1、汽柴油加氫裝置技術(shù)簡介2007年3月 (1)M煉油廠200萬噸/年柴油加氫裝置(2)M煉油廠200萬噸/年柴油加氫裝置(3)M煉油廠200萬噸/年渣油加氫裝置(4)目 錄一、加氫精制工藝技術(shù) 1、加氫精制技術(shù)的發(fā)展歷程 2、加氫精制技術(shù)的地位和作用 3、加氫精制技術(shù)的化學(xué)原理二、惠煉汽柴油加氫裝置（HTU）技術(shù)簡介(5) 加氫精制工藝技術(shù) 發(fā)展歷程 國外加氫精制技術(shù)的發(fā)展概述 加氫技術(shù)最早起源于德國，20世紀(jì)的3040年代，德國首次成功地實現(xiàn)了“煤的三段加氫”工業(yè)化，目的是將固體燃料轉(zhuǎn)化為液體馬達(dá)燃料，由于該項技術(shù)復(fù)雜，投資大，生產(chǎn)成本高，故發(fā)展緩慢，沒有競爭力?！懊杭託渲迫∫后w燃料”的成功意

2、義，在于它證明了“將低氫碳比的固體燃料在高壓下添加氫，使其轉(zhuǎn)化為高氫碳比的液體燃料是可行的”。 一、加氫精制工藝技術(shù) 1、加氫精制技術(shù)的發(fā)展歷程(6) 加氫技術(shù)在石油煉制過程中的工業(yè)應(yīng)用最早始于美國，1949年美國開發(fā)出“催化重整”技術(shù)，由于該技術(shù)可提供廉價的副產(chǎn)品氫氣，從而極大地刺激并加快了石油加氫技術(shù)的發(fā)展，以后陸續(xù)實現(xiàn)了汽油、柴油、煤油等輕質(zhì)餾分油的加氫精制工業(yè)應(yīng)用。加氫精制工藝及催化劑日趨成熟并得到迅速發(fā)展。 發(fā)達(dá)國家對包括加氫精制和加氫裂化在內(nèi)的臨氫催化技術(shù)寄予了極大的關(guān)注，各技術(shù)開發(fā)商經(jīng)常不斷的推出新的加氫工藝技術(shù)和性能優(yōu)異的催化劑，下表列出了主要國家加氫裝置加氫加工能力及占原油總

3、加工能力的比例。 加氫精制工藝技術(shù) 發(fā)展歷程(7)各主要國家原油加工能力及加氫能力統(tǒng)計國家原油加工能力A/Mt/a加氫能力B/Mt/a（B/A）/%1、美國831.165602.38072.472、中國289.51086.02729.713、俄羅斯271.174101.27437.264、日本238.347215.53190.435、韓國128.00553.86142.086、意大利115.04069.07360.047、德國113.35587.59077.278、加拿大99.17349.40349.919、法國95.17546.13548.4710、英國87.42555.33161.87 加

4、氫精制工藝技術(shù) 發(fā)展歷程(8)從表中可以看出發(fā)達(dá)國家的加氫裝置（包括加氫裂化、加氫精制和加氫處理）的能力相當(dāng)大，一般都在原油加工能力的50%以上，尤其是日本，高達(dá)90.43%，由此可見，發(fā)達(dá)國家對加氫技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用是非常重視的。我們國家的加氫能力相對較低，只有29.71%。 加氫精制工藝技術(shù) 發(fā)展歷程(9) 國內(nèi)加氫精制技術(shù)的發(fā)展概述 我國加氫精制技術(shù)在石油煉制過程中的應(yīng)用始于1965年,首先在催化重整原料預(yù)加氫上應(yīng)用。20世紀(jì)70年代，我國石油加氫精制技術(shù)研究日趨活躍。從80年代開始，尤其是在90年代，是我國加氫精制技術(shù)快速發(fā)展時期。 撫順石化研究院（FRIPP）先后開發(fā)出了FH-5、FH

