渣油加氫
關注創建者：匿名 創建時間：2021-07-26
渣油加氫的實例教程
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 石油化工自動化 中石油華東設計院
作 者 | 周曉龍等
關鍵詞 | 渣油加氫 關鍵設備 控制方案
共 3686 字 | 建議閱讀時間 16 分鐘
導 讀
渣油加氫裝置具有臨氫、高壓、高溫、高 H2S腐蝕的特點，由反應部分（包括氫氣壓縮機和循環氫脫硫設施）、分餾部分、干氣脫硫部分、低分氣脫硫部分和公用工程部分等組成。
渣油加氫裝置的主要產品是加氫渣油，副產少量粗石腦油、脫硫干氣及脫硫低分氣。加氫渣油送至催化裂化裝置，粗石腦油送至常減壓裝置，脫硫干氣送至燃料氣管網，脫硫低分氣送至PSA裝置。
某渣油加氫裝置項目原料為減壓渣油、焦化蠟油等，核心反應系統操作壓力達到20MPa，操作溫度達到397℃，設置有熱高壓分離器、反應器、新氫壓縮機、循環氫壓縮機以及反應進料加熱爐等關鍵設備。
關鍵設備工藝特點與控制要求
渣油加氫裝置的關鍵設備的工藝特點與控制要求介紹如下：
1）熱高壓分離器液位控制。熱高壓分離器是高壓反應部分與低壓分餾部分的分界設備，熱高壓分離器液位測量介質為渣油，黏度高，難以測量。為避免熱高壓分離器液位減空，導致高壓氣體竄入低壓設備，需嚴格控制熱高壓分離器液位，因此熱高壓分離器等高壓容器的液位監控成為了裝置安全、穩定運行的關鍵。熱高壓分離器液位通過控制熱高分至熱低分管道控制閥而實現，液位控制閥不僅靜壓高，而且前后壓差大。
2）新氫壓縮機級間壓力遞推控制。系統反應壓力由新氫壓縮機補充新氫維持，由于渣油加氫系統壓力較高，新氫壓縮機采用多級往復式壓縮機。
展開 編 輯 | 化工活動家
來 源 | 云南石化、煉油技術與工程
作 者 | 郭強等
關鍵詞 | 渣油加氫 加熱爐 優化調整改造
共 2524 字 | 建議閱讀時間 12 分鐘
導 讀
中石油云南石化渣油加氫裝置共有3臺加熱爐，分別為I/II系列反應加熱爐F-0101-I/II(設計熱負荷12.21MW)和分餾加熱爐F-0301(設計熱負荷22.49MW)，共用煙氣余熱回收系統。加熱爐運行中主要存在以下的問題：
一是加熱爐煙道氣實際檢測CO和氧含量、爐膛負壓偏大，DCS顯示值偏小，實際調節裕度偏小；
二是加熱爐火嘴燃燒情況不好，存在偏燒、火焰發飄、熄滅的現象；
三是煙道排煙溫度偏高，配風溫度較低，造成加熱爐熱效率不高；
四是余熱回收系統爐管腐蝕嚴重，影響煙道系統平穩運行。
針對上述問題，利用裝置停工檢修期間，對余熱回收爐爐管進行檢修改造，提高余熱回收系統穩定性和加熱爐熱效率。
加熱爐優化調整
01
儀表維修調校
根據實際檢測的CO含量、氧含量、爐膛負壓數據，校驗相關儀表，對比DCS顯示值，進行偏差修正。根據準確的CO含量、氧含量、負壓值進行優化調節，將氧體積分數控制在0.5%~2.0%，CO質量分數不大于50μg/g，爐膛負壓控制在-20~-40Pa。
展開 圖3為沸騰床加氫和催化裂化組合生成清潔油品路線，渣油經過沸騰床加氫單元后，加氫重油作為催化裂化的進料，生產液化氣、汽油、柴油和重油，其中重油和油漿可和渣油混合進沸騰床加氫單元。
表2列出了沸騰床加氫原料和加氫重油（＞350℃）的性質，可以看出沸騰床原料金屬含量和殘炭較高，常規的固定床加工困難，采用沸騰床加氫處理后生成的加氫重油性質得到明顯改善，金屬質量分數降低到10.0μg/g以下，殘炭也低于6.0%，是優良的催化裂化原料。
表3為沸騰床加氫重油催化裂化生產輕油的收率和性質。由表3可見，催化裂化汽油具有較高的收率，同時性質良好，雜質含量較低，辛烷值較高，沸騰床加氫和催化裂化組合生產清潔油品具有良好的可行性。
