渣油加氢工艺的研究与应用

近年来,随着我国国民经济的迅猛增长、人们物质生活水平的极大提高及工业化进程的不断深入,国内油品交易市场对于石化产品和车用燃油的需求呈现出空前的热情,而与之形成鲜明对比的是国内原油供给不足的尴尬局面,为了保障工业生产及人们生活的正常需求,我国的原油大量依靠进口。在这种形势下,渣油的回收再利用成为业界普遍关注的热点问题,从组分构成我们可以看到：渣油中含有大量的硫、氮、重金属等有害杂质,而以国内现有的炼油技术水平,为了使渣油达到催化裂化等二次加工工艺条件,并符合国家相关环保要求,渣油加氢工艺是处理渣油最有效的工艺方案,其能够较为彻底的祛除渣油中硫、氮及残炭等杂质对环境的污染。本文从对渣油加氢工艺反应原理及影响因素的分析入手,介绍了当前几种常见的加氢工艺流程,并对渣油加氢工艺的应用现状进行了简要的说明。     

前沿科技——重油/渣油有机催化加氢浆态床工艺技术(JESO)

中国一直严重依赖原油进口,进口重质原油或高硫石油是大势所趋,而重油所产生的渣油处理是世界难题。为了解决炼油工业的重油轻化、工业标准、渣油处理、油品质量等四大难题,北京济安金信科技有限公司(简称济安金信)、济安永蓝(北京)工程技术开发有限公司(简称济安永蓝)与加拿大氢能技术合作伙伴以及国内著名工程公司强强联合,研制出了浆态床有机催化加氢(JESO)工艺技术。该技术使用浆态床工艺与油溶性有机催化剂相结合,开发了渣油加工创新工艺。有机催化剂颗粒为纳米级,具有很好的油溶性和分散性,有效地实现了加氢和抑焦功能。     

辽河坨子里渣油加氢残渣的延迟焦化试验研究

在小型焦化装置上,研究了辽河坨子里渣油加氢残渣的焦化性能和产物分布规律,愉及加氢试验条件对焦化产物分布的影响,试验结果表明,常压渣油和减压渣油加氢残渣能产物的分布和性质略有差别,焦化液体总收率只３９％－４４％,焦炭收率高达４３％～４８％,焦化汽油馏分和柴油馏分的安定性较差,氮含量较高,需要进一步加氢精制,焦化蜡油的氮含量高,不是良好的催化裂化原料,焦炭只能作工业燃料,随着加氢反应温度的升高,加氢残     

渣油加氢微膨胀床反应器中的气液流动状态及床层膨胀率

在常温常压下用模拟渣油和模拟氢气近似模拟了微膨胀床渣油加氢处理反应器内的气液流动状态,考察了催化剂粒径和堆密度、虚拟气液流速以及催化剂装填高度对催化剂床层膨胀率的影响。实验结果表明:大粒径、低堆密度的催化剂床层膨胀率较高;虚拟气速与床层膨胀率关系曲线上存在拐点,拐点值随催化剂装填高度增加而增大;虚拟液体流速对催化剂床层膨胀率影响较小;在工业操作条件下,微膨胀床渣油加氢处理反应器的催化剂床层膨胀率小于10%;催化剂装填高度对床层膨胀率有明显的影响,催化剂装填量较大时,需要采用较高的气油比才能保证催化剂床层处于微膨胀状态。     

实组分切割应用于渣油加氢全流程工艺模拟的研究

通过对不同切割方法的比较和渣油加氢工艺流程的分析，选定实组分切割的方法。根据实组分切割步骤对产品进行组分切割，从而计算反应器出口物流的组成和流量。应用切割后的实组分数据对渣油加氢工艺进行模拟，优化实组分组成及流量。模拟过程中，完善了蒸馏曲线划分原则、实组分选择原则，同时总结出了一套可供参考的通用实组分体系。模拟之后，流程中的主要设备参数和渣油加氢工艺产品的物料状态均与设计值吻合较好。     

渣油加氢处理反应动力学模型的建立

针对渣油加氢过程中不同功能催化剂级配装填的特点,运用中试装置对不同功能催化剂的渣油加氢处理动力学进行了分段和联合(3段合成1段)建立模型的研究。通过合理方法求解了动力学参数,并采用实测数据分别对分段和联合模型进行了验证。结果表明:所建立的两种模型都具有较好的预测能力和外推性,而分段建立动力学模型可为每段反应器操作条件及催化剂的级配装填优化提供更多的技术参考。     

