《加氢裂化技术讲座.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《加氢裂化技术讲座.ppt（125页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、加氢裂化技术讲座,2,一、炼油工业的形势和任务二、加氢技术在炼厂中的地位和作用三、加氢裂化技术 1、我国加氢裂化的发展历程 2、国外加氢裂化技术的发展 3、加氢裂化技术的重大突破和最新进展,讲座内容,3,3.1.重大突破3.2.加氢裂化工艺最新进展 3.2.1.加氢裂化新工艺 3.2.2.中压加氢改质 3.2.3.加氢法制取优质润滑油 3.2.4.加氢反应器的改进,4,一、炼油工业的形势和任务,5,我国石油供应形势严峻，进口量逐年加大，2007年，原油加工量3.2亿吨，进口原油1.6亿吨进口原油中含硫原油的比例越来越大，1998年进口原油加权平均含硫0.68%，2001年达到1.04%，该年中
2、东原油含硫高硫油占进口油达58.9%，2005年达8000万吨。炼油工业主要任务两大项，一是最大限度生产尚无法被代替的交通运输燃料。其二则是为石油化工提供优质原料2010年，汽油0.598亿吨，煤油0.1305亿吨，柴油，1.143亿吨，化工轻油需求量，0.530亿吨。,6,发展深度加工目的增加轻质油品收率，其中关键是蜡油的二次加工与渣油的二次加工、加氢处理对低硫原油而言最经济的路线仍然是FCC和焦化，随着汽、柴油趋向超低硫及无硫时FCC原料需要进行加氢预处理。美国FCC原料加氢超过40%，日本超过90%含硫渣油的处理难度最大，也很关键。三条路线：渣油加氢处理-重油催化裂化;延迟焦化CFB锅炉
3、；DAO或焦化造气发电及生产蒸汽。第一种方案，引起更大重视。,炼油工业的主要目标,7,对原油中的污染物，影响产品的质量，办法是将其在炼厂加工中加以去除和回收欧洲委员会在2000年提出要求，加工含硫油时，炼厂中硫回收率83%，产品带走15%，生产过程中排放2%按上述要求，措施：增加加氢处理与加氢裂化的处理能力，增加含硫污水硫回收措施,清洁燃料的生产,8,与加氢技术不同，催化裂化与焦化是炼油工业总两种以脱碳为主要特征的二次加工技术，它们是炼油工业中重油轻质化十分重要的加工手段催化裂化仍然是炼厂二次加工的关键技术之一，其加工能力居首位，2007年，它的年加工能力高达7.2亿吨，占原油蒸馏能力的16.
4、8%，是生产高辛烷值汽油的重要手段,炼油工业中的两个脱碳工艺,9,增加FCC原料来源，实现重油催化裂化，世界上RFCC的加工能力已占总能力的15%实现了高硫渣油的加氢处理再进FCC的联合工艺通过催化裂化，在生产高辛烷值汽油的同时，制取丙烯等石油化工原料，开发出MIP技术，实现催化裂化汽油辛烷值不变而烯烃大量下降，以满足清洁汽油的需求,FCC的技术不断有新的进展，主要有以下三个方面,10,焦化是渣油主要二次加工手段之一，2007年世界年能力3.06亿吨，占世界渣油加工能力的32%。对于低硫渣油，焦化仍是十分有用的技术。因其投资、操作费用低，轻质化的汽、柴、煤油易于进行加氢处理，低硫、低灰份焦炭价
5、值高，销路好。高硫渣油难度较大，采用常规延迟焦化，存在的问题是焦炭产量大，其硫含量高达4-6%，价值很低，难以销售。现在开发出新的技术，即焦化/CFB技术，已工业化。但存在固体含硫废渣处理问题。,11,另一类技术为焦化或溶剂脱沥青与气化联合循环一体化（IGCC），将石油焦炭或硬沥青进行生成合成气，进行发电产生高压蒸汽。相当数量的含硫渣油进行加氢处理，再进催化裂化，与含硫渣油焦化之间，如何选择，要通过技术经济及环境保护全方位评价来进行取舍,12,二、加氢技术在炼厂中的地位和作用,13,石油产品需求推动了加氢技术发展,中国经济发展，世界瞩目。原油加工量猛增，2003年我国原油加工2.5亿吨。原油进
