反应温度对渣油热裂化和沸腾床加氢性能的影响

以伊朗原油经常减压蒸馏后得到的500℃以上的减压渣油为原料,在连续装置上进行临氢热裂化(反应器中装填惰性瓷环)和沸腾床加氢(反应器装填抚顺石油化工研究院开发并工业放大的FEM-10催化剂)试验,在反应压力15 MPa,氢油体积比900∶1,反应空速1.0 h-1的条件下,考察了反应温度对渣油热裂化和沸腾床加氢性能的影响。试验结果表明:渣油原料经临氢热裂化和沸腾床加氢反应后,生成油性质有显著区别,热裂化反应生成油金属、硫及残炭含量明显高于相同条件下的加氢反应结果,高温热裂化生成油性质极不稳定,有焦炭生成;相同反应温度下的原料500℃以上组分的热裂化转化率要明显高于加氢转化率。根据生成油金属钒脱除率可以判断沸腾床反应器的催化剂流化状态,如果生成油的金属钒脱除率高于80%,则反应器中的催化剂处于良好的沸腾状态;而生成油金属钒脱除率低于50%,则反应器中的催化剂未处于良好的沸腾状态。     

反应条件对沸腾床渣油加氢催化剂脱金属性能的影响

以高硫劣质渣油为原料,用自行研发的沸腾床渣油加氢微球催化剂,在STRONG沸腾床试验装置上进行了加氢脱金属试验,考察了温度、空速和氢油体积比对渣油脱金属率的影响。结果表明：在沸腾床全混流的状态下,在试验所考察的温度范围内,渣油加氢脱金属率随着反应温度的增加呈上升趋势,最适合的反应温度为380 ℃;在试验所考察的空速范围内,原料的脱金属率随着空速的增加呈下降趋势,且下降趋势明显,最适合的空速为1.6 h-1;在试验所考察的氢油体积比范围内,脱金属率先随氢油体积比的增大而提高,达到一个最佳反应区域（氢油体积比450~550）后,又随氢油体积比的增大而降低。     

沸腾床渣油加氢转化影响因素考察

对影响沸腾床渣油加氢转化率的因素进行了详细研究,以伊朗减压渣油为原料,分别在间歇式高压釜和沸腾床小型装置上进行实验考察。结果表明:提高反应温度和增加反应时间,可以提高渣油转化率。渣油转化率对反应温度非常敏感,与反应温度呈线性关系,反应温度提高1℃,转化率可增加1~2百分点。反应温度和反应时间对产品分布也有很大影响。随着反应温度升高和反应时间延长,产品中轻质馏分收率增加,重质馏分收率减少。反应压力对渣油转化影响不大。在反应温度相同的条件下,经过第二段加氢后,500℃以上渣油转化率还可提高10百分点。     

国外重渣油沸腾床加氢反应器

介绍国外重渣油沸腾床加氢反应器的结构特点,重点介绍了沸腾床反应器的流体分布系统、分离循环系统和催化剂在线加排料系统,其中流体分布系统包括流体预分配器、分布盘,该系统合理设计可以保证气液流体均匀进入和通过沸腾床反应器的催化剂床层;分离循环系统包括循环杯、循环泵和下导管,其中循环杯主要用于反应物流的气液分离以尽量减少经循环泵循环回反应器的气体,它与循环泵和下导管一起构成液体循环回路,提供催化剂床层膨胀的循环液相流体;催化剂在线加排系统包括催化剂的在线加入系统和催化剂的在线排出系统,该系统可以保证反应器中催化剂活性的稳定、反应生成的产品性质稳定并能确保沸腾床装置的长周期稳定运转。还详细分析了国外沸腾床反应器的优缺点及沸腾床技术的最新发展趋势。     

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。     

渣油加氢装置反应温度操作初探

介绍渣油加氢处理装置在催化剂床层平均反应温度相同时，各催化剂床层反应温度的不同组合对产品质量和装置运转周期的影响。试验结果表明，在渣油加氢催化剂的级配装填系统中，催化剂床层平均反应温度相同时各催化剂床层反应温度的不同组合对加氢常压渣油产品性质影响较小。为了保持加氢装置的长周期运转，各催化剂床层反应温度不应随意调整，脱金属催化剂的反应温度应有一低限值。     

反应温度对渣油加氢反应过程的影响

以塔河常压渣油和沙轻减压渣油为原料,在高压釜反应器中研究了其它反应条件相同时,反应温度对渣油加氢反应过程的影响。结果表明,在实验所研究的反应温度内,两种渣油的转化率、汽柴油收率、硫和氮的脱除率都随反应温度的升高而增加,且在380～400℃均会出现一个拐点,证明高温有利于渣油的加氢转化和硫、氮的脱除,但由于焦炭产率随反应温度的升高而显著增加,引起催化剂失活速度加快,故渣油加氢反应温度不宜过高。硫含量较高的沙轻减渣的转化率、汽柴油收率、硫和氮脱除率均高于塔河常渣,说明大分子含硫化合物易于分解生成小分子物质,小分子再进入催化剂微孔中进一步发生加氢反应。     

