技术的灵活组合,在重质、劣质油加工方面将会发挥更大作用。     

SFT418费托合成催化剂在浆态床反应器中应用研究

经过实验室配方和基础制备工艺研制、中试制备技术研发、工业放大试生产、固定床和搅拌釜浆态床评价研究,中国神华煤制油化工有限公司开发出了具有"主-次双活性中心"结构的Fe-Co-Cu-K-SiO_2,低温浆态床费托(F-T)合成工业沉淀铁系催化剂SFT418。采用自主研发、自行建设的浆态床F-T合成中试装置CEU,按照工业化煤基浆态床F-T合成制油工艺进行了催化剂使用性能试验。结果表明,开发的新型催化剂SFT418在优化的工业F-T合成工艺条件下,CO总转化率可达92%以上,烃产品中C~+_3产品选择性达到94%以上,适合于煤炭间接液化浆态床F-T合成工艺,具备了工业应用的条件。     

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。     

浆态床渣油加氢长周期运行问题及优化措施

根据国内当前浆态床渣油加氢运行装置并结合沸腾床工艺及煤制油悬浮床（浆态床）工艺探讨浆态床渣油加氢装置长周期运行中遇到的系统管线、设备结焦堵塞、事故处理及衍生出的系列问题进行深入分析讨论，提出效果较好的处理措施，并介绍了合理的技改技措项目，对优化浆态床装置流程、延长运行周期有明显的效果。     

低压组合床重整装置的技术经济性探讨

对比了低压组合床重整技术与固定床重整技术及连续重整技术的操作条件及产品性能,着重以0.50Mt/a规模为例,提出了新建或由0.15Mt/a固定床重整装置改造成0.5Mt/a的固定床重整、组合床重整与连续重整的6种技术方案,对6种技术方案的投资及经济效益进行了比较与分析,得出的结论是:改造方案中,低压组合床重整技术最佳;新建方案中,低压组合床重整技术与连续重整技术指标水平接近。     

浆态床反应器中含氮合成气合成二甲醚的研究

Cu ZnO Al2O3甲醇合成催化剂和HZSM 5分子筛通过机械混合制备了合成气直接合成二甲醚催化剂,并在浆态床反应器中进行了含氮合成气制二甲醚的研究,考察了各种工艺条件对二甲醚合成性能的影响。结果表明:转子转速、原料气空速、反应压力和温度均对催化剂的反应性能有影响。采用浆态床反应器合成二甲醚,可实现等温操作并可使反应热及时移出,从而避免催化剂床层形成热点,使催化剂失活减缓,但CO转化率和二甲醚选择性相对较低。采用浆态床反应器与固定床反应器集成技术,不仅可以解决催化剂床层形成热点问题,还可得到90%的CO转化率和75%的二甲醚选择性,并使催化剂保持高的稳定性,二甲醚收率为68%。     

浆态床反应器中熔铁催化剂的费托合成反应性能

研究了浆态床反应器中熔铁催化剂的费托合成反应性能,并与固定床反应器进行了比较。实验结果表明,熔铁催化剂在浆态床反应器中具有较好的费托合成反应活性和良好的稳定性;与固定床反应器相比,浆态床反应器中CH4和CO2的选择性明显降低。考察了反应温度、反应压力、合成气空速、合成气n(H2)∶n(CO)对浆态床反应器中熔铁催化剂费托合成反应性能的影响。实验结果表明,适当调变反应条件,可有效提高熔铁催化剂的费托合成反应活性,并使产物分布得到优化。在n(H2)∶n(CO)=1.6、2.0M Pa、250℃、GHSV=3 000h-1的条件下运行900h,浆态床反应器中CO的转化率达92%左右,CH4的选择性为5%左右,CO2的选择性为40%左右。     

新型千万吨级炼油厂加工方案的研究

开展了新型千万吨级炼油厂加工方案的研究,重点对比不同加工方案对全厂装置配置、产品结构和投资效益的影响。研究结果表明：千万吨级炼油厂转型生产化工产品和芳烃路线是可行的;当乙烯规模和对二甲苯规模一定时,浆态床渣油加氢裂化+固定床渣油加氢处理+催化裂化方案的汽煤柴油品收率最高,但汽油收率最高的方案为浆态床渣油加氢裂化+催化裂解方案,煤油和柴油收率均最高的方案为浆态床渣油加氢裂化+蜡油加氢裂化方案;在烯烃产品方面,渣油加氢技术和催化裂解技术组合方案可实现乙烯收率提高4~5百分点,丙烯收率提高5~6百分点,更好地助力炼油厂的化工转型;在投资效益方面,浆态床渣油加氢裂化+蜡油加氢裂化方案的投资最低,效益最高,是一条以较短加工流程实现炼油厂转型升级的技术路线。     

中国甲烷化反应器专利现状及分析

甲烷化反应器是煤制天然气工艺的关键设备。对包括固定床、流化床和浆态床的甲烷化反应器方面的中国专利进行了分析和研究,介绍了各种反应器的优缺点。深入分析了甲烷化反应器目前在生产中存在的问题,指出大处理量、高操作弹性、便于维修和催化剂装填是将来的改进方向。     

