《加氢裂化工艺》PPT课件

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1、 FRIPP加氢裂化工艺过程加氢裂化工艺过程廖士纲廖士纲 2004年年9月月中中国国石石油油化化工工股股份份有有限限公公司司CHINA PETROLEUM & CHEMICAL CORPORATION抚抚顺顺石石油油化化工工研研究究院院 2022/5/121 1.1 加氢裂化的沿革加氢裂化的沿革 1.2 国内加氢裂化技术发展历程国内加氢裂化技术发展历程 1.3 加氢裂化的基本原理及特点加氢裂化的基本原理及特点 1.4 加氢裂化原料油加氢裂化原料油2. 加氢裂化工艺流程加氢裂化工艺流程 2.1 两段法加氢裂化两段法加氢裂化 2.2 单段加氢裂化单段加氢裂化 2.3 一段串联（单程一次通过，未转化

2、油全循、部分一段串联（单程一次通过，未转化油全循、部分循环及单段加氢裂化）循环及单段加氢裂化）目目 录录2022/5/1223. 中压加氢改质技术中压加氢改质技术 3.1 催化柴油最大限度十六烷值改进催化柴油最大限度十六烷值改进MCI技术技术 生产低凝柴油生产低凝柴油的加氢降凝技术的加氢降凝技术4. 加氢裂化装置操作技术加氢裂化装置操作技术 4.1 加氢裂化催化剂的开工（催化剂装填、催化剂硫化加氢裂化催化剂的开工（催化剂装填、催化剂硫化 及钝化、及钝化、 换进原料油）换进原料油） 4.2 加氢裂化装置正常运转及相关工艺参数的影响加氢裂化装置正常运转及相关工艺参数的影响 4.3 加氢裂化装置正常

3、停工及紧急停工加氢裂化装置正常停工及紧急停工 4.4 加氢裂化催化剂器内及器外再生技术加氢裂化催化剂器内及器外再生技术 4.5 加氢裂化催化剂器外硫化技术加氢裂化催化剂器外硫化技术 4.6 加氢催化剂的卸出加氢催化剂的卸出2022/5/123 加氢裂化原料适应性强，可用范围宽，产品方案加氢裂化原料适应性强，可用范围宽，产品方案灵活、质量好，液收高灵活、质量好，液收高 能生产液化石油气、石脑油、喷气燃料、柴油等能生产液化石油气、石脑油、喷气燃料、柴油等多种优质产品，以及蒸汽裂解、润滑油基础油等石多种优质产品，以及蒸汽裂解、润滑油基础油等石油化工原料；油化工原料；加氢裂化是从加氢裂化是从VGO直接

4、制取清洁燃料的加工技术，直接制取清洁燃料的加工技术，为炼油企业主要支柱技术之一。为炼油企业主要支柱技术之一。 2022/5/124 2020世纪初世纪初, ,德国开发了煤转化生产液体燃料德国开发了煤转化生产液体燃料, ,通过通过煤加氢液化煤加氢液化分馏分馏加氢精制加氢精制加氢裂化制取轻质加氢裂化制取轻质马达燃料；马达燃料； 典型工艺条件：压力典型工艺条件：压力20 70MPa， 反应反应温度温度375 525 ； 使用天然白土载体，使用天然白土载体，WS2催化剂。催化剂。 1.1 1.1 加氢裂化沿革加氢裂化沿革2022/5/125 5050年代后期，美国年代后期，美国ChevronChevr

5、on、UnionUnion、UOPUOP等相继开等相继开发出近代加氢裂化；发出近代加氢裂化； 1959 1959年年ChevronChevron公司公司4 4万吨万吨/ /年的工业试验装置投产。年的工业试验装置投产。 原料：直馏柴油；催化剂：合成无定型原料：直馏柴油；催化剂：合成无定型Si-Al MoNi等金属等金属 反应压力：反应压力：16 18MPa，反应反应温度温度 400 ； 1964年年UnionUnion 公司开发的加氢裂化技术工业应用。公司开发的加氢裂化技术工业应用。 特点：首创合成分子筛载体、催化剂，单段串联工艺流程特点：首创合成分子筛载体、催化剂，单段串联工艺流程1.1 1.