6、口03年9100万吨，04年达1.2亿吨。世界原油将向高S及重质化发展。2000年前硫含量0.9%，2004年平均S含量高达1.6%。原油密度2000年为0.8514，现今为0.8633。我国2004年进口的含硫中东原油达到8000万吨左右。,14,以清洁燃料为标志的产品质量大幅提高,汽车、发动机尾气排放是城市中大气污染的主要因素，问题越来越严重。SOX、NOX、烃蒸汽、烟尘和颗粒物是大气污染的主要元凶。硫会影响汽车尾气转化的寿命及效率。发动机燃料油品中的硫、芳烃、重环芳烃、烯烃、N都会影响质量，润滑油也有类似问题。各国都在制定更严格的有害物质控制指标，见表1、表2。我国有很大差距，急需应对。
7、,15,表1 欧洲汽油规格变化,表2 欧洲柴油标准,17,二氧化碳排放量限制,欧美开始制定车用燃料的低碳燃料标准，目的控制CO2的排放量。车用汽油2010年达到基准CO2排放小于92克/兆焦，以后每5年CO2排放量要求下降5%。车用柴油2010年开始基准CO2排放量为71克/兆焦，同样每5年下降5%。汽、柴油中哪些组成能减少CO2排放量还未详细报道，但可知增加氢含量有利于减少CO2排放量。,18,量大面广的汽、柴油质量提高幅度大，多项指标提升，硫、密度、芳烃、烯烃（汽油)、多环芳烃、十六烷值、95%馏出等。石油化工的发展很快，需要提供大量优质化工原料，制造乙烯及轻芳烃，2010年，我国乙烯产量
8、将达到2500万吨，这样制乙烯的馏分油将要达到9000万吨左右。为实现上述目标，充分说明，加氢技术将快速和大量的发展。,19,受到高硫原油加工，清洁燃料高质量，重质原料的轻质化，高档润滑油、特种油的生产等因素的影响，加氢技术在炼厂中的应用越来越广泛。加氢裂化已经成为大型炼厂与催化裂化同等重要的重油轻质化的手段传统加氢精制装置的套数及处理能力在不断地增加,20,催化裂化汽油的选择性脱硫催化裂化原料的加氢预处理加氢法生产高档润滑油基础油渣油加氢处理加氢裂化技术迅速进展,进入21世纪，国内外加氢技术在扩展,21,催化裂化原料加氢预处理,其优点主要有大幅度降低产品的硫含量，催化裂化汽油含硫量可直接达到
9、清洁汽油的要求如催化原料加氢后硫含量小于0.15%则汽油含量则可小于0.015%，达到欧清洁汽油标准。减少再生烟气中的Sox、NOx含量改进进料的裂化性能，提高装置轻油收率改善产品的分布，提高目的产品的选择性降低催化剂消耗,22,2007年世界主要地区加氢装置加工能力 单位：亿吨/年,23,发达国家地区，加氢装置的加工能力明显偏大。北美地区加氢处理量占原油处理量高达76.0%，加氢裂化为8.82%占原油。西欧地区稍低于北美，但也达到66.0%，加氢裂化为7.79。亚洲加氢装置的处理能力，显然还存在一定差异,24,渣油加氢处理,渣油加氢处理在世界范围其处理能力已高达1.4亿吨/年左右，其中以美、
10、欧、日本、科威特装置较多，其次是中国的台湾、韩国我国大陆渣油加氢已投产的有三套，处理能力为850万吨/年尽管渣油加氢处理存在着投资高、操作费用高，但在加工高硫及劣质原油，以及在经济发达，人口稠密，环保要求更高的地区，渣油加氢技术是一个较好的选择当原油的售价居高不下，环境保护的要求越来越高时，预计渣油加氢将有更大的发展,25,催化汽油选择性加氢,催化裂化汽油的选择性加氢脱硫技术发展很快，原因是清洁汽油对硫含量严格限制，以及对烯烃、芳烃的有一定限制决定的我国汽油组分中催化裂化汽油所占比例高达80%以上它是商品汽油高烯烃组分的重要来源我国催化裂化汽油中硫高，烯烃含量高，芳烃较低。选择性加氢脱硫工艺开