两段串联浆态床费-托合成新工艺

采用中试装置对具有自主知识产权的两段串联费-托合成工艺以及传统的单段浆态床费-托合成工艺进行了模拟试验。对装置试验结果进行了数据处理和两种工艺的性能比较。在相同合成气处理量或相同装置产油量条件下,与单段浆态床费-托合成工艺比较,两段串联浆态床费-托合成工艺所需的催化剂量少20%以上,反应器单位体积有效利用率高;降低气体循环总量约60%,降低了能耗和操作费用;装置集成度高,可以减少部分设备,减少初期投资成本。     

催化裂化干气中乙烯与苯液相烷基化反应的研究

研究了以β沸石为酸性成分的YEB催化剂在低温条件下催化裂化干气中乙烯与苯的烷基化制取乙苯过程。在YEB催化剂的作用下,苯与催化裂化干气中局烯态床反应器内可在较温和的条件下进行烷基化反应。在温度150－180℃、压力0．8－1．3MPAa、催化裂化干气中乙烯的重量空速为0．05－0．2h^-1及苯／烯摩尔比＝3－6的反应条件下,可以达到干气中乙烯的转化率≥90％、丙烯的转化率≥99％的反应结果,显示良好的工业应用前景。     

过滤-反应耦合的高效浆态床反应器的开发

浆态床反应器因传质性能优异而应用广泛,但因采用细粉微球催化剂,高效固液分离是保障其长周期稳定运行的技术关键,这对大处理量的浆态床蒽醌法生产双氧水技术开发尤为重要。通过一系列冷模试验,对催化剂平均粒径、过滤材料孔径、搅拌桨叶端线速度、过滤压差等因素影响过滤通量的规律进行了详细研究,开发出了一种集反应、过滤、气液分离于一体的高效浆态床反应器。将该浆态床反应器应用到烷基蒽醌加氢过程中,开展热模评价试验,连续稳定运转1 000 h,无需反冲操作仍可保持高通量过滤,验证了所开发的高效浆态床反应器的可行性。     

重质油悬浮床加氢技术新进展

综述了重质油悬浮床加氢工艺的最新进展,并对分散型催化剂的开发进展进行了系统的总结.重质油悬浮床加氢催化剂经历了非均相固体粉末催化剂和均相分散型催化剂两个过程,均相分散型催化剂又分为水溶性分散型催化剂和油溶性分散型催化剂两类.非均相固体粉末催化剂催化活性较低,而且致使尾油中含有大量的固体颗粒,处理和利用困难较大.分散型催化剂分散度较高,比表面积大,催化活性高,性能优越,是一种较为理想的催化剂.简要介绍了中国石油天然气股份有限公司和中国石油大学联合开发的新型重油悬浮床加氢技术.     

煤气化技术发展的现状和进展

煤气化技术是新型煤化工的基础和关键,煤气化技术的选择应用对煤化工项目综合能效和运行稳定性起至关重要的作用。本文通过对已工业化应用的各种气流床和固定床气化技术特点及适用性分析,提出未来煤气化技术的发展趋势及煤气化技术选择应用的建议。     

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。     

延长固定床渣油加氢装置运行周期探讨

介绍了固定床渣油加氢装置运行中遇到的问题,分析这类装置运行周期短的原因,探讨延长运行周期的方法,提出了应对措施:1完善切除已达到运行瓶颈的反应器的工程技术,可延长装置运转周期1~3个月;2开发切换固定床渣油加氢装置反应器工程技术,可延长装置运转周期4~6个月;3开发沸腾床反应器+固定床反应器工程技术,可延长装置运转周期6个月以上;4应用防结垢高压换热器,使换热器运行周期与装置运行周期相匹配;5合理级配固定床渣油加氢装置催化剂,提高催化剂利用率。     

渣油悬浮床加氢裂化油溶性催化剂性能

 考察了 Mo、Ni、Co 3种自制油溶性催化剂在渣油悬浮床加氢裂化反应中的催化效果,并通过光学显微镜、激光粒度仪、XRD 和 SEM 表征了它们硫化后的性质。结果表明,在渣油悬浮床加氢裂化条件下,油溶性Mo催化剂加氢活性最高,油溶性Mo催化剂比油溶性Ni 催化剂和油溶性Co催化剂更易发生硫化,硫化后的油溶性Mo催化剂颗粒数目较多,发生了团聚现象,形成较大的颗粒,主要以MoS₂(六方晶系)晶体存在,且呈微晶状态。     

提高委内瑞拉常压渣油转化效率的工艺研究

以委内瑞拉常压渣油（VAR）为原料,在焦化釜与高压釜中分别进行焦化和悬浮床加氢裂化试验,考察VAR焦化产物分布及悬浮床加氢裂化产物分布,研究悬浮床加氢裂化尾油的基本性质及平均结构参数,比较VAR直接焦化与悬浮床加氢-尾油焦化两种工艺的产品收率。结果表明：VAR悬浮床加氢裂化尾油的性质较差,残炭高,但其饱和分和芳香分质量分数可达39%～50%,烷基碳率为0.14～0.24,表明尾油仍具有一定的可裂化性能;与直接焦化工艺相比,悬浮床加氢-焦化组合工艺可提高液体收率及柴汽比,同时降低焦炭产率,用于加工委内瑞拉常压渣油是可行的。