1、渣油加氫技術(shù)的應(yīng)用特點分析,中石化撫順石油化工研究院 20091117,2009年度中國信息學(xué)會石油煉制大會,內(nèi)容,渣油加氫技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用前景 主要渣油加氫技術(shù)的類型和特點 渣油加氫技術(shù)的應(yīng)用特點分析 幾點建議,我國石油化工產(chǎn)業(yè)面臨新的發(fā)展機遇,我國石油化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn),原油資源短缺,項 目2007年 2020年 原油需求量，億噸3.464.50 原油產(chǎn)量， 億噸 1.872.00 對外依存度，%4656,如果2020年我國原油油消費量控制4.50億噸的目標可以實現(xiàn),并且屆時原油產(chǎn)量可以達到2.00億噸，原油對外依存度將增至56%。,原油價格將長期在高位運行,石油產(chǎn)品的需求期望更多的輕質(zhì)

2、油品,輕質(zhì)油供需矛盾突出,為了滿足車用燃料和乙烯、芳烴裝置所需要的化工輕油，預(yù)計2010、2020年原油加工輕質(zhì)油收率將由2005年的73.5%分別提高到75.0和78.0。,產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)保狀況亟待提高和改善,針對車用燃料使用中的大氣污染問題，國家正在加緊制定越來越嚴格的環(huán)保法規(guī) 國家新環(huán)保法對工業(yè)污染物排放要求更加嚴格，煙氣SO2最大排放濃度960mg/m3，同時對總量也有嚴格規(guī)定 國際上正在考慮CO2排放控制問題,石化產(chǎn)業(yè)發(fā)展之路,面對原油資源短缺,高油價和燃油質(zhì)量標準不斷升級,污染物排放濃度和總量要求更加嚴格的壓力，石油化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必須堅持科學(xué)發(fā)展觀，走重油深度加工、環(huán)境友好,產(chǎn)品清潔

3、化道路。提高資源綜合利用率，把重質(zhì)、劣質(zhì)原油盡可能多地轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)成品油和化工原料。 核心是合適的渣油加工技術(shù),渣油加氫技術(shù)發(fā)展應(yīng)用前景,預(yù)計2010年的原油加工量達到3.3億噸/年，2020年則要超過4.3億噸/年。如以減壓渣油收率23%估算，則2010年和2020年渣油產(chǎn)量將達到約7590億噸/年和9890億噸/年。由此可見，渣油輕質(zhì)化的任務(wù)相當繁重。 渣油加氫方案液體收率高，與焦化方案相比，產(chǎn)品收率高約16個百分點。按2005年和2020年加工渣油6210萬噸和9890萬噸測算，渣油加氫路線液體產(chǎn)品數(shù)量將高出1000萬噸和1597萬噸。按輕油收率70%計算，渣油加氫路線年增加的原油將達到1

4、428萬噸和2280萬噸。,內(nèi)容,渣油加氫技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用前景 主要渣油加氫技術(shù)的類型和特點 渣油加氫技術(shù)的應(yīng)用特點分析 幾點建議,渣油的性質(zhì),渣油是原油中沸點最高、相對分子量最大、瀝青質(zhì)、殘?zhí)?重金屬,硫,氮等雜質(zhì)含量最多和結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的部分，餾分重，密度高，粘度高，殘?zhí)扛?，H/C比低, 特別是進口含硫原油的渣油中,上述雜質(zhì)含量更高,這些都是渣油深加工時必須解決的難題。,渣油加工路線選擇,對此國內(nèi)外石油公司已發(fā)展了多種加工處理技術(shù)，而每種技術(shù)有其各自的特點適用于不同的情況，并在技術(shù)水平投資及經(jīng)濟效益環(huán)保產(chǎn)品質(zhì)量等方面存在較大的差距。目前還沒有可滿足各種使用要求而經(jīng)濟效益又好的十分理想的工藝技術(shù)

