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馏分油加氢精制与加氢裂化试验装置



 

  加氢技术

现代加氢技术渊源于二次世界大战以前在德国出现的煤和煤焦油的高压加氢技术。

1949年铂重整技术出现,一方面需要将重整原料油加氢脱硫至1ppm以下以保护重整催化剂免受硫中毒,另一方面由重整装置提供了大量廉价副产氢气,促进了加氢精制技术的发展。先进的加氢精制催化剂应运而生,使加氢压力下降,为加氢精制的工业应用创造了条件。

其后,为了迎合加工重质高硫原油,提高油品的安定性、稳定性,改善色相和气味,增加润滑油粘度指数,多产轻质发动机燃料,从原油生产石油化工原料等各种需求,加氢技术在脱硫、脱氮、脱氧、烯烃饱和、芳烃饱和、异构化、加氢裂化等各方面得到应用,加氢过程在炼油领域中的地位不断提高,加氢装置处理量占原油一次加工能力比例逐年上升。

20世纪九十年代后,人们对于过程绿色环保、重油深加工、油品质量升级等方面的关注日益加强,加氢技术又进入了一个新的发展期。生产低硫低芳烃低烯烃汽油,减低柴油芳烃和提高十六烷值,渣油深度转化提高轻质油收率等需求,趋势研究者们又开发成功了催化裂化汽油选择性加氢脱硫、催化柴油加氢改质、中压加氢裂化、渣油加氢处理与催化裂化组合工艺等加氢技术。加氢技术在石油炼制领域得到了广泛应用。

迄今,耳熟能详的加氢技术有:

 石脑油加氢脱硫制取催化重整原料;

 催化裂化汽油选择性加氢脱硫;

 裂解汽油加氢精制;

 喷气燃料临氢脱硫醇;

 直馏柴油加氢脱硫、加氢精制;

 焦化汽油、焦化柴油加氢精制;

 催化柴油加氢改质;

 减压蜡油加氢处理;

 焦化蜡油加氢处理;

 催化裂化原料预加氢;

 加氢裂化;

 渣油加氢处理或加氢裂化;

 润滑油加氢补充精制;

 石蜡和微晶蜡加氢精制;

 轻烃临氢异构化;

……

所有这些过程的出现、发展、更新、进步,均离不开催化剂和工艺技术的研究开发。

  加氢试验装置

加氢催化剂的研制、加氢工艺研究开发都离不开加氢试验装置。从技术研发的不同阶段,试验装置的功能也不近相同,可以分为:

1. 微反装置。催化剂装填量通常在5ml以下,一个固定床等温反应器。主要用于催化剂配方筛选,催化剂活性和选择性评价,模型化合物加氢反应机理研究、反应动力学研究等;

2. 小型装置。反应器催化剂装填量通常在10~30ml范围,一个或者两个串联的反应器,反应器既可以是等温固定床,也可以是搅拌釜。主要用于催化剂配方筛选、催化剂性能评价、工艺条件研究、原料油适应性试验、催化剂稳定性试验、实际原料反应动力学研究、加氢产品方案研究等;

3. 中型装置。通常单个反应器催化剂装填量在100ml或以上,甚至高达3L,一个或多个反应器,连续流动。

中型装置的效用及建设目的主要是:

(1) 对小试开发成功的工艺技术进行中试放大试验,验证工艺技术的连续运行可行性、装置的可操作性;

(2) 在中试规模上进行催化剂性能评价、寿命试验、反应热评估、工艺条件优化、原料油适应性试验、组合工艺研究等试验研究;

(3) 采用中试装置对工艺技术工程化过程可能存在的技术问题进行试验、验证、研究;

(4) 在中试规模获取代表性产品,以提供下游技术的开发所需样品;

(5) 采用中试装置物料平衡、工艺条件、产品收率、性质等试验结果,获取工业装置建设所需工艺工程设计基础数据。

由于中试装置的建设目的不同,且应用的技术千差万别,具体到中试装置工艺设计时,在工艺流程、反应器配置、反应温度控制、气液分离、气相环境控制等方面就会产生很多区别,形成各自特色,这些特点可以有:

 根据工艺需要,反应器类型可以有:固定床、固定流化床、浆态床、悬浮床、膨胀床、沸腾床等,或者是这些床型的反应器组合;

 流程上存在多种工艺:

① 氢气回路上分为一次通过型和氢气循环型;

② 氢气循环回路上设置脱硫化氢系统流程;

