加氢裂化装置优化

目录•前言•加氢裂化反应•加氢裂化原料油•加氢裂化催化剂•加氢裂化工艺•加氢裂化装置优化•结束语FRIPP目录•前言•加氢裂化反应•加氢裂化原料油•加氢裂化催化剂•加氢裂化工艺•加氢裂化装置优化•结束语FRIPP加氢裂化装置类型FRIPP装置类型转化率，%总压，MPa氢分压，MPa反应温度，℃缓和加氢裂化20-406-102.0-5.5350-440中压加氢裂化40-7010-115.0-9.5340-435高压加氢裂化50-10011-209.5-14.0350-450渣油加氢裂化(LC-FINING)65-1009.7-347.3-25.5385-450加氢裂化是一种临氢催化工艺，主要采用以下三种工艺流程：一段串联工艺流程单段工艺流程两段工艺流程加氢裂化工艺技术FRIPP一段串联加氢裂化工艺流程FRIPP分离器循环氢新氢循环油分馏塔转化产品原料油循环油单段加氢裂化工艺流程FRIPP分离器循环氢新氢循环油分馏塔转化产品原料油两段加氢裂化工艺流程FRIPP新氢分离器分离器循环氢原料油循环油分馏塔循环氢加氢裂化技术特点•催化剂活性高、选择性好、运转周期长并可再生使用•原料适应性强•进料可全部转化•液体产品收率高•产品方案灵活•产品质量好:杂质含量低、燃烧清洁、安定性好FRIPP加氢裂化技术应用范围原料油：•直馏蜡油•FCC轻循环油和回炼油•焦化蜡油•热裂化蜡油•脱沥青油•直馏和二次加工柴油•直馏和二次加工石脑油•常压渣油•减压渣油产品：•液化气•车用汽油•喷气燃料•柴油•取暖用油•催化重整进料•乙烯装置进料•FCC进料•润滑油料FRIPP加氢裂化技术加氢裂化技术是“油、化、纤”结合的核心，已在国内外得到广泛应用。目前世界主要国家加氢裂化装置总加工能力已达250Mt/a以上。我国现有加氢裂化装置加工能力也已达40Mt/a以上。“十二五”期间，我国还将有10多套加氢裂化装置建成投产。FRIPP目录•前言•加氢裂化反应•加氢裂化原料油•加氢裂化催化剂•加氢裂化工艺•加氢裂化装置优化•结束语FRIPP加氢裂化反应•脱硫、脱氮、脱氧和脱金属反应•烯烃加氢饱和反应•芳烃加氢饱和反应•多环环烷烃/环烷并芳烃开环反应•烷基环烷烃/烷基芳烃侧链断裂（即脱烷基）反应•烷烃/环烷烃异构化反应•异构烷烃加氢裂化反应FRIPP加氢处理反应S+H2CH3+H2S6RR加氢脱硫(HDS)：FRIPP加氢处理反应NH+H2CH3+NH36RR加氢脱氮(HDN)：FRIPP喹啉加氢脱氮(HDN)：NNHNNHC3H7NH2C3H7NH2C3H7C3H7C3H7C(sp2)-N断裂3C(sp)-N断裂NH2+NH3快快快加氢处理反应FRIPP加氢处理反应H2(H2S)M-PorphyrinMxSy+H-Porphyrin加氢脱金属(HDM):FRIPP加氢处理反应H3CCH3CH3+H2H3CCH3CH3烯烃加氢饱和：FRIPPFRIPP+R2H2R+3H2R多环芳烃加氢饱和：+R3H2R单环芳烃加氢饱和：加氢处理反应加氢裂化反应多环环烷烃加氢开环：FRIPP+2H2RR+RH2+RH环烷烃加氢脱烷基：FRIPP加氢裂化反应+RH2+RH芳烃加氢脱烷基：加氢裂化反应RCH3CH3RCH3CH3CH3烷烃异构化：FRIPP加氢裂化反应RCH3CH3CH3+iC4H8CH3异构烷烃加氢裂化：FRIPPCH3R+H2加氢处理和加氢裂化过程的副反应多环芳烃+烯烃烷基化-H2环化-H2焦碳前体结焦反应：FRIPP目录•前言•加氢裂化反应•加氢裂化原料油•加氢裂化催化剂•加氢裂化工艺•加氢裂化装置优化•结束语FRIPPFRIPP加氢裂化原料油原料油：•直馏蜡油•FCC轻循环油和回炼油•焦化蜡油•热裂化蜡油•脱沥青油•直馏和二次加工柴油•直馏和二次加工石脑油•原料油分类•石蜡基•中间基•环烷－中间基•环烷基FRIPP加氢裂化原料油•原料与产品质量关系-多环进，多环出•石脑油芳潜–环烷基