●生產化工原料
相對于其他渣油加工手段，沸騰床加氫具有較高的渣油轉化率，可將渣油中較多的重餾分轉化為輕質蠟油、柴油和石腦油餾分，然后配置靈活的加氫裂化工藝流程來進一步將蠟油和柴油輕質餾分轉化為適宜生成烯烴等化工原料的石腦油餾分，實現渣油到化工原料的高效轉化。圖4為沸騰床加氫與加氫裂化組合生產化工原料路線。
表4為沸騰床加氫柴油和蠟油組分的加氫裂化產物收率和性質數據。由表4可見：重石腦油具有較高的芳烴潛含量，是優良的芳烴重整原料；噴氣燃料具有良好的燃燒清潔性，煙點為27.4mm；柴油十六烷值指數較高，可作為清潔柴油調合組分或循環到加氫裂化裝置進一步裂化；加氫尾油的BMCI低于10，達到7.9，是優良的蒸汽裂解制乙烯原料。
●生產低硫石油焦
目前高硫石油焦的出路問題是擁有延遲焦化裝置的企業面臨的大問題，改善焦化原料性質是目前去除高硫焦轉而生產高價值低硫石油焦的關鍵。對于高硫渣油的加工處理，沸騰床加氫具有顯著優勢，通過催化劑的高效脫硫，使沸騰床未轉化油中硫含量大幅降低。
展開 導 讀
1966年國內投產的首套加氫裂化裝置規模僅0.40Mt/a，1982年~1990年引進國外技術、國外企業總承包的4套大型化加氫裂化裝置最大規模1.20Mt/a，1993年投產的首套國產化現代加氫裂化裝置最大規模0.80Mt/a，受鐵路運輸限制，需要把一臺反應器拆分成兩部分來運輸。
2014年6月國務院提出重點建設七大石化基地，多個千萬噸以上大型化煉油企業向沿海七大石化基地聚集，將國內多年在催化劑、工程研發、工程設計、設備制造、新材料、設備運輸、施工機具等技術進步的成果在各類大型化加氫裝置應用。
下面老姜帶大家看看加氫裝置大型化的發展歷程
下表列出了不同年代投產的最大加氫裂化裝置的情況。
從上表可以看出，加氫裂化裝置大型化需要多系列才能實施；隨著技術進步，單系列加氫裂化裝置規模在逐步擴大；可采用不同流程實現加氫裂化裝置大型化；大型化加氫裂化技術的專利商集中在CLG，Shell和Axens；2018年前投產的最大規模加氫裂化裝置均在國外；2019年世界最大規模加氫裂化裝置將在中國投產。
下表列出了不同年代投產的最大規模渣油加氫裝置的情況。
從上表可以看出，渣油加氫裝置大型化也需要多系列才能實施；隨著技術進步，單系列渣油加氫裝置規模也在不斷擴大；大型化渣油加氫技術的專利商集中在CLG，UOP和Axens；2018年前投產的最大規模渣油加氫裝置均在國外；2019年世界最大規模渣油加氫裝置將在中國投產；2020年投產的世界最大規模渣油加氫裝置又將被國外公司超越。
下表列出了不同年代投產的最大加氫處理裝置的情況。
展開 中國重大裝備制造領域日前再度刷新紀錄——總重達2400噸的260萬噸/年沸騰床渣油鍛焊加氫反應器，日前在國機重裝鎮江公司制造成功。4月28日，這臺巨無霸級的“龐然大物”由“萬里長江第一吊”吊裝上船，發運用戶。
這臺由中國機械工業集團有限公司（國機集團）所屬國機重型裝備集團股份有限公司（國機重裝）核心制造企業二重裝備研制的加氫反應器，是國內煉油板塊的首套沸騰床渣油加氫反應器。
創造了當今加氫反應器兩個“世界之最”：
一是產品的重量“世界之最”，這臺加氫反應器總長超過70米、外徑5.4米、重量達2400噸；
二是制造技術工藝復雜性“世界之最”，其制造工藝和復雜性均突破了世界加氫反應器極限制造紀錄。
就在今年3月28日，我國首家集科工貿為一體的高端重型裝備制造旗艦——國機重裝成立。國機重裝首秀實力，即推沸騰床渣油鍛焊加氫反應器，打破同類產品極限制造多項世界紀錄，展現了重大裝備制造在變革中迸發的氣勢磅礴的“中國力量”。