11、发十分活跃，国内外已经工业化的技术共有8种，我国有3种。其中我院开发的OCT-M技术已有三套装置开工,26,加氢技术的工业应用在世界范围内快速增长,基于上述原因，加氢技术装置增长很快，2000年加氢处理（精制）世界能力达18亿吨/年，2005年将达20.2亿吨/年。加氢裂化2002年2.0亿吨/年，2007年达2.48亿吨/年。发达国家加氢为适应新的形势，老炼厂及新建炼厂加氢装置比例越来越大，表3列出了有关数据。发达国家加氢装置占原油总加工能力的比例为50-60%，美国72.7%，日本90.43%，中国只有29.71%，说明我国加氢技术还有相当大的发展潜力。,27,满足深度加工的需要,世界经济
12、发展，石油产品继续向轻质油品转变。重质燃料油需求从30%到2000年降至13%。汽、煤、柴油需求比例逐年增加。,28,29,从图可见渣油需求量逐年减少。汽、煤、柴逐年增加。柴油的需求量增速超过其他油品。加氢裂化是增加超低硫柴油的最好手段，同时还可以生产喷气燃料和优质重整料。,30,我,31,我国轻质油品增长趋势与世界一致轻质油品总量逐年增长轻柴油的增长速度与需求量最大,32,我国轻质油品增长趋势与世界一致轻质油品总量逐年增长轻柴油的增长速度与需求量最大,33,加氢裂化是增产轻油品，特别是清洁中间馏分油品的主要手段。从图可见，世界范围内未来十年内加氢裂化加工能力的增长排在第一位。从2005年到2
13、015年间，加氢裂化将增长高达66%，其次是焦化增长57%，FCC只增长12%左右。,34,三、加氢裂化技术,35,原料及产品的多样性和产品的灵活性,36,加氢裂化按反应器特点划分可分为：固定床、沸腾床、悬浮床、移动床 渣油加氢处理、裂化有其特殊性，不在这次讲课内容 本专题主要论述重质馏分油以及更轻原料的加氢裂化过程，主要为固定床反应器,37,现代加氢裂化技术始于60年代初，它来自于 三、四十年代 煤焦油、页岩油加氢裂化技术。50年代抚顺地区就开展煤焦油及页岩油的加氢裂化技术的开发 煤糊的悬浮床液相加氢 P:70MPa T:470-475 SV:0.7h-1 经过闪蒸的VGO馏分进行加氢裂化
14、硫化钨白土催化剂 P：22MPa T：400-420 SV：0.6h-1 煤炼油加氢 纯WS2 酸碱精制页岩油和加氢裂化 硫化钼白土催化剂,1、我国加氢裂化技术的发展历程,38,近代加氢裂化由美国开发成功，首次工业试验在1959年。进入60年代，中国在抚顺地区开始了现代加氢裂化技术开发。开发出W-Ni/无定型SiAl双功能催化剂。于1966年在大庆石化总厂实现首次工业应用，与国外技术基本同步。,39,大庆工业装置主要技术指标,装置规模：40万吨/年工艺流程：单段一次通过目的产品：以生产中间馏分油为主原料：大庆VGO主要操作条件：P:15MPa SV:1.0h-1 SOR反应温度：425,40,
15、近代加氢裂化技术主要标志：,使用全合成的无定型Si-Al为载体的双功能催化剂具有更高的活性、选择性及活性稳定性缓和的工艺操作条件 P20MPa；更重的原料；更低反应温度,41,我国第一套加氢裂化工业装置投产后，相当长一段时间HC发展停滞，其原因：,六十年代末FCC催化剂及工艺有重大突破，高活性分子筛FCC工业应用成功。FCC成为低投资、低生产成本生产高辛烷值汽油重要手段。我国原油主要为低硫石蜡基，产品结构、产品质量与当时要求相适应。,42,八十年代国民经济高速发展以及石油和石化产品的需求变化，推动HC的快速发展。柴油产品需求增加，重质燃料需求降低。石化工业对轻质芳烃、乙烯需求增加，而国产原油直
