渣油加氢处理技术1

渣油加氢处理技术中国石化抚顺石油化工研究院胡长禄渣油加氢处理技术一、石油资源和消费二、重油加工工艺三、进口原油渣油的特点和化学反应四、油固定床加氢技术特点和作用五、渣渣油加氢系列催化剂及特点六、原料性质对加氢过程的影响七、工艺条件对渣油加氢过程的影响八、固定床渣油加氢装置操作要点一、石油资源和消费全球剩余探明常规石油储量：1628.2亿吨OPEC:1219.6亿吨74.9%非OPEC:243.1亿吨14.9%前苏联：165.5亿吨10.2%可供开采40年2004年常规石油储量主要油区储量：1437.4亿吨88.2%中东地区:1005.3亿吨61.7%非洲地区:153.7亿吨9.4%中南美洲地区：138.6亿吨8.5%北美地区：83.5亿吨5.1%亚太地区：56.3亿吨3.5%2004年主要地区常规石油储量沙特：359.9亿吨22.1%伊朗:181.5亿吨11.1%伊拉克:157.5亿吨9.7%科威特：135.6亿吨8.3%阿联酋：134.0亿吨8.2%委内瑞拉105.8亿吨6.5%俄罗斯99.0亿吨6.1%哈萨克斯坦：54.3亿吨3.3%利比亚：53.6亿吨3.3%2004年主要国家常规石油储量尼日利亚：48.3亿吨3.0%美国:40.2亿吨2.5%中国:23.4亿吨1.4%加拿大：23.0亿吨1.4%卡塔尔：20.8亿吨1.3%墨西哥20.3亿吨1.2%阿尔及利亚16.2亿吨1.0%巴西：15.4亿吨0.9%2004年主要国家常规石油储量全球近7000亿吨超重原油、油页岩和油砂加拿大原始地质储量2232.9亿吨目前技术可开采储量431.5亿吨经济可开采储量238.3亿吨非常规石油储量世界高酸原油（1.0mgKOH/g）产量/万吨地区1998200020022004北欧2250300036253700美洲4550705090759675西非50085012752375远东3850385039754025总计114501477517950197752020年能源消费:2900Mt标准煤，年均增长率为:6.11302.9719702240290050000500100015002000250030003500400045005000标准煤,Mt20002004201020202050中国未来能源消费预测2004年中国和全球能源消费构成能源石油天然气煤核能水能中国,%22.32.569.00.85.4世界平均,%36.823.727.26.16.22004年中国和全球能源消费对比中国/全球全球/中国•石油:0.611.65•天然气:0.109.48•煤:2.540.39•核能:0.137.62•水能:0.871.151970-2004年中国能源消费变化010203040506070809019701980199019951997200020022004时间%石油天然气煤核能和水能1991－2005年中国进口原油02040608010012014019911992199319941995199619971998199920002001200320042005时间进口油,Mt2005年中国进口原油127.08Mt2003年进口含硫原油的比例达到50％1026395005101520253035404550含硫原油,%19972000200120031997－2003年中国进口含硫原油1990－2004中国石油产品消费1990－2004中国石油产品消费2004年石油产品消费161.44Mt增长:112.4786Mt年均增长率:16.41%汽油年均增长率:10.08%煤油年均增长率:15.10%柴油年均增长率:21.33%1990－2004中国石油产品消费石油产品消费汇总，Mt汽油煤油柴油总计199019.52693.410726.023848.9614199526.71174.667041.659373.038200036.79609.132370.5008116.429200447.0910.62103.73161.44增长,Mt27.56317.209377.7062112.4786年均增长率,%10.0815.1021.3316.41中国石油产品消费预测石油产品(汽油,煤油和柴油)消费:2000:109.20Mt2005:167.76Mt2010:216.00Mt2015:259.00Mt中国石油产品消费预测石油产品消费汇总,Mt汽油煤油柴油总计200035.557.4066.25109.20200543.0010.0084.90137.90201051.6013.00108.40173.00201559.0016.10129.90205.00二、重油加工工艺重油加工工艺◆脱炭过程◆加氢过程重油加工工艺►脱炭过程:◆催化裂化◆焦化◆热裂化◆减粘裂化◆溶剂脱沥青重油加工工艺►加氢过程:◆固定床加氢工艺◆ARDS-常压渣油加氢工艺◆VRDS-减压渣油加氢工艺◆悬浮床加氢工艺◆移动床加氢工艺◆沸腾床加氢工艺1996年世界渣油转化能力工艺总计,104t/年%焦化1958531.2加氢1210519.3催化裂化943515.0溶剂脱沥青18352.9减粘裂化1986531.6总计62825100.01999年世界渣油转化能力工艺总计,千桶/天%焦化421828.7加氢267618.2催化裂化297520.2溶剂脱沥青4593.1减粘裂化436229.7总计14690100．