科技创新导报2010 NO.21
Technology Innovation Herald
工 业 技 术
柴油加氢精制装置工艺技术路线的选择及其先进性分析
李继勋
(抚顺石化公司工程建设指挥部 辽宁抚顺 113008)
摘 要:抚顺石化公司180万t/年柴油加氢精制装置设计以常减压蒸馏装置的直馏柴油、延迟焦化装置的焦化柴油和烃重组装置的烃重组柴油为原料,在催化剂作用下进行加氢脱硫、脱氮、脱氧、烯烃和芳烃饱和等反应,以除掉S、N、O化合物等杂质。装置选用了国内外先进的工艺技术,确保了装置在产品质量及能耗等各方面均达到国内外同类装置的先进水平。关键词:加氢 精制 工艺技术 先进水平中图分类号:TE624.431文献标识码:A文章编号:1674-098X(2010)07(c)-0084-01
1 概述
抚顺石化公司原油集中加工、炼油结构调整后,原油加工能力达1150万t/年,而柴油产量将达296.86万t/年,其中催化柴油72.58万t/年,焦化柴油70.56万t/年,直馏柴油约144.94万t/年,烃重组柴油约8.78万t/年。目前抚顺石化分公司现有一套120万t/年中压加氢改质装置加工催化柴油72.58万t/年和焦化柴油40.38万t/年,需要精制的直馏柴油、焦化柴油和烃重组柴油还有约183.9万t/年。
提高柴油的产品质量,降低产品中的硫含量,提高产品的氧化安定性,生产清洁燃料,满足国家对柴油产品提出的新标准要求,新建一套180万t/年柴油加氢精制装置势在必行。
180万t/年柴油加氢精制装置以直馏柴油、焦化柴油、烃重组柴油为原料,生产的精制柴油主要指标满足《欧盟车用柴油标准》Ⅳ标准,产品中的硫含量低于10μg/g,提高了产品的氧化安定性,与200万t/年加氢裂化装置生产的柴油组分及其他装置生产的柴油产品调和后,96.3%的柴油产品满足欧Ⅳ标准,3.7%的柴油满足欧Ⅲ标准。
量可以脱除到50ppm或更低,对降低精制柴油密度及深度脱芳都有极好的效果。
我国原油较重,轻馏分较少,催化裂化、焦化等二次加工柴油占柴油总量的比例较大。随着催化裂化柴油质量变差和进口含硫原油增加,柴油中硫、氮及胶质含量升高,安定性差。另一方面,新的环保法规对柴油质量要求不断提高,对于柴油加氢精制装置也提出了更高的要求。
为了适应这些变化,FRIPP先后开发了FH-98和FH-DS加氢精制催化剂。2006年在镇海炼化200万t/年柴油加氢精制装置和茂名分公司260万t/年柴油加氢精制装置上进行工业应用,生产硫含量符合欧Ⅳ排放标准要求的清洁柴油产品。目前已经有4套大型柴油加氢装置使用FH-UDS催化剂。本装置在设计中采用了抚顺石油化工研究院开发的FH-UDS柴油深度加氢脱硫技术及其催化剂。2.2工艺技术特点
(1)工艺技术方案采用抚顺石油化工研究院开发的FH-UDS柴油加氢精制工艺技术。
(2)设置一台加氢反应器,装填FH-UDS柴油加氢精制催化剂。并采用新型的反应器内构件,其气液分配更加均匀,催化剂利用率提高,同时减少径向温差。
(3)装置反应部分采用冷高分流程,加热炉炉前混氢。
(4)分馏部分设置脱硫化氢汽提塔和产品分馏塔。
(5)在滤后原料缓冲罐采用氮气保护,防止其与空气接触。为防止原料中固体杂质带入反应器床层,堵塞催化剂,过早造成床层压降过大,原料油进装置后采用了自动反冲洗原料过滤器。
(6)催化剂预硫化采用干法预硫化,硫化剂为二甲基二硫。催化剂再生采用器外再生方案。
(7)在反应产物空冷器入口设注水设施,以降低循环氢中硫化氢和氨的浓度,并避免铵盐在低温部位的沉积。
(8)采用双壳程高压换热器,减少设备台数和占地面积。
(9)加热炉设空气预热器回收烟气余热,降低排烟温度,并选用新型节能燃烧器,提高加热炉热效率。
(10)设置高分液力透平,回收能量,降低能耗。
(11)脱硫化氢汽提塔塔顶注缓蚀剂,以减轻塔顶馏出物中硫化氢对汽提塔顶系统的腐蚀。在原料油中注阻垢剂,降低高压换热器的结垢程度。
3 结语