16、馏石脑油和柴油产率低。推动HC生产更多的重整料和/或乙烯料。,43,44,HC装置加工能力增长情况 至2007年底 世界加氢裂化加工能力：495.7桶/日 2.48亿吨/年 1995-2000年 世界原油加工能力增长 9.6%而加氢裂化加工能力提高 31.29%我国加氢裂化加工能力：2004年 2271万吨/年 2006年 3181万吨/年 2004-2006年 增加了40%（加氢改质、临氢降凝等未包括在内）,45,2、国外加氢裂化技术的发展,重油轻质化在炼油工业已开始受到重视，源于车用汽油的大量需求。轻质化技术从热裂化到催化裂化技术是一次大的突破。直到50年代，FCC仍以活性白土为主要基质的
17、催化剂制取车用汽油，汽油收率和质量还不够理想。50年代后期，FCC合成SiAl催化剂仍不够理想。,46,近代加氢裂化技术的开发,50年代后期，美国Chervon、Union、UOP等公司相继开发了HC技术。1959年Chervon公司4万吨/年的工业试验装置投 运。原料：直馏粗柴油 催化剂：无定型Si-Al P：1618MPa T：4001964年Union公司开发的HC技术首次工业应用 特点：首创合成沸石分子筛的HC催化剂 开发出单段串联工艺流程,47,60年代后期到70年代，加氢裂化技术进展缓慢。市场需求高辛烷值汽油，HC生产的汽油辛烷值较低。FCC出现两个重大进展，一是含分子筛FCC催化
18、剂开发应用成功，二是提升管技术的应用。FCC汽油产率及汽油辛烷值的进一步提高，具有很强竞争能力。70年代后期，优质柴油、航煤需求增加，加快了HC技术的发展速度。,48,FRIPP,49,加氢裂化催化剂及工艺过程的基本特征,以VGO为主要原料的HC技术，至今仍以固定床工艺过程为主。固定床加氢裂化已开发出多种工艺过程，这些工艺过程的差异都是由催化剂的反应性能、所使用的原料及目的产品等因素所决定。,50,3、加氢裂化技术重大突破及最新进展,3.1 重大突破开发出合成法制造的双功能加氢裂化催化剂40年来的不断进步，开发和工业应用两大类系列加氢裂化催化剂，加氢组分分非贵金属、贵金属两类，以非贵金属为多。
19、主要提供裂化功能的酸性载体：无定型Si-Al 分子筛-Al2O3 前二者的结合,51,具有良好的中间馏分油的选择性，可大量制取柴油及航煤组分。最好的中间馏分油收率可达95%（v），其中柴油多于煤油。相对活性低于分子筛催化剂，起始反应温度较高。有较好的耐氮能力，可单段操作。在原料及其它工艺相同的情况下，其稳定性低于分子筛型催化剂。,无定型Si-Al载体的HC催化剂,52,分子筛加氢裂化催化剂,裂解活性明显高于无定型，起始反应温度低。耐氮能力较差，进料首先经过加氢处理。选择性更偏重多产石脑油轻组分，或二者兼顾(石脑油、中间馏分油)。也可做到大量产出中间馏分油的催化剂，但其航煤产率较高。工艺条件相同
20、其失活速度慢。,53,前已述及，1966年我国近代加氢裂化催化剂实现工业化，牌号为3652；70年代后期开始，抚顺石化院大力开发加氢裂化催化剂及工艺；至今FRIPP开发已工业化和正在工业化的催化剂多达30个，与加氢裂化配套用于一反加氢处理催化剂及脱金属保护剂为9个；各种催化剂的编号及主要用途见表6。,我国加氢裂化催化剂的开发及新进展,表6 FRIPP开发的馏分油加氢裂化催化剂,55,以FC、ZHC为字头的为较新的加氢裂化催化剂,以FF为字头（包括3996）为最新的加氢精制催化剂。加氢裂化催化剂其中油选择性和活性的关系列于图6，其中最新的加氢裂化剂FC-26、FC-28没有标图中。3881是专用
21、于柴油加氢降凝催化剂，而3963是劣质柴油提高十六烷值催化剂。,我国加氢裂化催化剂的开发及新进展,图6 FRIPP加氢裂化催化剂性能关系,57,3825、3955、FC-24为轻油型催化剂，FC-24为最新推出的新一代剂，具有液收高、气体产率低、重石脑油收率高、活性高等优点。3824、3882、3903、3971、3976、FC-12均为兼顾生产石脑油及中间馏分油的中油型催化剂，可根据市场需求灵活操作，制取不同馏分产品。最大量生产中间馏分油的催化剂则分为两类，一类用于单段串联流程，它们是3901、3974、FC-16、FC-20、FC-26，它们活性较高，同时中油选择性也高，一般可达到76%左
