固定床渣油加氢技术交流材料.pptx

2024/9/22 周日1 内内 容容一、一、S-RHTS-RHT渣油加渣油加氢技技术研研发进展展二、工二、工业应用用结果果三、三、结束束语2024/9/22 周日2渣油加氢在技术上究竟要解决什么问题？渣油加氢与催化裂化组合渣油加氢与催化裂化组合2024/9/22 周日3进料氮含量对FCC汽油收率的影响2024/9/22 周日4进料氮含量对FCC柴油收率的影响2024/9/22 周日5进料多环芳烃含量对FCC收率的影响2024/9/22 周日6进料金属污染对FCC催化剂活性的影响2024/9/22 周日7进料金属污染对FCC产品收率的影响对于一套典型于一套典型RFCC装置而言，渣油加装置而言，渣油加氢提供的原料油中减少提供的原料油中减少1ppm的的Ni+V，渣油催化裂化催化渣油催化裂化催化剂的消耗最多可减少的消耗最多可减少25%。2024/9/22 周日8渣油加渣油加氢目的目的深精制，浅裂化。深精制，浅裂化。2024/9/22 周日92024/9/22 周日10长周期要求催化周期要求催化剂有良好的活性和容有良好的活性和容杂质能力；能力；由由于于反反应复复杂，须采采用用多多种种催催化化剂组合合，各各种种催催化化剂之之间的活性匹配和装填比例不易掌握；的活性匹配和装填比例不易掌握；脱脱除除的的金金属属和和反反应伴伴生生的的焦焦炭炭等等固固体体物物在在催催化化剂床床层上的沉上的沉积分布分布难以控制。以控制。达成工达成工艺目目标的技的技术难点点2024/9/22 周日11深入开展基础研究深入开展基础研究 渣油性质的深入分析沸点最高分子量最大杂原子最多结构最复杂馏分重高密度高粘度高残炭H/C比低。影响加工过程的物性：金属沥青质残炭值硫、氮粘度等。2024/9/22 周日12渣油中渣油中Ni、V、S和残炭分布和残炭分布2024/9/22 周日13典型中典型中东渣油金属分布渣油金属分布绝大多数的金属存在于沥青质和胶质中，占总量的97%，虽然沥青质的含量很低，但其金属的相对含量最高。系统的研究还发现，硫，氮等均表现出相似的分布规律。组分组分原料原料胶质胶质沥青质沥青质含量，含量，%10023.64.6Ni+V,ppm120309930权重比例，权重比例，%10061362024/9/22 周日14金属金属杂质脱除情况脱除情况组分组分胶质胶质沥青质沥青质金属杂质金属杂质Ni，g/gV，g/gNi，g/gV，g/g原料原料79.6229.5226.3704.0加氢渣油加氢渣油18.723.5200.9200.0沥青质中的金属杂质脱除难度高于胶质，Ni的脱除难度高于V。2024/9/22 周日15胶胶质组分分脱脱金金属属比比沥青青质组分分容容易易的的多多，因因为胶胶质分分子子小小，易易扩散散至至催催化化剂内内部部，脱脱除除的的Ni和和V沉沉积在催化在催化剂孔道深孔道深处；而而沥青青质分分子子较大大，扩散散速速度度比比胶胶质慢慢的的多多，并并且且它它的的空空间阻阻碍碍也也较大大，不不易易进入入催催化化剂孔孔道道内内，金金属属脱脱除除相相对较困困难。钒的的存存在在结构构使使它它更更容容易易脱除，脱除，约是是镍的的7倍。倍。2024/9/22 周日16金属在各金属在各类催化催化剂中的脱除率中的脱除率金属脱除率,%HDM1 HDM2 HDS HDN1 HDN2金属在各类催化剂中的脱除率2024/9/22 周日17长周期运周期运转关关键提高脱金属催化提高脱金属催化剂的脱金属容金属能力的脱金属容金属能力使大分子使大分子沥青青质进入催化入催化剂孔道内部孔道内部减少催化减少催化剂表面反表面反应是消除床是消除床层热点关点关键因素之一因素之一优化催化化催化剂级配，使反配，使反应功能互相促功能互相促进，均化反，均化反应负荷荷2024/9/22 周日18催化催化剂的改的改进思路思路催化催化剂研研发总体思路和目体思路和目标：催化催化剂孔道性孔道性质的改善，改善的改善，改善扩散散传质效果和效果和反反应性能的提升；性能的提升；催化催化剂的容的容杂质量的提高和量的提高和杂质沉沉积分布合理分布合理化。