石油煉化結構調整與提質升級事關國家能源安全，是石油煉化工業技術進步的重大舉措。260萬噸/年提質升級項目，正是貫徹國家能源戰略，打造具有自主知識產權渣油加氫技術體系的創新工程。其核心裝備沸騰床渣油鍛焊加氫反應器的制造是整個項目成敗的關鍵。
據悉，260萬噸/年沸騰床渣油鍛焊加氫反應器項目建成投產后，可最大程度提高渣油轉化水平，將渣油轉化率提升至85%，而原裝置僅為40%~50%。同時，降低延遲焦化負荷，提升輕質油產能，使中國石油煉化工藝技術躋身世界先進行列，有力支撐國家能源戰略的實施，出色詮釋了新時代產業工人的風采。
由于產品超大、超重、超限，其運輸、吊裝、發運也創造了國內整體聯合吊裝新紀錄——產品及吊裝輔具總重量達驚人的2500噸。
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除此之外，青島蘭石將中頻感應加熱技術在某化工企業 300 萬 t/年渣油加氫裂化裝置千噸級鍛焊式懸浮床反應器總裝縫局部熱處理上成功應用，如圖 16 所示。中頻感應加熱技術在加氫反應器上的成功應用，對我國加氫反應器的制造效率和產品質量具有重大意義。
多數原料可以采用固定床反應器，但渣油加氫裂化必須采用沸騰床反應器，加氫裂化催化劑必須適應相應的原料和反應條件及設備。
2、加氫精制催化劑
加氫精制催化劑去除油品中的硫、氮的化合物，并使芳烴轉變為環烷烴所采用的催化劑。活性組分為鑰、鉆、鎢、磷等金屬的復合氧化物或硫化物。
其中加氫單元可以是柴油加氫精制裝置、蠟油加氫處理裝置、渣油加氫處理裝置或柴油加氫改質裝置。
渣油固定床加氫處理技術
目標產品：雜質含量顯著降低的加氫渣油，可作催化裂化（FCC）原料
技術特點：
1、原料是含硫或高硫原油的減壓渣油（VR）或常壓渣油（AR）。
2、采用專有的復合催化劑體系及級配技術裝填，裝置運行周期可達2年。
（2）渣油加氫處理
渣油加氫處理工藝流程與有一般餾分油加氫處理流程有以下幾點不同：
①原料油首先經過微孔過濾器，以除去夾帶的固體微粒，防止反應器床層壓降過快；
②加氫生成油經過熱高壓分離器與冷高壓分離器，提高氣液分離效果，防止重油帶出；
③由于一般渣油含硫量較高，故循環氫需要脫除H2S，防止或減輕高壓反應系統腐蝕。
（二）渣油加氫處理
渣油加氫處理工藝原則流程圖
渣油加氫處理工藝流程與有一般餾分油加氫處理流程有以下幾點不同：
①原料油首先經過微孔過濾器，以除去夾帶的固體微粒，防止反應器床層壓降過快；
②加氫生成油經過熱高壓分離器與冷高壓分離器，提高氣液分離效果，防止重油帶出；
③由于一般渣油含硫量較高，故循環氫需要脫除H2S，防止或減輕高壓反應系統腐蝕。
從上表可以看出，渣油加氫裝置大型化也需要多系列才能實施；隨著技術進步，單系列渣油加氫裝置規模也在不斷擴大；大型化渣油加氫技術的專利商集中在CLG，UOP和Axens；2018年前投產的最大規模渣油加氫裝置均在國外；2019年世界最大規模渣油加氫裝置將在中國投產；2020年投產的世界最大規模渣油加氫裝置又將被國外公司超越。
重改質油或餾分油的金屬質量分數低于0.1μg/g、瀝青質質量分數低于0.1%，可以作為蠟油加氫或渣油加氫的原料；塔底重組分包括未轉化的瀝青質和催化劑，其中大部分作為循環物料返回催化臨氫熱轉化反應單元，再次進行臨氫熱轉化反應。整個循環試驗需連續運行1000~2000h才能得到穩定、符合實際的平衡試驗數據。
劣質渣油RMX改質的氫耗和產品分布見表3。
渣油固定床加氫處理技術
目標產品：雜質含量顯著降低的加氫渣油，可作催化裂化（FCC
3.2 加氫路線將成為重油加工轉化的主流
（1）固定床渣油加氫處理技術仍將是渣油加氫的主流工藝技術 ，未來發展趨勢是反應器大型化，高效反應器內構件開發，開發高性價比的催化劑，優化催化劑級配組合，延長裝置運行周期；強化渣油固定床加氫與催化裂化深度組合工藝研究。