6、1 加氢裂化沿革加氢裂化沿革2022/5/126 70 70年代中期以后，加氢裂化技术进展缓慢；年代中期以后，加氢裂化技术进展缓慢； 加氢裂化生产的汽油辛烷值低；加氢裂化生产的汽油辛烷值低； FCCFCC两大进展，一是含分子筛两大进展，一是含分子筛FCCFCC催化剂；二是提催化剂；二是提升管技术的应用，且投资低，大力发展生产高辛烷升管技术的应用，且投资低，大力发展生产高辛烷值汽油；值汽油； 80 80年代初，优质中间馏分油年代初，优质中间馏分油 需求增加，加快了需求增加，加快了加氢裂化技术的发展。加氢裂化技术的发展。 1.1 1.1 加氢裂化沿革加氢裂化沿革2022/5/127 50年代抚顺地

7、区掌握了页岩粗柴油高压加氢，发年代抚顺地区掌握了页岩粗柴油高压加氢，发展了页岩油全馏分、低温干馏煤焦油的加氢裂化技展了页岩油全馏分、低温干馏煤焦油的加氢裂化技术；术； 特点：高压、反应温度高，特点：高压、反应温度高，T：400或更高，运转周期或更高，运转周期 短短； 6060年代中期，开发了年代中期，开发了107107、219219无定型无定型SiSi-Al-Al载体载体非贵金属加氢裂化双功能催化剂；非贵金属加氢裂化双功能催化剂； 1966 1966年，大庆年，大庆4040万吨万吨/ /年加氢裂化工业装置开工。年加氢裂化工业装置开工。1.2 1.2 国内加氢裂化的发展国内加氢裂化的发展2022

8、/5/128 FRIPP大庆工业装置主要技术指标大庆工业装置主要技术指标 装置规模：装置规模：40万吨万吨/年年 工艺流程：工艺流程：单段一次通过单段一次通过 目的产品：目的产品：以生产中间馏分油为主以生产中间馏分油为主 原料：原料：大庆大庆VGO 主要操作条件：主要操作条件：-1 SOR反应温度：反应温度：4252022/5/129 70年代末，引进年代末，引进4套加氢裂化装置，套加氢裂化装置，1982-1990相相继开工；继开工； 1992 1992年，齐鲁引进的渣油加氢处理装置，年，齐鲁引进的渣油加氢处理装置，140140万万吨吨/ /年，建成投产；年，建成投产； 80 80年代后期，由

9、抚顺石油化工研究院（年代后期，由抚顺石油化工研究院（FRIPPFRIPP） 开发的加氢裂化技术相继在抚顺、镇海、辽阳、吉开发的加氢裂化技术相继在抚顺、镇海、辽阳、吉林、天津等地建成投产，处理能力林、天津等地建成投产，处理能力4040 140140万吨万吨/ /年；年； 大连、茂名渣油加氢装置投产，其中茂名大连、茂名渣油加氢装置投产，其中茂名200200万万吨吨/ /年为年为FRIPPFRIPP开发。开发。1.2 1.2 国内加氢裂化的发展国内加氢裂化的发展2022/5/1210v VGO是加氢裂化的典型进料是加氢裂化的典型进料 包含大分子链烷烃、单、双、多环环烷烃及芳烃包含大分子链烷烃、单、双

10、、多环环烷烃及芳烃的复杂混合物；的复杂混合物；v 含有一定数量的含硫、氮、氧非烃化合物，少量含有一定数量的含硫、氮、氧非烃化合物，少量金属有机化合物金属有机化合物；v VGOVGO固定床加氢裂化使用具有裂化功能的酸性载固定床加氢裂化使用具有裂化功能的酸性载体及加氢活性金属组元的催化剂体及加氢活性金属组元的催化剂v 从化学反应角度看，加氢裂化反应可视为催化裂从化学反应角度看，加氢裂化反应可视为催化裂化与加氢反应的叠加化与加氢反应的叠加。1.3 1.3 加氢裂化的基本原理及特点加氢裂化的基本原理及特点2022/5/1211 加氢裂化的化学反应加氢裂化的化学反应v 非烃化合物的加氢反应非烃化合物的加

11、氢反应加氢脱硫（加氢脱硫（HDS）、）、 加氢脱氮（加氢脱氮（HDN）、）、加氢脱氧（加氢脱氧（HDO）、）、 加氢脱金属（加氢脱金属（HDM）、）、C-S、C-N、C-O的断裂及烃类的加氢饱和的断裂及烃类的加氢饱和v 烃类的加氢反应烃类的加氢反应烯烃加氢、芳烃饱和、烃类的异构化烯烃加氢、芳烃饱和、烃类的异构化各种烃类的加氢裂化各种烃类的加氢裂化2022/5/1212 泛指烃类泛指烃类C-CC-C键的裂解及加氢；键的裂解及加氢； 裂化过程遵循正碳离子机理，通过正碳离裂化过程遵循正碳离子机理，通过正碳离子，在酸性位上异构化；子，在酸性位上异构化； 裂化反应则是在正电荷正碳离子裂化反应则是在正电荷