对于炼油装置而言,工艺技术路线的选择决定了装置的技术水平,对于提高产品质量的加氢弹精制装置来讲,催化剂的性能,包括催化刘的寿命、催化剂的选择性决定了目的产品的收率和目的产品的质量。本装置所采用的催化剂是目前国内最为先进的加氢精制催化剂。FH-98催化剂为FH-5催化剂的换代产品,其加氢脱硫活性和加氢脱硫活性比FH-5催化剂提高25%以上,精制油品的安定性好,具有催化剂的装填密度低、活性组分匹配合理、活性金属高度分散等特点。FH-DS催化剂为柴油深度加氢脱硫催化剂,以W-Mo-Ni-Co为活性组分,其脱硫活性和脱氮活性均处于先进水平。在中压下生产硫含量小于30μg/g的超低硫柴油时,其脱硫活性比参比剂高46%,处理量比参比剂约高50%。
FH-UDS催化剂是FRIPP针对未来满足欧Ⅳ排放标准,即硫含量小于50μg/g清洁柴油的生产需要而研制开发的新一代高活性柴油深度加氢脱硫催化剂。通过制备更大孔容和更高比表面积的新型改性氧化铝载体、对活性金属组分进行更为合理的匹配和负载方式研究等改进措施,使得FH-UDS催化剂的加氢脱硫活性得到大幅度的提高。
通过采用一系列先进技术和先进的催化剂,使本装置在能耗、目的产品收率、目的产品质量及环保等各方面指标达到了国内甚至国际的先进水平。
2 工艺技术路线的选择及特点
2.1工艺技术路线的选择
随着世界各国环保立法的进步,对柴油的质量要求日益提高。目前国外加氢技术进步的主要目标是深度脱硫和提高十六烷值(或降低芳烃含量)。
目前生产高质量低硫低芳烃柴油的成熟工业应用的加氢技术主要有两种:
(1)采用非贵金属催化剂的高压、低空速加氢处理工艺。
(2)两段加氢处理工艺(HDS/HAD)。荷兰AKZO公司目前最好的脱硫催化剂是KF-752和KF-840。KF-752的活性已是60年代中期相应产品的1.7倍,多用于直馏原料;KF-840是最新开发的具有极高脱硫、脱氮、脱芳及加氢活性的精制催化剂,不仅适用于加氢精制装置,而且适用于加氢裂化原料的预精制、FCC原料加氢预处理等,对于高压柴油加氢装置,汽柴油硫含
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柴油加氢精制装置工艺技术路线的选择及其先进性分析
李继勋
(抚顺石化公司工程建设指挥部 辽宁抚顺 113008)
摘 要:抚顺石化公司180万t/年柴油加氢精制装置设计以常减压蒸馏装置的直馏柴油、延迟焦化装置的焦化柴油和烃重组装置的烃重组柴油为原料,在催化剂作用下进行加氢脱硫、脱氮、脱氧、烯烃和芳烃饱和等反应,以除掉S、N、O化合物等杂质。装置选用了国内外先进的工艺技术,确保了装置在产品质量及能耗等各方面均达到国内外同类装置的先进水平。关键词:加氢 精制 工艺技术 先进水平中图分类号:TE624.431文献标识码:A文章编号:1674-098X(2010)07(c)-0084-01
1 概述
抚顺石化公司原油集中加工、炼油结构调整后,原油加工能力达1150万t/年,而柴油产量将达296.86万t/年,其中催化柴油72.58万t/年,焦化柴油70.56万t/年,直馏柴油约144.94万t/年,烃重组柴油约8.78万t/年。目前抚顺石化分公司现有一套120万t/年中压加氢改质装置加工催化柴油72.58万t/年和焦化柴油40.38万t/年,需要精制的直馏柴油、焦化柴油和烃重组柴油还有约183.9万t/年。
提高柴油的产品质量,降低产品中的硫含量,提高产品的氧化安定性,生产清洁燃料,满足国家对柴油产品提出的新标准要求,新建一套180万t/年柴油加氢精制装置势在必行。
180万t/年柴油加氢精制装置以直馏柴油、焦化柴油、烃重组柴油为原料,生产的精制柴油主要指标满足《欧盟车用柴油标准》Ⅳ标准,产品中的硫含量低于10μg/g,提高了产品的氧化安定性,与200万t/年加氢裂化装置生产的柴油组分及其他装置生产的柴油产品调和后,96.3%的柴油产品满足欧Ⅳ标准,3.7%的柴油满足欧Ⅲ标准。
量可以脱除到50ppm或更低,对降低精制柴油密度及深度脱芳都有极好的效果。