化。改善改善扩散散传质 提高提高沥青青质转化能力化能力具有双峰孔结构的催化剂的SEM图（1万倍）具有双峰孔结构的催化剂的SEM图（3万倍）大孔作大孔作为扩散通道，散通道，进入入较小孔内小孔内进行反行反应。改善孔分布及引入改性助改善孔分布及引入改性助剂改善活性金属与改善活性金属与载体的相互作用：体的相互作用：引入助引入助剂A后后,Mo分散度分散度优于无助于无助剂A催化催化剂,活性活性组分分结合能合能变小，利于催化小，利于催化剂活化。活化。H2还原温度降低原温度降低约10。助助剂名称名称A无无金属分散度金属分散度0.09390.0920IMo/IAl结合能合能232.43232.56Mo(3d)优化化催催化化剂孔孔结构构：新新剂孔孔径径小小于于6nm的的孔孔容容占占总孔孔容容的的比比例例为21.8%，参参比比剂为48.8%。减小了。减小了27个百分点。个百分点。2024/9/22 周日21改改进活性金属活性金属负载技技术-SEM-EDS线扫描描催化催化剂的金属分布的金属分布扫描描图2024/9/22 周日22工工艺研究研究进展展研究反研究反应回答回答诸多的多的为什么；什么；搞清楚各搞清楚各类催化催化剂的适宜反的适宜反应环境；境；从定性到定量。从定性到定量。2024/9/22 周日23工工艺研究的数学化模型化研究的数学化模型化2024/9/22 周日24硫模型硫模型计算算结果果 2024/9/22 周日25残炭模型残炭模型计算算结果果 2024/9/22 周日26操作曲操作曲线模型模型预测结果果2024/9/22 周日27催化催化剂级配配优化方法化方法动力学模型法力学模型法v需大量需大量实验数据数据进行行动力学力学计算，最算，最终需要需要试验验证。实验法法v费时，费力，但力，但实验数据准确，指数据准确，指导性性强。2024/9/22 周日28颗粒尺寸粒尺寸活性活性大大低低小小高高酸酸性性弱弱强空隙率空隙率大大孔径孔径大大小小渣油固定床加渣油固定床加氢装置装置长周期运周期运转的关的关键：催化催化剂合理合理组合，同步失活；合，同步失活；活性与活性与稳定性平衡定性平衡小小催化催化剂级配装填技配装填技术高高S、N、CCR和金属的渣油和金属的渣油低低S、N、CCR和金属的和金属的RFCC原料原料2024/9/22 周日29周期最高温度床层温度:初期活性高，但容金属能力低:容金属能力高，初期活性低:容金属能力和活性达到平衡催化剂级配工工艺流程的改流程的改进经过几十年的几十年的发展，渣油固定床加展，渣油固定床加氢工工艺本身已非本身已非常成熟。常成熟。工工艺研研发方向之一：工方向之一：工艺组合，提高效益（下篇合，提高效益（下篇报告会提到与沸告会提到与沸腾床床组合）。合）。二次加工油性二次加工油性质差，差，难于于处理，附加理，附加值低。低。改改进工工艺流流程程，增增强原原料料适适应性性，延延长装装置置操操作作周周期，降低装置能耗。期，降低装置能耗。2024/9/22 周日30FRIPP的的SFI工工艺技技术2024/9/22 周日31缓解稀解稀释蜡油不足蜡油不足改善改善联合装置合装置产品分布，增加品分布，增加轻质产品收率品收率减少减少设备投投资，节能降耗能降耗2024/9/22 周日32R1R2R3R4R5可加工可加工总金属含量大于金属含量大于120 g/g的劣的劣质渣油及渣油及铁钙含量高的原料。含量高的原料。温度温度换空速的操作模式（前置反空速的操作模式（前置反应器的器的较高温操作），依此提升下游高温操作），依此提升下游 高活性催化高活性催化剂体体系的活性以及系的活性以及稳定性。定性。