沸腾床渣油加氢过程硫含量变化分析

对沸腾床渣油加氢过程中空速和温度对硫含量及分布的影响进行定量研究和考查.结果表明,原料和产物的硫含量随着馏出温度的增加呈现非均匀分布;与原料相比,不同空速下产物总的硫含量显著降低,馏出温度在320～480 ℃,产物硫含量高于原料;随着空速的降低,馏出温度480℃以上的重组分硫含量降低,但降低幅度变小,脱硫能力仅略微提高;在相对低温和高温区,随反应温度的升高,产物硫质量分数分布都趋于300 ～ 400 μg/g峰值;在相对低温区内,反应温度为420/420℃时硫含量最高值对应的馏出温度在560～ 660℃,反应温度降至410～420℃时,硫含量最高值对应的馏出温度区间收缩并略有前移,且馏出温度在560 ～700℃的硫含量随馏出温度升高而降低,馏出温度在480℃以下的组分随反应温度的升高硫含量也略有提高;馏出温度在530℃左右,出现硫质量分数为250 ～300μg/g高低转换的拐点;在相对高温区内,没有明显的硫含量高低转换拐点的出现,而是出现了最高硫质量分数为200 ～300 μg/g的近似均匀分布的对称轴.     

STRONG沸腾床渣油加氢工艺研究

采用STRONG沸腾床渣油加氢技术,在中试装置上,以伊朗渣油为原料进行了长周期运转试验.运转过程相当平稳,无生焦现象发生,催化剂带出量控制在1μg/g以内,脱金属率为60%～95%,脱硫率为50%～90%,转化率为40%～80%.     

渣油加氢装置大型反应器吊装方案研究

以某2.0 Mt/a渣油加氢装置中反应器的吊装为例,针对渣油加氢装置中大型反应器的吊装工作,从吊装工艺的选择、吊装平面及立面布置、场地处理、吊索具设计、有限元强度校核以及吊装的适用性、安全性和经济性等方面进行了研究比较,说明了如何确定和编制大型反应器的吊装方案,并对质量为2 000 t以上的反应器吊装工艺的选择提出了设想,提供了一种与之相配套的吊盖设计。最后指出大型反应器的吊装策划应纳入到项目的初步设计阶段,大型反应器吊装强度校核宜采用数值分析有限元法。大型反应器的吊盖尽可能做到系列化、标准化以避免重复制造,并能降低成本。     

加氢装置反应器床层阻垢剂的研制

从加氢反应器积垢组成分析出发,研究了床层结垢、压力降升高的原因。从机理出发研制了分别以降压和阻焦为主要功能的阻垢剂,并将该剂在中国石油化工股份有限公司济南分公司量整预加氢装置上进行了工业试验。10mL固定床反应器上的实验结果表明,该阻垢剂具有显著的降压和阻焦功能。当加剂量为100～130μg／g时,压力降降低幅度达100kPa左右,是起始压力降的27％～35％,降压效果显著;当加剂量为30μ∥g左右时,可维持床层压力降不升高,且该剂的加注对预加氢催化剂和产品质量不会造成影响。     

超临界水对渣油加氢催化剂性能的影响

以塔河常压渣油为原料,使用超临界水(SCW)(反应温度为400℃,氢初压为6.0 MPa条件下)对催化剂进行处理,并在剂油质量比为1∶10的条件下进行加氢转化实验,对比研究了SCW对渣油加氢反应过程中催化剂性能的影响.结果表明:SCW对渣油加氢反应过程中催化剂的表面积、孔体积和平均孔径等结构参数没有明显的影响;与空白试验相比,SCW条件下加氢反应转化率提高了2.41百分点,而加氢反应产物分布与空白试验相差不明显;与石英砂相比,SCW条件下催化剂可明显改善渣油加氢产物分布,在渣油转化率和焦炭产率较低的情况下,200 ～ 350℃馏分的收率提高了1.19百分点,350 ～ 500℃馏分的收率提高了2.99百分点,说明SCW对渣油加氢反应过程中催化剂的结构、活性不产生明显的影响.     