5、。,實際應(yīng)用中一般都是這兩種工藝路線的結(jié)合，取決于投資、效益和渣油的可加工性。,影響渣油加氫工藝路線的主要技術(shù)因素,在四種加氫工藝技術(shù)中，固定床加氫工藝技術(shù)最成熟，裝置投資低，因而發(fā)展最快，占渣油加氫裝置的76.4%，這種局面仍將維持相當長的一個時期。 渣油固定床加氫裝置可以加工世界上大多數(shù)含硫原油和高硫原油的渣油，主要對殘?zhí)亢徒饘俸坑袊栏竦囊?，而對硫含量和氮含量的要求相對不太嚴格?作為補充，其它的渣油加氫技術(shù)也將得到一定的發(fā)展，特別是沸騰床技術(shù)。,內(nèi)容,渣油加氫技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用前景 主要渣油加氫技術(shù)的類型和特點 渣油加氫技術(shù)的應(yīng)用特點分析 幾點建議,固定床渣油加氫技術(shù)應(yīng)用特點分析,渣油加

6、氫過程反應(yīng)特點 脫可溶和不可溶固體顆粒物 脫金屬反應(yīng)，原油中金屬沉積在催化劑上 脫殘?zhí)?、瀝青質(zhì)、膠質(zhì)等大分子多環(huán)芳烴 脫硫、脫氮反應(yīng) 單一催化劑要同時完成上述功能是無法實現(xiàn)的，需要不同功能和品種催化劑協(xié)同作用來完成,渣油加氫催化劑研發(fā)要點,長周期運轉(zhuǎn)關(guān)鍵,提高催化劑的脫金屬容金屬等雜質(zhì)能力（催化劑體系要提供足夠的容雜質(zhì)的空間） 使瀝青質(zhì)等大分子物質(zhì)進入催化劑孔道內(nèi)部進行反應(yīng)。,固定床渣油加氫催化劑的研發(fā)思路,催化劑仍包括四大類：保護劑、脫金屬劑、脫硫劑和脫殘?zhí)縿?渣油加氫保護劑的研發(fā)： 不能反應(yīng)的和快速反應(yīng)的雜質(zhì)能夠截得下、容得下 改善物流分布 能有效轉(zhuǎn)化和脫除瀝青質(zhì)（把大瀝青質(zhì)分子膠團“打

7、碎”成較小分子膠團），利于下游的脫金屬劑進一步轉(zhuǎn)化瀝青質(zhì),渣油加氫脫金屬劑的研發(fā)： 對金屬能夠脫得下、容得下 高的抗積炭能力 高的瀝青質(zhì)轉(zhuǎn)化能力 渣油加氫脫硫催化劑的研發(fā)： 提高催化劑的容金屬能力 進一步提高脫硫性能和脫金屬及脫殘?zhí)啃阅?脫殘?zhí)看呋瘎┑难邪l(fā)： 提高催化劑的脫殘?zhí)亢兔摿蛐阅?提高催化劑的抗積炭能力 提高催化劑抗金屬污染的能力,具有超大孔容的毫米-微米-百納米三態(tài)孔保護劑體系可實現(xiàn)： 保護劑體系的mm級孔道，以脫垢（包括FeS、碳粒和機械雜質(zhì)等）為主； 保護劑體系的m級孔道，以脫除適量瀝青質(zhì)、重金屬和鐵等功能為主； 保護劑體系的百納米級孔道，進一步脫除瀝青質(zhì)和重金屬； 保護劑體系的

8、三種不同級別孔徑的交互作用使催化劑的保護作用能夠得到充分的發(fā)揮。,渣油加氫保護劑的研究,高空隙率保護劑沉積顆粒物示意圖,具有不同尺寸孔道保護催化劑的理化性質(zhì)和活性評價結(jié)果,開發(fā)高容金屬量的大孔徑，大孔容的渣油加氫脫金屬劑。 形成大孔徑的貫穿性孔道，有利于渣油中瀝青質(zhì)擴散到催化劑內(nèi)部進行反應(yīng)； 具有更多的反應(yīng)表面積； 試驗證明，渣油中的金屬V能夠較均勻的沉積在“棒”狀催化劑顆粒內(nèi)部。,“棒”形,運轉(zhuǎn)后脫金屬催化劑顆粒內(nèi)金屬V分布,脫金屬催化劑脫雜質(zhì)活性對比,渣油加氫脫硫催化劑的研究,高容金屬量脫硫催化劑的制備技術(shù): 在催化劑浸漬過程中，通過引入競爭吸附劑，保證活性金屬在催化劑徑向最優(yōu)化分布。 催