5、-5A、FH-98、FH-DS、FH-UDS等加氫精制催化劑。石油化工科學(xué)研究院（RIPP）開發(fā)了RN系列等加氫精制催化劑，均成功實現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用。 加氫精制工藝技術(shù) 發(fā)展歷程(10) 回顧我國加氫精制技術(shù)40余年的發(fā)展歷程，特別是近十幾年的迅速發(fā)展，可以概括為以下六點：我國已全面掌握了加氫精制主要領(lǐng)域的各項技術(shù)；采用加氫精制法，可以適應(yīng)國內(nèi)外不同種類原料油的加工，以生產(chǎn)滿足市場需求的多種石油產(chǎn)品和石油化工原料；解決和掌握了加氫精制領(lǐng)域諸多重大關(guān)鍵技術(shù)，逐步形成具有中國品牌的高新技術(shù)，例如：催化裂化汽油選擇性加氫脫硫技術(shù)，柴油加氫異構(gòu)降凝技術(shù)和渣油加氫處理成套技術(shù)等； 加氫精制工藝技術(shù) 發(fā)展歷程

6、(11)掌握了技術(shù)更復(fù)雜、裝置規(guī)模日趨大型化的加氫精制技術(shù)，例如：單套汽柴油加氫加工能力已從早期的每年十幾萬噸規(guī)模發(fā)展成為最大加工能力可達(dá)二次加工柴油加氫裝置，及渣油加氫脫硫裝置；我國的加氫裝置加工能力已初具規(guī)模，已躋身于世界先進行列；擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的加氫催化劑，門類齊全、產(chǎn)品不斷更新。 加氫精制工藝技術(shù) 發(fā)展歷程(12) 加氫精制工藝技術(shù) 地位作用 加氫精制是現(xiàn)代石油煉制工業(yè)的重要加工過程之一，是提升石油產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)石油產(chǎn)品及化工原料的主要手段。隨著我國煉油和石油化工事業(yè)的迅速發(fā)展和加氫裝置加工能力的迅速增加，意味著我國煉油技術(shù)的整體素質(zhì)和水平在不斷的提高。下圖列出了我國近幾年的主要

7、煉油裝置結(jié)構(gòu)的變化。2、加氫精制技術(shù)的的地位和作用(13)我國主要煉油裝置結(jié)構(gòu)變化 加氫精制工藝技術(shù) 地位作用占原油加工能力，%(14)由圖可見，我國加氫技術(shù)快速發(fā)展的態(tài)勢以及在石油加工過程中的地位和作用，數(shù)據(jù)表明，我國加氫精制技術(shù)已越來越受到關(guān)注和青睞，目前我國加氫能力的絕對量，列在美、俄、日和德國等發(fā)達(dá)國家之后，居世界排名第五位。 加氫精制工藝技術(shù) 地位作用(15)加氫精制技術(shù)應(yīng)用廣泛加氫精制技術(shù)在石油加工中的應(yīng)用范圍，幾乎涵蓋了石油煉制過程中的大部分石油產(chǎn)品，例如，氣態(tài)烴類，直餾及二次加工汽油（催化裂化汽油、焦化汽油、熱裂解及蒸汽裂解汽油）、煤油、直餾及二次加工柴油、各種蠟油（VGO、L

8、GO、CGO、DAO）、石蠟及特種油品、潤滑油常減壓渣油等各種油品，均可選擇合適的加氫精制或加氫處理工藝，以制取相應(yīng)的石油產(chǎn)品和石油化工原料。 加氫精制工藝技術(shù) 地位作用(16)石油產(chǎn)品質(zhì)量升級的保證隨著知識經(jīng)濟時代的到來，環(huán)境保護已越來越受到全球人類的關(guān)注，發(fā)展環(huán)境友好技術(shù)和向全社會提供環(huán)境友好產(chǎn)品，已是石化行業(yè)責(zé)無旁貸的義務(wù)。加氫精制技術(shù)可以有效地提高各種石油產(chǎn)品的質(zhì)量，因為它是在分子水平上通過臨氫催化反應(yīng)對石油餾分進行精制，故加氫后的石油產(chǎn)品質(zhì)量好，也是目前其他方法（如酸堿精制、白土吸附等）所無法比擬的。 加氫精制工藝技術(shù) 地位作用(17)美國于1993年10月開始使用清潔柴油，歐盟19

9、96年開始使用清潔柴油，1997年開始使用清潔汽油，日本1996開始使用清潔汽油，1997年開始使用清潔柴油，2005年全球硫含量小于50ug/g的清潔汽油占汽油總用量的65%，硫含量小于50ug/g的清潔柴油占柴油總用量的59%，可是長期以來催化裂化一直是生產(chǎn)汽柴油的支柱技術(shù)，但即使加工低硫原油，催化汽油硫含量也不能符合生產(chǎn)清潔汽油的需求（例如我國加工大慶原油的煉廠，催化汽油硫含量都在左右，催化柴油硫含量高、芳烴含量、十六烷值、安定性都與清潔柴油的要求相去甚遠(yuǎn)，為此，多種石油產(chǎn)品加氫技術(shù)應(yīng)運而生，并在煉廠迅速得到應(yīng)用。 加氫精制工藝技術(shù) 地位作用(18)世界燃料規(guī)范/歐盟及我國的汽油標(biāo)準(zhǔn)主要