该技技术目前成功目前成功应用于石家庄用于石家庄炼化化150万吨万吨/年渣油加年渣油加氢装置装置FRIPP的前置可切出保的前置可切出保护反反应器技器技术技技术改改进研究成果研究成果在工在工业装置上的装置上的应用用2024/9/22 周日33项 目目单位位掺炼前前掺炼后后减渣减渣进料流量料流量t/h127.3133.3轻蜡油蜡油进料流量料流量t/h28.616.7重蜡油重蜡油进料流量料流量t/h7364.1催化裂化柴油催化裂化柴油进料流量料流量t/h026.6一反入口一反入口压力力MPa17.917.9平均反平均反应温度温度CAT397.9399.1循循环氢流量流量Nm3/h249288251083补充充氢流量流量Nm3/h3715838753SFI技技术在金陵的在金陵的应用用掺炼催柴前后渣油加催柴前后渣油加氢装置操作条件装置操作条件对比比项目目单位位掺炼前前掺炼后后原料原料加加氢常渣常渣原料原料加加氢常渣常渣密度密度(20)kg/m3961.0918.3974.0916.6硫含量硫含量%2.600.382.600.34氮含量氮含量g/g1458115113491065残炭残炭值%9.484.799.504.31金属含量金属含量 Nig/g18.56.318.54.4 Vg/g17.73.217.52.5胶胶质%14.175.3913.015.11沥青青质%1.781.321.601.10掺炼催柴前后渣油加催柴前后渣油加氢产品性品性质变化化SFI技技术在金陵的在金陵的应用用项目目渣油加渣油加氢装置装置掺炼前前掺炼后后进料料，吨吨/天天减渣减渣进料流量料流量30563198轻蜡油蜡油进料流量料流量986722重蜡油重蜡油进料流量料流量17521538催化裂化柴油催化裂化柴油进料流量料流量0639氢气气8895进料合料合计58826192出出料，料，吨吨/天天低分气低分气7779干气干气2022石石脑油油211212产品柴油品柴油413457产品渣油品渣油49415135外排外排污油油122180硫化硫化氢98107出料合出料合计58826192SFI技技术在金陵的在金陵的应用用掺炼催柴前后渣油加催柴前后渣油加氢产品分布品分布变化化SFI技技术在金陵的在金陵的应用用项目目催化裂化装置催化裂化装置掺炼前前掺炼后后差差值进料量料量/th-1410410反反应温度温度/520519密相温度密相温度/705705加加氢常渣比例常渣比例,%47.449.2+1.8+1.8干气收率，干气收率，%5.224.65-0.57-0.57液液态烃收率，收率，%19.4718.58-1.16-1.16汽油收率，汽油收率，%41.3743.52+2.15+2.15柴油收率，柴油收率，%19.7521.43+1.68+1.68油油浆收率，收率，%5.033.43-1.6-1.6焦炭收率，焦炭收率，%6.964.15-2.81-2.81轻质油收率，油收率，%61.1264.95+3.83+3.83轻液体收率，液体收率，%80.5983.53+2.94+2.94掺炼催柴前后催化裂化催柴前后催化裂化产品分布品分布变化化石家庄石家庄150万吨万吨/年年S-RHT装置概况装置概况年开工年开工时数：数：8400小小时；空速：空速：0.19-0.21h-1氢分分压：15.7 MPa反反应器直径：器直径：5400 mm反反应器入口器入口氢油体油体积比：比：600因原料因原料铁钙含量含量较高，采用前置保高，采用前置保护反反应器可切出器可切出技技术，2014年年8月月10日日完成装完成装剂。新型新型剂在茂名渣油加在茂名渣油加氢装置的装置的应用用2024/9/22 周日39时间2014年年2月月20日日反反应系列系列列列列列(FRIPP)原料油流量原料油流量,t/h/列列150150总反反应平均温度平均温度,384.8384.8冷高分冷高分压力力,MPa15.5915.60冷冷氢量量,Nm3/h4663851562循循环氢流量流量,Nm3/h8272082277装置于装置于2013年年11月月21日切日切换渣油原料，至渣油原料，至标定已运行定已运行3个月个月装置装置设计进料料125 t/h/列列，实际按按120%负荷运行荷运行茂名渣油加茂名渣油加氢装置装置标定条件定条件新型新型剂在茂名渣油加在茂名渣油加氢装置的装置的应用用2024/9/22 周日40项 