③ 反应产物气液分离上分为冷高分-冷低分的双分离器流程、热高压分-冷高压-热低压-冷低压的四分离器流程型;

④ 加氢反应器配置分为单段、一段串联、两段并联、紧凑式两段等工艺;

⑤ 两段加氢工艺情况下,两个反应器段间采用热高压分离器,或高压气提塔,或者分馏系统的流程;

⑥ 液体产品分馏部分设置分为一塔(气提塔)、双塔(稳定塔和常压分馏塔)、三塔(脱丁烷塔、常压蒸馏塔与减压蒸馏塔)的三种方式;

⑦ 原料单程一次通过,或尾油部分循环、或者尾油全循环加氢裂化工艺;

 采用实际原料进行试验,适用的原料可以有轻烃、汽油馏分、煤油馏分、柴油馏分、AGO、VGO、AR或者VR。因此,从装置管道伴热、保温以及管阀件材质耐温性等需求划分,分为轻油加氢装置重油加氢装置

 根据用户需求,催化剂床层温度采用等温控制方式,或采用绝热反应器类型。无论哪种控温方式,都可以达到自动程序升温、恒温、降温操作;

 不同的压力等级:5.0MPa、10.0MPa、15.0MPa及20.0MPa;

4. 工业示范试验装置。为装置的热量平衡、能耗物耗、设备工程化放大、技术的工程化放大试验、产品生产质量验证等提供试验数据。

5. 特殊用途装置。这类装置根据类型担任不同角色的应用,如用于开发特殊床型反应器的基础应用研究,催化剂配方筛选,催化剂性能评价和寿命试验,反应机理和动力学研究等。如:

 无梯度等温反应器系统;

 间歇式高压釜加氢装置;

 多通道加氢催化剂评价装置;

 工业侧线试验装置,等。

思欣通公司可以根据用户需求,定制任何一款加氢试验装置。

根据用户所提供的有关反应参数而特别设计、制造的专用装置,能满足用户在实验过程中的全部要求。

  思欣通公司独特的加氢试验装置技术

公司拥有多名业界杰出的加氢技术研发专家,他们独到的视角和技术创新,加上无与伦比的丰富经验,让整个加氢试验装置成为一件几近完美的作品,为研发工程师和装置操作员提供了一个称心、应手、低故障率、高自动化的研发“伴侣”。

促成这个境界达成的装置技术主要有:

 独特的固定床反应器入口分配器

– 适用于中小型试验装置反应器内部构件的制造和安装;

– 在低氢油比、低温条件下也获得很好的进料分配;

– 基本消除边壁流、入口分配不均的现象,提高传质效果。

 针对不同的反应加热-取热需求,开发了多种加热炉型

-电加热炉;

 分段控制

 等温和绝热两种模式

 适合于各种反应温度、但反应热效应较小的反应

 易于维修更换

– 油浴炉;

 适合于低温、热效应较大的反应

 可多个反应器同置于一个油浴炉内,反应器间很好的平行性

– 盐浴炉

 适合于较高温度、热效应大的反应

– 沙浴炉

 适合于各种温度、热效应大的反应

 可多个反应器同置于一个沙浴炉内,反应器间很好的平行性

 第三代反应器出口取样技术,对反应系统无干扰,平稳、安全、密闭、自动采样

 创新专利的反应器出口物流注水洗涤技术

– 冷高分流程:在反应器出口管道上静态混合器注水脱铵

– 热高分流程:在高分气路靠近高分的位置注水,水洗塔模式脱铵

 高分气从水洗塔下部进入,去离子水从水洗塔上部注入,在装有填料的水洗塔中逆向流动,充分接触,洗掉铵和部分硫化氢

– 中温高分流程:

 直接在高分顶部的气相中注入去离子水,避免有死区铵盐结晶堵塞管线

 适合于诸如渣油加氢催化剂评价装置

 加氢试验装置的其他特点

独立的就地自动控制和远程集中控制操作的双功能控制系统;

可通过用户界面配置所有工艺、设备运行参数,全自动化运行;

工艺、设备运行参数一目了然;

在计算机上显示各种曲线,存储相关数据;

内置多种高精度传感器,可由传感器数据自动触发相应操作;

反应器可以进行分段程序线性控温,以及高精度长时间恒温操作;

配备独立的故障检测系统,对关键点的温度、压力进行独立测控,超出阈值自动报警并采取相应处理措施,可靠性高;

模块化设计和安装,方便装置现场操作和检维修;

采用高强度一体化钢框架,优质不锈钢操作面板,坚固耐用。


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