22、右。,我国加氢裂化催化剂的开发及新进展,58,FC-16、FC-20两种剂还有其特点，即对中间馏分油的低温流动性更好，可产更多的低凝柴油，特别适用于寒冷地区。3973、ZHC-02、ZHC-01、ZHC-04、FC-14、FC-28则是适用于使用一个反应器的单段加氢裂化流程，其耐氮性能好，可不用预精制催化剂，中间馏分油收率更高，其选择性可达80%，柴油所占比例更大；但其不足是起始反应温度较高。表7列出了FC-14加工伊朗含硫VGO的试验结果，其活性及中油选择性都高于早期的无定型催化剂。,我国加氢裂化催化剂的开发及新进展,表7 FC-14催化剂和无定型催化剂（TAC）对比结果,续表7 FC-14
23、催化剂和无定型催化剂（TAC）对比结果,61,Chevron公司加氢裂化催化剂的开发上有悠久的历史，如早期的ICR-106、ICR-126等都是很著名的催化剂。进入21世纪，该公司又相继推出多种新型加氢裂化及加氢处理催化剂，其用途主要见表8。ICR-160为新推出的轻油型剂，具有高活性、高液收及低氢耗的优点；而ICR-211则是贵金属轻油型剂；ICR-157则是特别推荐的预处理剂，据称要比对手上一代剂HDN活性高出20 25%。Chevron还专门开发了以产润滑油料为主的ICR-155剂，ICR-162也是最新推出的高中油型剂，也可制取润滑油料。,Chevron公司,国外加氢裂化催化剂的开发和
24、应用,表8 CHEVRON公司生产的各种催化剂及其用途,63,UOP公司UOP公司早在60年代就开发出裂化剂如DHC-6、DHC-8等，后来与Union公司合并更是势力大增，Union公司早期著名的裂化剂有HC-14、HC-16等。近期UOP的新剂不断开发出来并用于工业装置，主要牌号及性能见图7。最新有三个，高中油型的HC-110和HC-115，前者活性与DHC-8一样，但中间馏分油产率高3.0%，后者中间馏分油收率相当，但反应温度低15。HC-170为轻油型新剂，其气体收率降低，石脑油收率增加1%。,国外加氢裂化催化剂的开发和应用,图7 UOP的加氢催化剂及其应用范围,65,多环芳烃的聚合反
25、应及脱除方法,HC在运行中产生多环芳烃的聚合反应如图过程中还可能发生较大的氢化环状化合物脱氢反应多环芳烃环上的支链环化,生成多环重芳烃的反应图,67,以上反应都会生成分子量在600以上的多环重芳烃，如图12当原料干点高、转化率高，反应温度高，使用分子筛催化剂有利上述反应发生低温高聚物析出，影响传热效率，堵塞设备管道,图12 多环重芳烃分子结构,69,解决大分子多环芳烃高聚物的方法,排出部分尾油，定量排出 5%增加热高分，底部高温直接进分馏塔 吸附分离，多套装置工业应用,70,3.2 加氢裂化工艺新进展,加氢裂化新工艺 加氢裂化组合工艺 随着市场对产品质量及结构的新需求，以及进一步提高加氢裂化装
26、置的效率，加氢裂化新工艺不断被开发；加氢裂化与其它加氢过程的组合；提高加氢裂化装置的灵活性；对反应器进行改进，提高效率；降低装置的投资与操作成本。,71,主要特点是把传统的加氢裂化与VGO的加氢处理相结合；其工艺流程见图5-1；增加了一个与一反并列的加氢处理反应器R3，全装置共用一个循环氢系统；R3主要用途进行加氢处理，为FCC提供低硫原料，少量轻馏分及氢气经过热高分顶部进入R2裂化反应器，尾油去催化裂化装置。,FRIPP 开发的灵活型加氢裂化,72,图5-1 灵活加氢裂化原则流程图,73,当市场要求生产更多的优质中间馏分油时，R3按缓和加氢裂化操作，提高转化率，未转化油则进入到分馏系统；分馏
