重质油加氢裂化工艺技术.doc

重质油加氢裂化工艺技术 魏强 （西安石油大学化学化工学院化学工程专业13级研1306班，陕西 西安 710065）g·g-1,2010年欧V标准进一步降低至10μg·g-1；世界燃油规范Ⅲ类标准中也要求柴油中含硫量 30μg·g-1。我国基本参照欧洲标准执行，2010年北京地区开始执行国Ⅳ标准，要求柴油产品含硫50μg·g-1，未来将执行更加严格的质量控制标准[1-3]。 目前，炼油技术中广泛应用于生产轻质、清洁油品的加工方法主要依靠加氢技术。我国炼油厂加氢(含加氢裂化、加氢处理、加氢精制)能力仅占一次处理能力的29.71 %，而技术发达国家约占80%(美国79.57%、日本89.92%和德国85.44% )[4]。由于加氢裂化技术可以同时满足石油加工的轻质化和清洁化要求，越来越受到炼油行业的重视，将成为炼油的核心技术[5]。在技术发达国家，加氢裂化工艺占整个炼油工业二次加工能力的13.2%，而我国仅占5.19%，这要求对我国的炼油结构做出较大调整，为生产轻质油品和优质化工原料提供保障。我国加氢裂化技术相对落后，但近年来发展迅速，多套装置投人生产[6-8]。 1.世界原油质量现状 随着国民经济的发展，我国进口原油的数量将会进一步扩大。目前，世界原油可采储量前8位国家的原油组成见下表1.1[9]。 表1.1 世界原油可采储量前8位国家的原油组成 世界原油可采储量中的原油情况见表1.2[10]。 表1.2 世界原油可采储量中的原油情况 美国《世界炼油》杂志曾预测:世界原油平均API重度将由2000年的32.5减小到2010年的32.4,2015年的32.3，平均硫质量分数将由2000年的1.14%增加到2010年的1. 19% , 2015年的1.25%。为适应日益严格的环保法规、提高企业经济效益，渣油加工将会更多地选择加氢技术。到2015年，我国规划建设的渣油加氢装置处理能力将是2010年的6倍[11-13]。 2.重质油加氢工艺 重质油加工的目的是渣油轻质化，通过种植油加工将重质原料转化为有广泛用途的各种清洁油品和化工原料。现代重油加工是一个系统工程，涉及许多炼油工艺[14]，重油轻质化转化工艺无非就是脱碳和加氢两个方向，脱碳工艺包括减粘裂化、热裂化、焦化、溶剂脱沥青和FCC技术。直接加氢过程包括加氢减粘,催化脱硫、催化脱氮、脱金属、加氢裂化、加氢裂解等.Khan和Patmore归纳了58种渣油改质工艺[15-18]。表2.1[19]列出了渣油分类及其适合的加工工艺。 表2.1 渣油分类及其适合的加工工艺 而在实际应用中两种技术路线都取得了良好的效果，他们各自涵盖的技术情况见表2.2[20]。重质油加氢工艺包括固定床、沸腾床、悬浮床等加氢裂化技术。为提高石油资源的利用率，国内外的各大石油公司和科研单位，在重油技术方面做了大量的研究工作。 图2.2 两种技术 2.1固定床加氢技术 固定床加氢工艺是在反应器的不同床层装填不同类型的催化剂，以脱除重油中金属杂原子以及硫、氮元素，对其重组分进行改质。固定床渣油加氢技术发展之初是为顺应低硫船用燃料油的需求而开发的技术，但近几年，随着优质轻质燃料油的需求增长快速，该工艺与催化裂化工艺相结合可将低价值的渣油全部转化为市场急需的高价值的汽、柴油，实现炼油工业对原油资源“吃干榨尽”的目的。已逐渐成为渣油轻质化的重要手段。虽然固定床渣油加氢技术成熟，装置投资费用低，产品质量好，发展速度快，但拥有此技术的公司并不多。 自1967年日本建成第一套固定床常压渣油固定床加氢脱硫装置(ARDS)以来，渣油加氢工艺发展很快，目前世界上已有固定床渣油加氢装置61套，总加工能力达到122.07Mt/a[21]。典型固定床加氢工艺技术主要有Chevron公司的RDS/VRDS工艺，Gulf公司的Resid HDS工艺(1985年Gulf公司和Chevron公司合并，两种工艺合并)，UOP公司的RCD Unibon工艺，Exxon公司的Residfining工艺，SINOPEC的S-RHT工艺和法国IFP的Hyval工艺技术等[22]。这些典型工艺的比较结果见表2.3[23-27]。 表2.3 全球典型固定床加氢工艺的操作条件及结果比较 从表2.3中的数据可以看到:尽管固定床渣油加氢已有多种技术来源，但这些不同的技术在流程和工艺条件上大同小异，没有太多本质上的差别。固定床渣油加氢技术发展之初是为顺应低硫船用燃料油的需求而开发的技术，但近年来，随着优质轻质燃料油的需求增长快速，固定床渣油加氢与渣油催化裂化组合应用，已逐渐成为渣油轻质化的重要手段。 固定床渣油加氢工艺具有氢分压高、空速低、催化剂失活快、氢耗高、系统压降大、原料重、易结焦等特点，工艺过程需要采取多种保护措施以延长重油