10、指標(biāo)項目世界燃料規(guī)范歐盟中國車用無鉛汽油（GB17930-1999）類類類類歐EN228-93歐IIEN228-98歐EN228-99歐200520002003.01.012005.07.01硫含量ug.g-11000200305101000500150502000800500苯含量%（v/v）5.0 2.51.0 155112.52.52.5芳烴含量%（v/v）50403535無規(guī)定無規(guī)定4235404040烯烴%（v/v）2010無規(guī)定無規(guī)定1818353535(19)世界燃料油規(guī)格及歐盟柴油標(biāo)準(zhǔn)世界燃料規(guī)范歐盟類別類類類類歐EN228-93歐EN228-98歐EN228-99歐2005密

11、度（15）kg/m-3860850840840硫含量ug.g-150003003010200050035050十六烷值485355554949515195%餾出溫度370688340340370370360360總芳烴含量%（v/v）無規(guī)定251515無規(guī)定無規(guī)定無規(guī)定無規(guī)定多環(huán)芳烴含量%無規(guī)定522無規(guī)定無規(guī)定1111(20)我國車用柴油標(biāo)準(zhǔn)類別10號5號0號-10號-20號-35號-50號密度（15）kg/m-3820860800840硫含量ug.g-1500十六烷值49464595%餾出溫度365(21) 近幾年，我的汽油和柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也在不斷升級，并逐步向國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏，國家從2003年

12、開始已將車用輕柴油的硫含量限定為不大于500 ug/g，從2005年7月1日執(zhí)行車用無鉛汽油硫含量不大于500 ug/g的標(biāo)準(zhǔn)，對照國外清潔燃料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不難看出，我國的石油產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)差距還很大，未來的發(fā)展空間還很廣闊，尤其是我國環(huán)保法規(guī)的普及實施，無疑將大大加快石油產(chǎn)品質(zhì)量升級的步伐，清潔燃料的推廣和普及已提上日程，加氫技術(shù)已成為生產(chǎn)清潔燃料的重要手段。 加氫精制工藝技術(shù) 地位作用(22)石油各種烴類物質(zhì)和含有雜質(zhì)原子的非烴類雜質(zhì)組成的極其復(fù)雜的混合物，而這些非烴化合物通常有以下危害，必須加以脫除。1）對煉油設(shè)備和管線有腐蝕作用；2）導(dǎo)致催化劑失活；3）降低油品質(zhì)量；4）作為燃料時排放出SO

13、x和NOx，造成環(huán)境污染，危害人類健康。3、加氫精制技術(shù)的化學(xué)原理 加氫精制工藝技術(shù) 化學(xué)原理(23) 石油中的非烴化合物主要指含硫、氮、氧化合物以及有機金屬化合物（釩、鎳、鐵、銅和砷）等。 加氫精制的目的是在臨氫狀態(tài)下，在催化劑的作用下將非烴化合物中的雜原子硫、氮、氧分別轉(zhuǎn)化為H2S、NH3、H2O，而有機金屬化合物轉(zhuǎn)化為金屬硫化物加以脫出，其主體部分生成相應(yīng)的烴類。 加氫精制工藝技術(shù) 化學(xué)原理(24)加氫精制主要反應(yīng)如下：1）加氫脫硫（HDS）2）加氫脫氮（HDN）3）加氫脫氧（HDO）4）加氫脫金屬（HDM）5）烯烴和芳烴的加氫飽和反應(yīng) 加氫精制工藝技術(shù) 化學(xué)原理(25)加氫精制工藝技術(shù)