27、塔底的未转化油全部循环到R2裂化反应器，大量生产轻质油品。这种流程既增加了灵活性，又降低了投资及操作成本。,FRIPP 开发的灵活型加氢裂化,74,该组合技术的要点是将劣质重馏分油的转化与劣质轻馏分的加氢精制组合。其工艺流程如图。R1为裂化反应器，加工重质原料。R2为精制反应器，R1生成油与外来轻质馏分油混合进入R2。当R1进入的原料为重柴油时，由于加氢裂化导致干点前移，可以在分馏塔底直接出精制柴油。如果R1使用VGO或焦化蜡油原料则分馏塔底将出加氢尾油，作为优质裂解制乙烯或优质基础油原料。,FRIPP分段进料组合技术,FHC-FHF组合技术流程图,76,原料油主要性质,77,工艺条件,78,
28、产品分布及主要性质,79,新工艺流程见图5-2；采用了倒置的反应器排列，即加氢裂化反应器放在前面，加氢处理反应器放在后面，新鲜进料进入二反顶部；上游反应器具有高的氢分压及高的气/油比，进料硫、氮低，更有利于裂化反应发生；新料进入二反，可吸收一反出口热量，并得到一反清洁生成油的稀释；采用这种工艺中间馏分油收率可增加5%，其中柴油多产15%，氢耗降低20%。,UOP公司的HyCycle工艺流程,图5-2 HyCycle 工艺流程,81,如图5-3，流程的特点是在传统的加氢裂化流程后部增加一个带有补充精制反应器的增效热分离器。把补充精制反应器用来处理轻质煤、柴油馏分，以深度脱硫及提高十六烷值。加氢裂
29、化反应器系统仍然进重质VGO进行转化，它们使用同一氢气循环系统以减少操作费用。通过联合加工的流程，可以得到超低硫及高十六烷值柴油。,UOP部分转化联合裂化工艺流程（APCU）,图5-3 改进的部分转化Unicracking 流程示意图,83,见图5-4，这一流程的特点是在MHC装置增加一个柴油HDS单元，专门加工MHC及直馏柴油，主要使用新氢，同时可以较高反应压力，从而直接生产S10ppm的超低硫柴油；MHC则是进行高硫VGO的加氢裂化，以增加柴油总产率。,缓和加氢裂化与柴油加氢处理组合工艺,图5-4 缓和加氢裂化与柴油加氢处理组合工艺,85,一、优化部分转化（OPC）一种新的两段加氢裂化过程
30、。在传统的单段一次通过流程加一个反应器即可成为OPC流程流程图见图2。加氢裂化未转化油一部分送到FCC装置，为优质进料一部分uco进入二反，因uco杂质很低，二反的催化剂可充分发挥其活性，催化剂用量相当少这种流程可以处理质量很差的原料，如墨西哥以重质焦化蜡油为主的混合蜡油，硫3%，氮可高达3000ppm，密度0.9625。2001年工业化,Chevron公司加氢裂化新工艺,图5-5.优化部分转化流程,87,加氢处理-加氢裂化组合工艺装置，主要用于处理劣质重油。原料包括脱沥青油（OAO)、AGO、VCO三种，在一体化装置不同部位进料。采用加氢处理、加氢裂化、加氢精制对不同原料或生成油进行加工。其
31、流程图见图17,UOP重油改质一体化装置,88,加氢处理-加氢裂化组合工艺装置，主要用于处理劣质重油。原料包括脱沥青油（OAO)、AGO、VCO三种，在一体化装置不同部位进料。采用加氢处理、加氢裂化、加氢精制对不同原料或生成油进行加工。其流程图见图17,89,流程图左例为DAO加氢处理部分，中部为加氢精制，加工常压瓦斯油及DAO加氢处理生成油中的柴油馏分。右侧两个反应器为VGO及DAO加氢后的重馏分进行加氢裂化。热分离器顶部与柴油馏分一起的氢气供加氢精制用。所有产品都是低S生成油，包括超低S清洁柴油、煤油。,90,这是一种高效低投资的新工艺，它在一个装置上实现不同类型原料的部分裂化和深度精制，