目目滤后原料后原料密度密度(20),kg/m3985.3粘度粘度(100),mm2/s83.83C,m%84.76H,m%10.81S,m%3.00N,g/g3181残炭残炭,m%13.38Ni,g/g29.36V,g/g54.03Fe,g/g4.86Ca,g/g4.09Na,g/g4.71饱和和烃,m%38.56芳香芳香烃,m%40.20胶胶 质,m%18.67沥青青质,m%2.57茂名渣油加茂名渣油加氢装置装置标定原料性定原料性质新型新型剂在茂名渣油加在茂名渣油加氢装置的装置的应用用2024/9/22 周日41样品品列列热热高分高分列列热热高分高分(FRIPP)密度密度(20),kg/m3937.4936.5粘度粘度(100),mm2/s27.7325.48C,m%86.9086.85H,m%12.1012.11S,m%0.320.35N,g/g18271641残炭残炭,m%5.194.98金属金属Ni,g/g7.466.68V,g/g5.735.29Fe,g/g2.722.51Ca,g/g2.922.47Na,g/g0.480.42四四组分分饱和和烃,m%48.5848.07芳香芳香烃,m%41.9044.27胶胶 质质,m%8.787.02沥青青质,m%0.740.63茂名渣油加茂名渣油加氢装置装置标定定热高分油性高分油性质新型新型剂在茂名渣油加在茂名渣油加氢装置的装置的应用用2024/9/22 周日42反反应系列系列列列热热高分高分350列列热热高分高分350(FRIPP)密度密度(20),kg/m30.94400.9438C,m%86.9886.90H,m%11.9712.02N,g/g19902003残炭残炭,m%6.136.07茂名渣油加茂名渣油加氢装置装置标定加定加氢常渣性常渣性质新型新型剂在茂名渣油加在茂名渣油加氢装置的装置的应用用2024/9/22 周日43样品品系列系列系列系列(FRIPP)物料平衡物料平衡，m%干气干气1.361.21液化气液化气9.079.65汽油汽油馏分（分（C5200）39.8940.38柴油柴油馏分（分（200350）20.5020.26重油（重油（350）19.5119.09焦炭焦炭9.679.41合合计100.00100.00轻质油收率，油收率，m%60.3960.64转化率，化率，m%59.9960.65加加氢常渣常渣RFCC试验产品分布品分布新型新型剂在茂名渣油加在茂名渣油加氢装置的装置的应用用2024/9/22 周日44茂名渣油加茂名渣油加氢装置装置现场分析原料及分析原料及热高分油硫含量高分油硫含量新型新型剂在茂名渣油加在茂名渣油加氢装置的装置的应用用2024/9/22 周日45茂名渣油加茂名渣油加氢装置装置现场分析原料及分析原料及热高分油残炭含量高分油残炭含量新型新型剂在在齐鲁渣油加渣油加氢装置的装置的应用用2024/9/22 周日46项 目目硫含量，硫含量，%残炭，残炭，%采采样时间原料原料A列列B列列（FRIPP）原料原料A列列B列列（FRIPP）2014年年7月月4日日2.70.490.389.673.103.022014年年8月月6日日2.280.340.359.883.984.15齐鲁渣油加渣油加氢装置装置现场热低分油分析数据低分油分析数据结 语 S-RHTS-RHT 技技术是是一一项环境境友友好好的的炼油油技技术，可可以以广广泛泛适适用用于于劣劣质重重油油的的加加氢处理理，能能够为原原料料综合合利利用用及及全全厂厂质量量升升级提提供供强有有力力的的技技术支持。支持。FRIPP在在渣渣油油加加氢领域域不不断断研研发创新新，使使S-RHTS-RHT 固固定定床床渣渣油油加加氢技技术达到当今世界同达到当今世界同类技技术的先的先进水平。水平。三三十十年年的的不不辍耕耕耘耘，在在在在S-RHTS-RHT 技技术日日臻臻完完善善的的同同时，技技术研研发团队逐逐渐成成熟熟壮壮大大，具具备从从前前期期加加工工方方案案制制作作到到后后期期技技术服服务的的综合合能能力力，我我们愿意并且能愿意并且能够为海南海南炼化提供量体裁衣式的技化提供量体裁衣式的技术支持。支持。2024/9/22 周日472024/9/22 周日48 谢谢！