14、 化學(xué)原理HDS：加氫脫硫反應(yīng)油品中的含硫化合物主要有硫醇、硫醚、二硫化物和噻吩類硫化物。S+H2CH3+H2S6RR(26) HDN：加氫脫氮反應(yīng) 含氮化合物主要有雜環(huán)化和物（吡啶、奎琳等）和 非雜環(huán)化合物（脂族胺、腈類）NH+H2CH3+NH36RR加氫精制工藝技術(shù) 化學(xué)原理(27)H2(H 2 S)M-PorphyrinMxSy + H-Porphyrin HDM:加氫脫金屬 油品中的金屬含量很低，但危害比較大，主要集中在重質(zhì)餾分油中。加氫精制工藝技術(shù) 化學(xué)原理(28) 烯烴加氫飽和： 直餾餾分油中烯烴含量較少，二次加工油中一般含有較多烯烴和二烯烴，如催化汽油、焦化汽油中。H3CCH3C

15、H3+H2H3CCH3CH3加氫精制工藝技術(shù) 化學(xué)原理(29)+R2H2R+3H2R芳烴加氫飽和加氫精制工藝技術(shù) 化學(xué)原理(30)二、惠煉汽柴油加氫裝置（HTU） 技術(shù)簡介(31) 惠煉HTU 概述汽柴油加氫精制裝置英文Hydrogen Treating Unit 或Gasoline and Diesel Hydrogen Unit縮寫為HTU；(32) 惠煉HTU 概述裝置規(guī)模： 裝置設(shè)計規(guī)模200萬噸/年。年開工時間為8400小時，操作彈性為設(shè)計原料進料量的60110。b) 裝置組成：裝置由反應(yīng)、分餾和公用工程三部分組成。(33)CCR（200）MHC(360)HC(400)DC(420)

16、常 減 壓 裝 置(1200)FCC1200)PL19-3 120065-165(54.46)165-360(308.52)360-520 (329.04)450-545 （97.08）545（410.9）重整生成油苯PXOX 汽油重芳烴氣分（28）酸性水燃料氣石腦油柴油H2干氣丙稀丙烷 C4 C5MTBE4烷基化16混合C4MTBE干氣LPG烷基化油甲醇燃料氣H2LPG乙烯料PX（80）柴油LPG輕石腦油航煤燃料氣重石腦油 柴油LPG輕石腦油航煤燃料氣重石腦油尾油 LPG汽油油漿燃料氣 柴油石油焦石腦油蠟油柴油汽柴油加氫（200）H2154.6170.9639.7671.4H2H2制氫15L

17、NG干氣H2LPG燃料氣 惠煉HTU 在全廠流程中的位置(34) 惠煉HTU 反應(yīng)部分工藝流程圖 (35)惠煉HTU 反應(yīng)部分工藝流程說明（一） 原料油先進入濾前原料油緩沖罐，經(jīng)過濾后，進入濾后原料油緩沖罐。原料油經(jīng)反應(yīng)進料泵升壓后，與混氫混和，混氫原料油先與反應(yīng)產(chǎn)物換熱，再進入反應(yīng)加熱爐加熱至所需的溫度，然后依次通過脫硅反應(yīng)器、加氫精制反應(yīng)器，在催化劑的作用下，進行加氫脫硅、加氫脫硫、脫氮、烯烴飽和和芳烴飽和等反應(yīng)。催化劑床層間設(shè)有控制反應(yīng)溫度的急冷氫。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)與混氫原料油換熱后，進入熱高壓分離器。 從熱高壓分離器分離出的液體(熱高分油)減壓后進入熱低壓分離器，在低壓下將其溶解的氣體閃蒸出

18、來。氣體(熱高分氣)與冷低分油換熱，再由熱高分氣空冷器冷卻至50左右進入冷高壓分離器，進行氣、油、水三相分離。為防止熱高分氣中NH3和H2S在低溫下生成銨鹽結(jié)晶析出，堵塞空冷器，在空冷器前注入除鹽水。(36)惠煉HTU 反應(yīng)部分工藝流程說明（二） 從冷高壓分離器分離出的氣體(循環(huán)氫)，由循環(huán)氫壓縮機升壓后，返回反應(yīng)部分。從冷高壓分離器分離出的液體(冷高分油)減壓后進入冷低壓分離器，繼續(xù)進行氣、油、水三相分離。冷高分底部的含硫污水送至冷低壓分離器進一步進行閃蒸。 裝置外來的補充氫由新氫壓縮機升壓后與循環(huán)氫混和，進入反應(yīng)系統(tǒng)。 從熱低壓分離器分離出的氣體(熱低分氣)經(jīng)過空冷冷卻后至冷低壓分離器，液