32、例如把FCC劣质原料预精制与FCC催化裂化柴油后加氢精制相结合。外来中间馏分油的加氢处理放在裂化反应器的后面来进行，以避免其再二次裂化，对加氢处理段工艺要求，通过中馏分油的进入将总热量降低。使冷氢用量减少。流程图见图5。分部进料后期运转结果列于表1。显示出反应温度低，转化率高，但轻石脑油减少，中馏分油增加，氢耗减少。,二、分部位进料新工艺,图5-6.分段进料流程,92,分部进料与混合进料效果比较,93,Chevron公司近期综合了加氢裂化、加氢处理工艺的各种特点，创新出一种新的加氢工艺，命名为ISOFLEX。在每一个催化剂床层加工与之相适应的进料，优化利用催化剂及时将转化的产品从反应床层抽离，
33、以阻止二次裂化，减少不需要的轻组分产品。,ISOFLEX新工艺,94,有效的各点引入氢气以减少氢耗，优化各段的氢气压和循环氢量。图7描绘了ISOFLEX的概念流程，对其解读，并进一步深化，图7流程主要用于VGO缓和加氢裂化（MHC）及中间馏分油的改质装置的操作压力在6.8MP-12MP之间，可以处理焦化蜡油含量高的混合原料，但要使用较高的氢分压，以保证生产高质量的中间馏分油,图5-7 ISOFLEX缓和加氢裂化流程,96,流程显示，第一裂化反应器的高温反应物流进入一个热高分，底部通入部分气提用氢气，热分底部及时导出未转化油，去分馏系统。高温气相产品与外来劣质中馏分（催柴+直馏柴油）相混，进入一
34、个逆流气提反应器，然后再与循环回来的煤油、柴油相混。混合油进入一个改质反应器，对其进行深度加氢处理，反应器底部的生成油经冷却，并与上部逆流反应器顶部气相产物经冷却后相混合，进入冷高分，塔顶氢气经脱硫去循环，冷高分的液体物流去分馏系统，出各种高质量清洁燃料产品,97,ISOFLEX新工艺的氢耗较小，原因是未转化油很快离开反应系统，其特点是在第一MHC反应器中主要是深度脱硫，而不要求芳烃深度饱和。当uco含硫只有80-100ppm时，送至FCC，这时FCC汽油的硫就只有10ppm。逆流反应器与中馏分改质反应器只加氢处理350 的中馏分，不会增加气体循环压缩机的负荷。,98,除了早期的MHC、MPH
35、C之外，近期开发并在工业上应用较多的有：中压加氢改质（MHUG）最大量提高十六烷值（MCI）加氢精制催化脱蜡串联工艺（HTCDW）,中压加氢改质技术的新进展,99,MCI 工艺过程,基本原理为催化剂及工艺相结合，以含多环（双环）芳烃为主的劣质催柴为原料，其反应机理为：,100,加氢精制-MCI组合工艺（HT-MCI）,加氢精制催化剂与MCI专用催化剂组合，保护MCI催化剂更好地发挥作用，可加工氮含量很高的原料既可大幅度提高柴油十六烷值(8-12个单位)，又能有效降低柴油的硫、氮及胶质含量，改善柴油颜色和安定性原料适应性强工艺流程简单-不需对现有加氢精制装置进行结构改造即可直接采用MCI技术.柴
36、油收率很高，达95-98%可生产低硫、低芳烃的清洁柴油,表12 MCI技术对几种典型催化柴油的改质结果,MPa，h-1，反应温度340-380，氢油体积比400:1-800:1,102,加氢精制-临氢降凝组合（加氢降凝）工艺,特点：原料适应能力强 可加工蜡含量高、凝点高的直馏馏分油，也可处理催化、焦化等二次加工劣质柴油馏分 工艺流程简单，易于改变操作模式 加氢精制-临氢降凝采用一段串联工艺，装置投资少 精制、降凝催化剂可分装在直接串联的两个反应器中，也可复合装填在一个反应器中 采用两器模式时，夏季可以只开加氢精制，冬季再将降凝串联起来，改变操作模式简单方便,103,精制、降凝效果好 柴油凝点可
37、降至-35以下；脱硫率高达95%以上 柴油产率高 产品方案灵活 可满足不同季节对石油产品的需求 已在哈尔滨炼油厂、林源炼油厂和永坪炼油厂工业应用成功，目前还有几套装置正在设计或施工中。加氢降凝装置夏季用于增产优质柴油，改善柴油产品质量,表13 加氢降凝工艺技术工业应用情况,105,3.2.3.加氢法制取优质润滑油基础油,106,制取优质润滑油原料,2002年世界润滑油需求量3721万吨，中国2005年需300万吨。所用润滑油中汽车工业用油要占50%，其中90%为内燃机用油。,107,表4-13 API润滑油分类标准,108,加氢法制取润滑油基础油,排放、节能要求生产低粘度的内燃机油，要求有低的