环烷-中间基中间基石蜡基•喷气燃料烟点、柴油十六烷值–石蜡基中间基环烷-中间基环烷基•加氢裂化尾油BMCI值–环烷基环烷-中间基中间基石蜡基FRIPP加氢裂化原料油•氮含量–原料油中含氮化合物在加氢裂化过程中将以氨的形式脱除–原料氮含量增加，将增加加氢裂化预精制催化剂的运行负荷，并将抑制裂化段催化剂的裂化活性–通常可通过提高反应温度来补偿因原料氮含量升高所引起的催化剂活性损失，但这将影响装置运行周期FRIPP加氢裂化原料油•硫含量–原料油中含硫化合物在加氢裂化过程中将被转化为硫化氢–随着原料硫含量增加，加氢裂化液体产品收率将相应降低–原料硫含量增加将影响反应系统氢分压，进而影响催化剂加氢饱和能力和使用寿命–降低喷气燃料烟点和柴油产品十六烷值FRIPP加氢裂化原料油•沥青质–加氢裂化装置对原料沥青质量含量有严格限制，通常要求不大于100ppm–原料沥青质量含量超标将导致催化剂结焦积碳而快速失活，从而大大缩短催化剂使用寿命–可能引起高分乳化，导致油水分离困难–影响加氢裂化尾油作为乙烯裂解原料的质量，导致乙烯裂解炉清焦周期明显缩短FRIPP加氢裂化原料油•微量金属杂质–加氢裂化原料油中所含的微量金属杂质主要有Fe、Ni、V、Na、Cu、Pb等–加氢裂化原料油Fe离子含量通常很低，主要是由上游装置、原料储罐和加氢裂化装置本身设备、容器及其内构件、管阀件等腐蚀生成的FRIPP加氢裂化原料油•微量金属杂质–Fe离子进入加氢裂化反应器，与循环氢中的H2S反应，生成FeS，沉积在反应器催化剂床层顶部，形成硬壳，导致反应器催化剂床层压力降急剧上升，直至装置被迫中途停工撇头–通常要求加氢裂化装置原料油Fe离子含量小于2µg/g，并最好控制在1µg/g以下FRIPP加氢裂化原料油•微量金属杂质–馏分油加氢裂化，原料油中Ni、V等重金属含量通常很低，大多低于1ppm–当原料油为深拔蜡油或DAO时，Ni、V含量将明显提高–原料油中Ni、V等重金属将在催化剂上沉积，使催化剂孔道堵塞和中毒失活，缩短催化剂使用寿命–由金属沉积引起失活的催化剂通常不能再生使用FRIPP加氢裂化原料油•Cl离子–原料油中Cl离子在加氢裂化过程中将转化为HCl，容易在换热器低温部位与NH3反应，形成NH4Cl结晶沉积，引起垢下腐蚀，并可能在严重时导致循环氢系统压降异常升高–原料油Cl离子含量通常要求控制在2ppm以下–原料油Cl离子含量超标还可能加剧高压低温换热器、空冷器、高/低压分离器和产品分馏系统的腐蚀FRIPP加氢裂化原料油•游离水含量–加氢裂化原料油游离水含量通常要求控制在500ppm以下–原料油游离水含量超标可能导致催化剂活性金属组分聚集、分子筛晶体结构塌陷、载体表面结构/性质变化，从而影响催化剂使用寿命–由此引起失活的催化剂通常不能再生使用FRIPP加氢裂化原料油目录•前言•加氢裂化反应•加氢裂化原料油•加氢裂化催化剂•加氢裂化工艺•加氢裂化装置优化•结束语FRIPP加氢裂化催化剂加氢裂化是一种催化转化过程，其技术核心是催化剂。加氢裂化过程所用催化剂包括：加氢裂化催化剂加氢裂化预精制催化剂加氢保护剂加氢后精制催化剂FRIPP加氢裂化催化剂加氢功能:金属加氢组分•非贵金属：W-NiMo-NiMo-Co•贵金属：PtPd裂化功能:酸性裂化组分•无定形：无定形硅铝•分子筛：改性Y型沸石β沸石ZSM-5分子筛其它组分:Al2O3PFBTiZrSnZnCrFRIPP加氢裂化催化剂50多年来，加氢裂化催化剂开发取得了飞跃进步，一方面改善了无定形催化剂的性能，另一方面开发成功了含分子筛催化剂，并已达到了可以根据特定用户需要对催化剂进行“量体裁衣”的水平。目前和将来加氢裂化催化剂的主要发展方向是开发各种类型含分子筛催化剂。