我国原油较重,轻馏分较少,催化裂化、焦化等二次加工柴油占柴油总量的比例较大。随着催化裂化柴油质量变差和进口含硫原油增加,柴油中硫、氮及胶质含量升高,安定性差。另一方面,新的环保法规对柴油质量要求不断提高,对于柴油加氢精制装置也提出了更高的要求。
为了适应这些变化,FRIPP先后开发了FH-98和FH-DS加氢精制催化剂。2006年在镇海炼化200万t/年柴油加氢精制装置和茂名分公司260万t/年柴油加氢精制装置上进行工业应用,生产硫含量符合欧Ⅳ排放标准要求的清洁柴油产品。目前已经有4套大型柴油加氢装置使用FH-UDS催化剂。本装置在设计中采用了抚顺石油化工研究院开发的FH-UDS柴油深度加氢脱硫技术及其催化剂。2.2工艺技术特点
(1)工艺技术方案采用抚顺石油化工研究院开发的FH-UDS柴油加氢精制工艺技术。
(2)设置一台加氢反应器,装填FH-UDS柴油加氢精制催化剂。并采用新型的反应器内构件,其气液分配更加均匀,催化剂利用率提高,同时减少径向温差。
(3)装置反应部分采用冷高分流程,加热炉炉前混氢。
(4)分馏部分设置脱硫化氢汽提塔和产品分馏塔。
(5)在滤后原料缓冲罐采用氮气保护,防止其与空气接触。为防止原料中固体杂质带入反应器床层,堵塞催化剂,过早造成床层压降过大,原料油进装置后采用了自动反冲洗原料过滤器。
(6)催化剂预硫化采用干法预硫化,硫化剂为二甲基二硫。催化剂再生采用器外再生方案。
(7)在反应产物空冷器入口设注水设施,以降低循环氢中硫化氢和氨的浓度,并避免铵盐在低温部位的沉积。
(8)采用双壳程高压换热器,减少设备台数和占地面积。
(9)加热炉设空气预热器回收烟气余热,降低排烟温度,并选用新型节能燃烧器,提高加热炉热效率。
(10)设置高分液力透平,回收能量,降低能耗。
(11)脱硫化氢汽提塔塔顶注缓蚀剂,以减轻塔顶馏出物中硫化氢对汽提塔顶系统的腐蚀。在原料油中注阻垢剂,降低高压换热器的结垢程度。
3 结语
对于炼油装置而言,工艺技术路线的选择决定了装置的技术水平,对于提高产品质量的加氢弹精制装置来讲,催化剂的性能,包括催化刘的寿命、催化剂的选择性决定了目的产品的收率和目的产品的质量。本装置所采用的催化剂是目前国内最为先进的加氢精制催化剂。FH-98催化剂为FH-5催化剂的换代产品,其加氢脱硫活性和加氢脱硫活性比FH-5催化剂提高25%以上,精制油品的安定性好,具有催化剂的装填密度低、活性组分匹配合理、活性金属高度分散等特点。FH-DS催化剂为柴油深度加氢脱硫催化剂,以W-Mo-Ni-Co为活性组分,其脱硫活性和脱氮活性均处于先进水平。在中压下生产硫含量小于30μg/g的超低硫柴油时,其脱硫活性比参比剂高46%,处理量比参比剂约高50%。
FH-UDS催化剂是FRIPP针对未来满足欧Ⅳ排放标准,即硫含量小于50μg/g清洁柴油的生产需要而研制开发的新一代高活性柴油深度加氢脱硫催化剂。通过制备更大孔容和更高比表面积的新型改性氧化铝载体、对活性金属组分进行更为合理的匹配和负载方式研究等改进措施,使得FH-UDS催化剂的加氢脱硫活性得到大幅度的提高。
通过采用一系列先进技术和先进的催化剂,使本装置在能耗、目的产品收率、目的产品质量及环保等各方面指标达到了国内甚至国际的先进水平。
2 工艺技术路线的选择及特点
2.1工艺技术路线的选择
随着世界各国环保立法的进步,对柴油的质量要求日益提高。目前国外加氢技术进步的主要目标是深度脱硫和提高十六烷值(或降低芳烃含量)。
目前生产高质量低硫低芳烃柴油的成熟工业应用的加氢技术主要有两种:
(1)采用非贵金属催化剂的高压、低空速加氢处理工艺。
(2)两段加氢处理工艺(HDS/HAD)。荷兰AKZO公司目前最好的脱硫催化剂是KF-752和KF-840。KF-752的活性已是60年代中期相应产品的1.7倍,多用于直馏原料;KF-840是最新开发的具有极高脱硫、脱氮、脱芳及加氢活性的精制催化剂,不仅适用于加氢精制装置,而且适用于加氢裂化原料的预精制、FCC原料加氢预处理等,对于高压柴油加氢装置,汽柴油硫含
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