辽河坨子里渣油加氢残渣的延迟焦化试验研究

在小型焦化装置上,研究了辽河坨子里渣油加氢残渣的焦化性能和产物分布规律,以及加氢试验条件对焦化产物分布的影响。试验结果表明,常压渣油和减压渣油加氢残渣焦化产物的分布和性质略有差别。焦化液体总收率只有３９％～４４％,焦炭收率高达４３％～４８％;焦化汽油馏分和柴油馏分的安定性较差,氮含量较高,需要进一步加氢精制;焦化蜡油的氮含量高,不是良好的催化裂化原料,焦炭只能用作工业燃料。随着加氢反应温度的升高,加氢残渣焦化产物中的汽油和柴油馏分的收率降低,液体总收率也降低,而焦化气体和蜡油的收率增加。     

助催化剂对孤岛渣油加氢脱氮的影响

研究了第一过渡系金属作为钼催化剂的助催化剂对孤岛渣油加氢脱氮的影响.加氢脱氮反应是在高压釜中进行的,温度为400±2℃,时间为1h,氢的初压为3.5MPa.实验表明,镍是孤岛渣油Mo催化加氢脱氮最好的助催化剂,其加氢脱氮反应遵循一级反应规律,而且以镍为助催化剂时,强碱氮、总碱氮、弱碱氮及总氮的脱除能力依次递减.     

渣油加氢脱金属催化剂的积炭分析

采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重(TGA)和固体核磁(¹³C NMR)等方法,研究渣油加氢脱金属过程中积炭在催化剂上的沉积类型、沉积过程及其结构演变.结果表明:催化剂表面上的积炭可明显地分辩为两种不同类型的炭,即致密炭和疏松炭.在整个渣油加氢脱金属过程中,随着反应的进行,积炭结构逐步由富脂肪型炭向芳香型炭转变,积炭的前后沉积模式存在明显的“先快后慢”特征.     

钼镍系列加氢处理催化剂的还原性,酸性及加氢脱硫性能

通过程序升温还原法和原位傅里叶红外光谱方法，研究了钼镍系列加氢处理催化剂的还原性质和酸性质，以噻吩为探针分子，用脉冲微反方法研究了该催化剂的加氢脱硫性能。研究表明，第三组分的加入，引起了该催化剂的表面酸性质和加氢脱硫性能的变化。     

博导简介

查庆芳，男，1944年出生于上海市，1967年毕业于天津大学化工系燃料化学及工艺专业。1984年至1986年在美国宾夕法尼亚洲立大学从事石油渣油与煤的共炭化研究，1990年短期访问法国，1995年至1997年在美国辛辛那提大学及宾夕法尼亚洲立大学从事重质渣油液相炭化的结构控制及重质渣油超界催化加氢的研究。     

我国渣油加氢处理与重油催化裂化组合工艺首次研制成功

我国渣油加氢处理与重油催化裂化组合工艺首次研制成功以石油大学（华东）炼制系阙国和教授为首的课题组与齐鲁石油公司胜利炼油厂合作，联合开发出渣油加氢处理（ＶＲＤＳ）－重油催化裂化（ＦＣＣ）组合工艺，该工艺是采用经ＶＲＤＳ工艺改质后的劣质孤岛减压渣油作为催...     

重油悬浮床加氢技术研究取得进展

抚顺石油三厂近日传出喜讯，年产5万t重油悬浮床加氢工业试验装置以新疆克拉玛依常渣油为原料的48h生产标定工作圆满结束，各项生产考核指标均达到试验预期目的。这标志着中国石油天然气集团公司历经十余年自主开发的重油悬浮床加氢技术首次工业化试验取得阶段性成果。     