19、體(熱低分油) 進入產(chǎn)品分餾塔。從冷低壓分離器分離出的氣體(低分氣)出裝置至氣體脫硫裝置處理；從冷低壓分離器分離出的液體(冷低分油)經(jīng)過與熱高分氣換熱后，與熱低分油混合進入產(chǎn)品分餾塔。冷低壓分離器底的含硫污水送至污水汽提裝置處理。(37)惠煉HTU 分餾部分工藝流程圖 (38)惠煉HTU 分餾部分工藝流程說明 低分油與柴油產(chǎn)品換熱后進入產(chǎn)品分餾塔，塔底設(shè)有重沸爐向塔底提供熱量。塔底柴油產(chǎn)品依次經(jīng)低分油換熱、石腦油穩(wěn)定塔重沸器，再經(jīng)蒸汽發(fā)生器發(fā)生蒸汽，與穩(wěn)定塔進料及脫氧水換熱后，最后經(jīng)空冷器冷卻至50送出裝置。 產(chǎn)品分餾塔塔頂油氣經(jīng)空冷器和水冷器冷卻后進入產(chǎn)品分餾塔頂回流罐。在回流罐分離出來的酸

20、性氣送至焦化裝置進行脫硫，粗石腦油一部分送到塔頂回流，另一部分經(jīng)與柴油產(chǎn)品換熱后進入石腦油穩(wěn)定塔，石腦油穩(wěn)定塔底重沸器由柴油產(chǎn)品作為熱源。塔頂出來的油氣經(jīng)空冷器和水冷器后進入石腦油穩(wěn)定塔頂回流罐，罐頂酸性氣去焦化裝置，罐底含硫輕烴經(jīng)泵升壓后也送至焦化裝置。 石腦油穩(wěn)定塔底石腦油先發(fā)生蒸汽，再經(jīng)空冷器和水冷器冷卻至40后送出裝置。(39) 惠煉HTU原料油： 1、焦化汽油 萬噸/年 2、焦化柴油 萬噸/年氫氣：來自連續(xù)重整裝置。(40) 惠煉HTU 原料油性質(zhì)(41)惠煉HTU 新氫溫度：40 壓力：（g）H2 (Hydrogen)組成 92.8962 V%CO，g/g 10CO+CO2，g/g

21、 30Cl，g/g 1(42)惠煉HTU 催化劑理化性質(zhì)(43) 惠煉HTU 產(chǎn)品由FRIPP提供 石腦油(65155) 萬噸/年 作乙烯料 或汽油產(chǎn)品調(diào)和組分 柴油 萬噸/年 作全廠柴油產(chǎn)品調(diào)和組分 (44)惠煉HTU 主要產(chǎn)品性質(zhì)(45) 惠煉HTU 物料平衡(反應(yīng)初期 )項目物料平衡m%千克/時萬噸/年備注入方原料油100.000 242991.667 204.113 H2:92.8962 %（v）按化學(xué)氫耗：1.02 m%(對原料油)新氫(重整氫）2.744 6666.667 5.600 合計102.744 249658.334 209.713 出方H2S+NH30.420 1020.

22、565 0.857 H2S+NH3含在循環(huán)氫,低分氣,塔頂干氣,含硫輕烴,含硫污水中氣體2.195 5332.451 4.480 含硫輕烴0.058 141.667 0.119 石腦油34.171 83032.143 69.747 柴油65.900 160131.508 134.510 合計102.744 249658.334 209.713 (46)惠煉HTU 物料平衡(反應(yīng)末期 )(47) 惠煉HTU 工藝技術(shù)路線及裝置特點（一）本裝置催化劑暫按中國石油化工股份撫順石油化工研究院(FRIPP)開發(fā)的加氫催化劑設(shè)計，反應(yīng)條件及產(chǎn)品性質(zhì)等數(shù)據(jù)參數(shù)由FRIPP提供 。本裝置反應(yīng)部分采用國內(nèi)成熟的爐前混氫方案；熱高分流程；產(chǎn)品分餾采用重沸爐汽提方案。催化劑的再生采用器外再生 。 催化劑的預(yù)硫化采用濕法硫化 。 (48) 惠煉HTU 工藝技術(shù)路線及裝置特點（二）由于本裝置原料硅含量較高，為防止硅影響加氫精制催化劑活性，單獨設(shè)置了一臺加氫保護反應(yīng)器，內(nèi)裝填保護劑和捕硅劑，設(shè)計兩年換劑一次