38、蒸发损失。从20世纪90年代开始，、+、类油需求增加。例如北美，基础油产量1000万吨，当前、+、类油已占50%。美国至2002年新增加氢法生产、+类油已达260万吨，同时关掉了11个传统法生产装置，减少174万吨类油产量。,109,加氢法制取润滑油基础油,只有加氢法能大量制取、类润滑油。其特点为：高粘度指数。低挥发度，如100粘度为4.0mm2/s的中性油；挥发度传统法：30%，加氢法：17%。对多种添加剂的感受性好。对原料灵活性较大。,110,润滑油料,异构石蜡烃,111,加氢法制取润滑油基础油,高质量润滑油的发展，只有先进的加氢法能满足需要；含硫油加氢裂化尾油具有饱和烃含量高，硫含量低、
39、挥发度低的优势，是做高档润滑油组分的好原料（见前面表）；表4-14、表4-15列出了加氢裂化尾油经异构脱蜡制取高档润滑油基础油试验结果。,112,表4-14 镇海加氢裂化尾油试验结果,113,表4-15 茂名、金陵尾油试验结果,114,加氢法制取润滑油基础油,从前表原料尾油可见，高的饱和烃含量，低的硫、氮含量已经满足API、+类高档润滑油的质量要求，但倾点偏高；尾油再经过异构脱蜡反应，低温性能显著改善，在较低反应温度下，即达到-18-27范围；尾油异构脱蜡后，其粘度指数相当高，分别达到115、118、123；综上结果说明，使用含硫VGO加氢裂化尾油，其主要指标都达到了API+类高档润滑油基础油
40、的要求。,115,表10 大庆650SN原料油主要性质,表11 650SN原料加氢异构化结果,117,续表11 650SN原料加氢异构化结果,118,WSI催化剂及相应的工艺，对重质润滑油同样具有良好的加氢异构降凝的效果。在-18倾点结果下，352的润滑油收率仍高达80.58%。加氢后基础油的粘度仍较高，并有较高的粘度指数，满足+类油的指标。更重原料150BS也有较好的反应结果，降凝效果显著，润滑油收率超过80%。,119,3.2.4.加氢反应器的改进,120,加氢裂化是一个滴流床的多相催化反应过程，反应过程中为气、液、固三相，因此，物流的均匀分布，对提高反应效率十分重要；当反应物流在反应床层
41、中以活塞流均匀推进时为最理想的状态；当加氢反应要求深度很高时，如加氢裂化要将氮脱到10ppm以下，生产清洁燃料要将硫脱到10ppm或更低时，物流分布就显得非常重要。,加氢反应器的改进,121,美国Shell、UOP、Axens等公司都在反应器中汽液分布内构件方面做了大量研究及工业化试验工作；Shell公司开始的气液分配器和冷氢分配系统在相当宽的范围条件下具有很好的物流分配效果；其高度分散性塔盘在床层顶部上的均匀性可以80%，而老式分配器只有20%左右；(图5-8)具有低的起始温度，较低的径向温差，保证装置有更长的运转周期，再加上平稳的注入冷氢系统，提高了催化剂的使用效率。(图5-9),加氢反应
42、器的改进,图5-8 Shell公司高分散性塔盘在冷模试验时的效果,图5-9 Shell高分散塔盘对装置运转周期的潜在影响,124,Axens公司开发了EquiFlow内构件；图4a和4b则显示了新分配盘与老式内构件的差别，EquiFlow具有很好的分配效果；新分配器能够做到加入的冷氢能与热物流很好地配合，这样在冷箱区域其入口温差为39时,新构件出口温差只有1.7,而老构件则高达16。UOP公司则开发出了UltraMix反应器内构，同样具有较宽范围的均匀汽液分布、低的径向温差等优点，从而提高了催化剂利用率，开工温度较低，操作周期更长。,加氢反应器的改进,图4a、4b 新分配盘与老式内构件的差别,