FRIPP国外加氢裂化预精制催化剂目前国外市场供应的预精制催化剂：UOP公司：HC-K/H,HC-P/R,HC-T,UF-210/220.Albemarle公司：KF-843,KF-846,KF-848,NEBULA-1/-20.Topsoe公司：TK-525,TK-555,TK-565,TK-605BRIM.IFP/AXENS：HR-348,HR-360,HR-448,HR-460,HRK-558,HTK-758,HDK-776.Chevron公司：ICR-114,ICR-134,ICR-154,ICR-174,ICR-178,ICR-179,ICR-D179.Criterion公司：DN-120,DN-180,DN-190,C-411,C-424,DN-3100,DN-3120,DN-3300,DN-3551.FRIPP国外加氢裂化催化剂目前国外加氢裂化催化剂主要供应商：UOP公司Chevron公司Zeolyst公司Albemarle公司FRIPP国外加氢裂化催化剂UOP公司：HC-14,HC-24,HC-34,HC-38,HC-170,HC-185,HC-190;HC-16,HC-26,HC-29,HC-33,HC-43,HC-53,HC-80,HC-150;HC-102,DHC-2,DHC-8,HC-22,DHC-32,DHC-39,DHC-41,HC-110,HC-115,HC-215;HC-18,HC-28,HC-35.Chevron公司：ICR-106,ICR-120,ICR-240;ICR-117,ICR-136,ICR-160;ICR-139,ICR-141;ICR-142,ICR-150,ICR-155,ICR-162,ICR-177;ICR-126,ICR-147;ICR-208,ICR-210;ICR-207,ICR-209,ICR-211;ICR-220.Zeolyst公司：Z-753,Z-763,Z-853,Z-863;Z-703,Z-713,Z-723,Z-733,Z-803;Z-503,Z-513,Z-603,Z-613,Z-623,Z-673;Z-743,Z-773;Z-2513,Z-3723,Z-3733,Z-5723.Albemarle公司：KF-1015,KC-2200,KC-2300,KC-2600,KC-2610,KC-2001;KF-1015MD,KC-2210,KC-2211,KC-2301,KC-2601,KC-2710,KC-2711;KF-1022,KF-1023,KF-1025,KC-3210.FRIPP加氢裂化催化剂FRIPP加氢裂化催化剂FRIPP加氢裂化催化剂FRIPP加氢裂化催化剂FRIPPUOP加氢裂化催化剂FRIPPUOP公司加氢裂化催化剂主要类型、牌号及工业化年代UOP加氢裂化催化剂FRIPPUOP加氢裂化催化剂FRIPPChevron加氢裂化催化剂FRIPPChevron加氢裂化催化剂FRIPPZeolyst加氢裂化催化剂FRIPPZeolyst加氢裂化催化剂FRIPPAlbemarle加氢裂化催化剂FRIPPAlbemarle加氢裂化催化剂FRIPP加氢裂化催化剂•我国是世界上最早掌握加氢裂化技术的少数几个国家之一，早在二十世纪五十年代就开始研究开发加氢裂化催化剂，至今已先后研制成功了几十种性能各异的加氢裂化催化剂，并在工业装置上广泛应用。FRIPPFRIPP在加氢裂化催化剂研究与开发方面已取得了重大进展，先后共开发成功了30多种用途不同、性能各异的加氢裂化及其配套催化剂，并形成了系列化，催化剂性能达到了当前国际先进水平，可满足不同用户的生产需求。目前，国内市场占有率达70%以上。FRIPP加氢裂化催化剂FRIPPFRIPP加氢裂化催化剂主要品种•高灵活性中油型加氢裂化催化剂3824390339713976FC-12FC-32•轻油型加氢裂化催化剂382539053955FC-24FC-52•高选择性中油型加氢裂化催化剂39013974FC-16FC-20FC-26FC-40FC-50•单段加氢裂化催化剂3973ZHC-01ZHC-02ZHC-04FC-14FC-28F