12、正碳离子 位位C-CC-C键键上进行裂解上进行裂解。烃类的加氢裂化反应烃类的加氢裂化反应 2022/5/12132022/5/1214 图图2-2-142-2-14表明，双功能催化剂上烷烃，加氢裂化表明，双功能催化剂上烷烃，加氢裂化反应历程；反应历程； 反应步骤可按如下描述：反应步骤可按如下描述： 正构烷在正构烷在M M上吸附；上吸附； 脱氢脱氢烯烃（烯烃（1 1） 正烯从正烯从M MA A 正烯在正烯在A A上获得质子上获得质子仲正碳离子（仲正碳离子（2 2） 仲正碳离子仲正碳离子叔正碳离子叔正碳离子发生异构化（反应发生异构化（反应3 3）烷烃的加氢裂化烷烃的加氢裂化2022/5/1215叔

13、正碳离子通过叔正碳离子通过 裂解裂解异构烯异构烯+ +新的正新的正碳离子碳离子（反应（反应4 4）叔正碳离子不裂解叔正碳离子不裂解 异构烯（反应异构烯（反应5 5） 烯从烯从A M加氢（反应加氢（反应6、7） 新正碳离子继续裂化或异构反应，直到生成新正碳离子继续裂化或异构反应，直到生成不不能再进行能再进行 裂解的裂解的C C3 3和和iCiC4 4，所以催化加氢裂化不所以催化加氢裂化不生成生成C C1 1、C C2 2 因（因（3 3）、（）、（4 4）反应占优，因此，产物中异构）反应占优，因此，产物中异构物占优。物占优。 烷烃的加氢裂化烷烃的加氢裂化-H+2022/5/1216多环芳烃加氢裂

14、化示意图多环芳烃加氢裂化示意图多环芳烃菲类芴类四氢菲类多环环烷芳烃萘类四氢萘类和二氢茚类多环环烷烃双环环烷烃类单环环烷烃类烷烃烷基苯类k1=0.91.0k5=1.1k3=2.0 k7=1.2k2=0.1k4=1.0k10=0.2k6=0.1k8=1.4k9=0.1开环（接着脱烷基）加氢2022/5/1217 反应十分复杂反应十分复杂, ,包括逐环加氢、开环、环包括逐环加氢、开环、环 异构、脱烷基等一系列平行、顺序反应异构、脱烷基等一系列平行、顺序反应 多环芳烃，第一环加氢饱和速率很快、生多环芳烃，第一环加氢饱和速率很快、生成多环环烷芳烃成多环环烷芳烃 多环芳烃中的环烷环很易开环，并相继发多环芳

15、烃中的环烷环很易开环，并相继发生异构、脱烷基等反应生异构、脱烷基等反应多环芳烃的加氢裂化反应多环芳烃的加氢裂化反应2022/5/1218 多环芳烃中最后，次环芳烃的加氢饱和速多环芳烃中最后，次环芳烃的加氢饱和速度则递减度则递减 环烷环的开环、断侧链反应则较快环烷环的开环、断侧链反应则较快 单环环烷烃较难开环单环环烷烃较难开环 多环芳烃的加氢裂化产品分布主要为苯类、多环芳烃的加氢裂化产品分布主要为苯类、单环环烷类及较小分子烷烃所构成单环环烷类及较小分子烷烃所构成多环芳烃的加氢裂化反应多环芳烃的加氢裂化反应2022/5/1219烷烃异构、裂化同时进行，生成物异构烃超烷烃异构、裂化同时进行，生成物异

16、构烃超过热力学平衡值；过热力学平衡值；裂化在正碳离子裂化在正碳离子 位裂解，难以生成位裂解，难以生成C C3 3以下低分以下低分子烃；子烃；单环芳烃、环烷烃较稳定，不易开环，主要单环芳烃、环烷烃较稳定，不易开环，主要断侧链及侧链异构。断侧链及侧链异构。加氢裂化过程的化学反应加氢裂化过程的化学反应2022/5/1220两环以上环烷烃发生开环裂解、异构，生成两环以上环烷烃发生开环裂解、异构，生成单环环烷及较小分子烷烃；单环环烷及较小分子烷烃；多环芳烃逐环加氢多环芳烃逐环加氢/ /开环，生成小分子烷烃开环，生成小分子烷烃及环烷及环烷- -芳烃芳烃；非烃化合物几乎完全转化，烯烃基本饱和，非烃化合物几乎完全转化，烯烃基本饱和，产品质量好。产品质量好。加氢裂化过程的化学反应加氢裂化过程的化学反应2022/5/1221v 原料油的族组成、分子结构，对其工艺过程、产原料油的族组成、分子结构，对其工艺过程、产品组成及质量，影响很大；品组成及质量，影响很大；v 作为原料，直馏作为原料，直馏VGO干点可允许高达干点可允许高达530530 550550，过高易引起大分子芳烃的缩合反应，增加生焦倾，过高易引起大