渣油加氢处理技术对劣质原料产物性质的影响

以中东典型劣质减压渣油为代表,考察了三相自循环加氢和固定床加氢处理组合工艺中的渣油性质变化。数据表明,在加氢处理中,80.9%的硫、32.3%的氮、72.5%的镍、87.4%的钒、57.0%的残炭和87.3%的沥青质被脱除,黏度降低了72.4%。分析了渣油中金属的脱除分布特点,66.5%的镍和75.3%的钒在s1过程中被加氢脱除,阻止了其在高活性催化剂上的沉积,延长了装置运转周期,起到了很好的保护作用。阐明了渣油在加氢处理过程中杂质组分的脱除规律,杂原子硫在四组分中的分布规律为芳烃胶质沥青质饱和烃,而氮在四组分中的分布规律为胶质芳烃沥青质,胶质较沥青质容易脱金属。     

重油加氢反应炉的改造设计

某炼油厂重油加氢反应进料加热炉由于原料性质变化以及高压换热器结垢等原因,不能长周期运行,需进行改造.针对重油加氢反应进料加热炉易结焦的特点,通过对加热炉的工艺操作参数以及结构合理性的分析,采用重新调整辐射炉管排列方式、更换燃烧器类型、对转油线应力分析等措施,使改造后加热炉在占地面积不变的情况下,设计热负荷提高大约44％,出口温度提高11℃,满足了工艺设计的要求.此次改造首次使用了“N型炉管排列”方式,有效利用了炉膛空间,只需改变人口炉管走向,大大减少配管专业的工作量.     

渣油加氢装置运行中存在问题及措施

对某炼油化工有限公司3.1 Mt/a高苛刻度渣油加氢装置工艺特点进行了介绍。分析了投产以来影响装置增加运行周期的径向温差大、分馏塔结盐严重和原料自动反冲洗过滤器冲洗频繁问题。指出反应器入口分配器"容垢"能力不足是径向温差大的主要原因;轻烃中Cl-和NH4+生成的NH4Cl析出结晶是导致分馏塔结盐的主要原因。针对这些问题分别采取了更换反应器入口分配器、采用蒸汽吹塔降低塔盘结盐对石脑油干点超标的影响、增上原料预过滤器等改造措施,并提出继续改进的思路和方法。采取措施后,装置脱硫率在80%左右,残炭脱除率在40%左右,金属脱除率在60%左右,催化剂效能得到最大限度的发挥。     

渣油加氢装置分馏部分流程分析

以2.4 Mt/a渣油加氢装置分馏部分进料条件为基准,对单塔流程、双塔流程Ⅰ、双塔流程Ⅱ3种分馏方案进行模拟计算,并进行技术经济对比.结果表明,单塔流程投资和能耗均最小,但该流程需要设置酸性气压缩机,装置分馏部分长周期运行的可靠性略低.双塔流程通过设置汽提塔,提高了装置长周期运行的可靠性,降低了柴油产品中的硫化氢含量.其中双塔流程Ⅰ设备投资比单塔流程高50万元,单位原料油能耗比单塔流程高147.39MJ/t;双塔流程Ⅱ设备投资比单塔流程低150万元,单位原料油能耗比单塔流程高94.55 MJ/t.因此,双塔流程Ⅱ可在最大程度上提高装置分馏部分长周期运行的可靠性,节省设备投资.     

反应时间对渣油加氢反应过程的影响

以塔河常渣和沙轻减渣为原料,在高压釜反应器中研究了反应时间对渣油加氢反应过程的影响。结果表明,在实验所研究的反应时间内,渣油转化率、汽柴油收率及硫、氮脱除率均随反应时间的延长而增加,但由于反应物浓度和催化剂活性的降低,反应时间超过2 h后,以上数据的增幅趋缓。延长反应时间,焦炭产率升高,且会影响装置的处理量,故渣油加氢装置的反应时间不宜过长。硫含量高的沙轻减渣更易于发生弱含硫化学键的断裂而生成较小的分子结构,所以沙轻减渣的转化率及硫、氮脱除率均高于塔河常渣。     

Effect of catalyst condition on sedimentation and conversion in the ebullated bed vacuum residue H-Oil hydrocracking

This study highlights the importance of the condition of the catalytic system in the ebullated bed vacuum residue hydrocracker on the performance of the unit, proving that not only feedstock quality but also catalytic system quality are the single variables which have the biggest impact on residue hydrocracker performance. During processing the same vacuum residual oil in the LUKOIL Neftohim Burgas H-Oil ebullated bed hydrocracker a variation of conversion between 56.6 and 73.0% was observed. A higher sedimentation and the resulted decreased reaction severity were provoked by a higher vanadium content in the catalyst in the second reactor and a higher arsenic determinant in the whole catalytic system. The reduction of the second reactor catalyst vanadium content along with a decrease of the arsenic determinant in the whole catalytic system allowed recovering the 16.4% loss of conversion during processing the same feedstock. The increase of reaction temperature at constant liquid hourly space velocity (LHSV) increases aromaticity of the unconverted vacuum residual oil product, most probably due to dealkylation of the side alkyl groups attached to the aromatic cores. The raise of temperature also had an effect on the increase of asphaltene conversion, a fact that is not always observed during EBRHC of vacuum residual oils from different origin.