蜡油加氢装置的全流程模拟与变工况氢耗计算

加氢反应过程及其氢耗是炼厂氢气资源高效、合理利用的关键。为了获得变工况条件下加氢处理过程中氢耗与全流程参数变化的耦合关联,将硫化物、氮化物和芳烃各分为4个集总,采用ASPEN Plus对蜡油加氢工艺全流程进行模拟,采用某炼化企业的蜡油加氢处理装置操作参数与原料产品性质对模拟结果进行验证。在全流程模拟的基础上,对蜡油加氢处理装置在原料硫含量和加工负荷变工况条件下氢耗进行了计算和分析。研究表明:利用反应动力学的全流程模拟所得氢耗随加工负荷的变化趋势与经验关联式所得结果一致,氢耗随原料硫含量的变化较经验关联式更接近实际生产。基于流程模拟的基础数据可以为工艺流程中加氢反应氢耗计算提供更深入的理解。     

钼镍系列加氢处理催化剂的还原性、酸性及加氢脱硫性能

通过程序升温还原法和原位傅里叶红外光谱方法，研究了钼镍系列加氢处理催化剂的还原性质和酸性质．以噻吩为探针分子，用脉冲微反方法研究了该催化剂的加氢脱硫性能．研究表明，第三组分（如ＴｉＯ２、Ｐ２Ｏ５）的加入，引起了该催化剂的表面酸性质和加氢脱硫性能的变化．     

碳四加氢装置扩能改造技术探讨

碳四加氢装置初步设计处理能力为4.7t/h,目前碳四加工量最高达到7t/h。通过对加氢装置原有设备核算,找出制约提高加氢产能瓶颈,为装置的扩能改造做准备,改造后可以将处理能力提升至10t/h。     

加氢焦化汽油中正、异构烃的吸附分离及优化利用

采用5A分子筛吸附分离加氢焦化汽油中的正、异构烃。以正构烃为优质乙烯裂解原料,非正构烃为优质催化重整原料或高辛烷值汽油调和组分,考察了正构烃的吸附曲线。结果表明:与加氢焦化汽油相比,正构烃在相同的工艺条件下可使乙烯收率提高11%,吸余油的芳烃潜含量提高14%。模拟计算结果表明:吸余油的研究法辛烷值提高约30个单位,可作为高辛烷值汽油调和组分,该分子管理的工艺路线可显著提高加氢焦化汽油的利用效率。     

15万t/a焦化蜡油加氢项目经济技术分析

介绍了焦化蜡油的物化性能、市场现状及国内蜡油加氢制造工艺。提出了用兰州石化公司炼油厂延迟焦化蜡油通过加氢处理后作为催化裂化的原料,通过加氢精制后可以有效地脱除焦化蜡油中的硫、氮等杂原子化合物,并能降低残炭,提高焦化蜡油的转化率,增加汽油的收率,以减少催化裂化装置的生焦率和提高装置的裂化性能和处理量。     

生物质粗油品加氢精制技术现状分析

以生物质能源作为化石能源的替代品将会在能源应用领域发挥重要作用,生物质热解所制备的生物粗油具有原料价格低廉、再生能力强、运输方便、热值较高等特点,经过转化后可作为液体燃料和并为化工行业提供原料。催化加氢、催化裂解、添加溶剂及乳化等是目前主要的生物油改性提质的有效手段。催化加氢和催化裂解工艺应用前景较好,但须提高油品的产率和稳定性、寻找适合的催化剂并降低工艺运行成本;乳化方法无需复杂化学操作但须降低成本并防止腐蚀发生;水蒸气重整生物油制氢须在机理研究方面进行深入探讨。将加氢提质工艺与其他方法如催化酯化、缩合、催化裂解等工艺进行系统集成,提高过程经济效益,将是生物油加氢精制技术发展的新方向。     

稠油常压渣油悬浮床加氢残渣焦化的可行性研究

在小型焦化装置上，研究了克拉玛依炼油厂稠油常压渣油加氢残渣的焦化性能和焦化产物的分布规律，同时分析了将其作为稠油减渣焦化的调和进料时对焦化产物分布的影响。结果表明，加氢残渣焦化液体收率只有53％～59％，焦炭收率高达27％～34％，液体产物的氮含量较高，焦炭中的硫、氮含量和灰分都很高，焦炭中富集了焦化原料中39％～50％的硫和81％～85％的氮；加氢残渣不适于单独作为焦化的进料；稠油减渣中调入：10％加氢残渣生产的焦炭仍能满足3号B类石油焦的要求，且产物中的汽油、柴油馏分收率变化不大，产物中的硫、氮分布与稠油减渣焦化产物中的硫、氮分布相差也不大。