0渣油加氢转化能力能力,104t/年%固定床10465.580.0沸腾床2138.315.5移动床1125.08.2悬浮床42.50.3总计13771.3100.02005年中国重油加工能力◆2004年重油加工能力:328.0Mt/年2004年中国重油加工◆加氢:5.578Mt/年4.03%◆焦化:30.047Mt/年21.73%◆催化裂化:91.244Mt/年65.98%◆溶剂脱沥青:5.830Mt/年4.22%◆减粘裂化:5.590Mt/年4.04%总计138.289Mt/年100.0%2004和2005年中石化重油加工2004(Mt/年)%2005(Mt/年)%◆加氢:3.5624.633.3854.19◆焦化：18.76824.4023.57529.15◆催化裂化:48.32162.8347.98059.32◆溶剂脱沥青:4.2485.524.3845.42◆减粘裂化:2.0172.621.5571.92总计76.916100.080.881100.0世界主要国家渣油加氢能力国家原油加工能力万吨/年渣油加氢能力万吨/年占原油加工能力，%美国8311738164.59日本23835334514.03中国台湾4600122526.63韩国128014503.52中国大陆289515501.90渣油加氢技术发展动力►世界原油资源有限►原油变重、变劣►重油和稠油的产量不断增加►二次采油比例逐渐增加►含硫原油的比例逐渐增加渣油加氢技术发展动力►中间馏分油的需求量增加世界中间馏分油需求量年代1973198019902000中间馏分需求量/%30313639-41中国中间馏分油和残渣燃料油需求量年代199019952000煤油需求量/%4.04.94.8柴油需求量/%26.230.734.4燃料油需求量/％33.220.413.7环保法规越来越严格►世界主要国家环保控制大型固定式装置污染源的排放标准SO2排放标准NOX排放标准磅/106英热单位克/标米2ppm磅/106英热单位克/标米3ppm美国日本比利时(1980执行)西班牙(1980执行)0.81.12.03.0400300(1)70010000.30.40.3200150环保法规越来越严格►欧洲委员会要求炼油厂2000年硫回收率不低于83%，石油产品中带走的硫不大于15%，生产过程排放的硫不大于2%。►我国大气污染物综合排放标准GB16297-1996规定：现有污染源排放的SO2最大允许浓度1200mg/m3，新污染源的最大允许排放浓度960mg/m3，同时对烟气排放的硫化物的总量还有严格的规定。环保法规越来越严格►根据上述规定，现有污染源的原料油的硫含量不大于0.38%，新污染源的原料油的硫含量不大于0.30%。新修订的环保法规对污染物的排放浓度和总量的要求更加严格.渣油加氢技术发展历史◆最早的渣油加氢工艺技术始于20世纪50年代,采用含硫或高硫原油的馏分油加氢脱硫,脱硫后的减压馏分油再与减压渣油混兑以生产硫含量大于1%的燃料油,此过程称为间接脱硫过程。◆到60年代，该技术已比较成熟，得到大量工业应用，到1973年底全球共建成间接脱硫装置40多套。渣油加氢技术发展历史◆70年代后,由于世界各国对燃料油的硫含量限制越来越严格,一般均要求燃料油的硫含量要求1%，高度工业化地区要求0.7%。◆使用间接脱硫过程已不能满足生产低硫燃料油的要求，只能采用渣油固定床直接加氢脱硫过程以生产低硫燃料油。渣油加氢技术发展历史◆世界上第一套固定床渣油加氢装置由UOP公司设计，于1967年10月在日本出光兴产公司千叶炼油厂建成投产，到1972年全球共建成10套渣油加氢装置，到1979年增加到21套，到2004年增加到57套。◆80年代以前的渣油固定床加氢处理装置，主要以生产低硫燃料油为目的，渣油加氢转化率低，杂质脱出率相对较低。渣油加氢技术发展历史◆进入80年代后，由于催化剂等技术水平的提高，渣油加氢转化率高，杂质托出率较高，不仅能为下游的催化裂化装置提供高质量的原料油，而且还能生产部分高质量柴油六分和石脑油馏分。渣油加氢技术发展历史◆为了使渣油固定床加氢装置可以加工更加劣质的渣油原料，同时延长固定床渣油加氢装置的运转周期。Chevron公司于1979年开始开发OCR工艺技术，1992年在日本爱知炼厂建成第一套OCR移动床加氢工业装置。◆Shell公司开发了的Hycon移动床工艺技术，于1989年代初在荷兰Pernis，Nederland炼油厂建成第一套125万吨/年Hycon工业装置。◆法国石油研究院（IFP）开发了HYVAHL-M移动床渣油加氢处理工艺技术。渣油加氢处理工艺技术►悬浮床加氢工艺►移动床加氢工艺►沸腾床加氢工艺►固定床加氢工艺渣油加氢工艺反应器类型固定床(滴流)移动床(逆流)移动床(顺流)沸腾床(流化态)浆液反应器渣油+H2生成油+H2渣油+H2生成油+H2催化剂催化剂生成油+H2渣油+H2催化剂催化剂渣油+H2生成油+H2催化剂催化剂生成油+H2+催化剂渣油+H2+催化剂渣油加氢处理工艺技术►悬浮床加氢工艺:◆VCC工艺：德国Veba公司，17.5万吨/年工业示范◆Canmet工艺：加拿大矿产能源部，25万吨/年工业示范◆HDH工艺：委内瑞拉INTEVEP公司，1万吨/年中试◆Aurabon：UOP公司，中试◆M-Coke：Exxon公司，中试◆(HC)3：Alberta研究机构，小试◆Tervahl-C：IFP，5万吨/年示范世界悬浮床加氢工艺工艺名称VCCCanmetAurabonSOCMRHHDHHFCMicro-cat开发公司维巴公司加拿大矿产和能源技术中心UOP日本千代田公司等出光兴产公司，凯洛格公司英特维普公司日本国力污染与资源研究所埃克森公司工业装置，kt/a17.52512.517.5中试75(设计)小试小试原料油阿拉伯渣油冷湖渣油博斯坎渣油米纳斯渣油阿拉伯重渣油Morichal渣油伊朗重渣油冷湖渣油S，m%5.56.05.85.14.23.61金属，ppm2304731614168665417温度440-490435-455400-450478420-480420-470420-460440压力,Mpa15-2513.614-2122.06.0-8.013.07-1517.0操作条件空速,h-10.2-2.00.3-1.00.7-1.30.3-1.2催化剂，添加物含Ni,Fe褐煤一水合硫酸铁V