9、化劑的孔徑40以上,催化劑孔徑增大，金屬在催化劑徑向沉積深度增加，金屬沉積量也增加，有助于提高總體的容金屬量。,脫殘?zhí)看呋瘎┑难芯?調(diào)整活性金屬與氧化鋁載體的相互作用強度，使盡可能多的活性金屬轉(zhuǎn)化為有效活性相，提高活性金屬的利用率。 催化劑的平均孔徑提高到50以上，孔容提高30以上，而比表面積和酸性并沒有明顯的下降，有利于脫硫和脫金屬活性和容雜質(zhì)能力的提高。,脫殘?zhí)看呋瘎┑男阅芨倪M效果,渣油加氫催化劑技術(shù)改進的簡要比較,渣油加氫工藝研發(fā)思路,工藝研究,工藝研究的數(shù)學(xué)化模型化,催化劑體系普遍存在的問題,前置催化劑決定運轉(zhuǎn)周期 前置催化劑相對活性低，卻占用較大比例反應(yīng)空間 停工換劑頻繁，直接影響全

10、廠物料平衡，且催化劑的利用率低,前置反應(yīng)器切除或切換,技術(shù)優(yōu)點：靈活操作，延長周期，降低成本。操作方式：多系列共用，攤薄成本。,影響重油加氫的關(guān)鍵因素,粘 度,危害：擴散困難、床層壓降、物流不均,深度耦聯(lián)專利技術(shù)（IRCC-FR）,S-RHT渣油加氫與RFCC深度耦合一體化技術(shù)(Integrated Residue hydroprocessing and Catalytic Cracking cycleFlexible Ratio) 技術(shù)優(yōu)勢：可靈活調(diào)節(jié)柴汽比，應(yīng)對市場變化 FRIPP專利號: 200910011390.1 200910011391.6,渣油固定床加氫與RFCC深度耦聯(lián)流程,氫

11、氣,催,化,裂,化,油漿,干氣,催化重柴油 循環(huán)油,液化氣,催化汽油,加氫反應(yīng)器,循環(huán)氣,洗滌,原料油,硫化氫,分離器,加熱爐,循環(huán)氫壓縮機,原料泵,催化輕柴油,外甩,沸騰床渣油加氫技術(shù)（FRET）（Fushun Residue Ebullition Technology）,FRET技術(shù)特點,微球催化劑的在線置換要容易得多，也是FRET技術(shù)的優(yōu)點。,沸騰床反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu),典型FRET沸騰床渣油加氫中試試驗結(jié)果,壓力15MPa、空速1.5h-1，單反應(yīng)器、脫金屬催化劑,內(nèi)容,渣油加氫技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用前景 主要渣油加氫技術(shù)的類型和特點 渣油加氫技術(shù)的應(yīng)用特點分析 幾點建議,渣油的可轉(zhuǎn)化性是選擇渣油加工技術(shù)路線的主要因素，因此要開展系統(tǒng)的渣油可轉(zhuǎn)化性與其理化性質(zhì)的關(guān)系研究 渣油加氫技術(shù)是目前渣油加工的發(fā)展方向，在可預(yù)見的時期內(nèi)固定床渣油加氫仍是工業(yè)上的首選技術(shù)，因此要加大對固定床渣油加氫技術(shù)的研究，特別是其對原料適應(yīng)性和長周期運行技術(shù)的研究,渣油沸騰床加氫以其原料適應(yīng)性好、技術(shù)較為成熟、特別是作為一種加氫裂