固定床渣油加氢技术及渣油高效转化技术应用

固定床渣油加氢技术一般不加工100%减压渣油,其装置混合原料中减压渣油质量分数一般不高于65%。A固定床渣油加氢装置6个周期运行结果表明:原料中减压渣油比例越高,装置运行周期越短。B固定床渣油加氢装置体积空速为0.20 h^(-1),若体积空速降低至0.15、0.10 h^(-1),反应器压力降预计分别增加至2.3、3.4 MPa。A固定床渣油加氢装置加氢重油产率高达93.25%,520℃以上馏分转化率仅为25.38%。沸腾床渣油加氢技术及浆态床渣油加氢技术可以加工100%减压渣油。C沸腾床渣油加氢装置和D浆态床渣油加氢装置反应器压力降稳定,其中D装置反应器压力降仅为0.42 MPa。典型沸腾床渣油加氢技术和浆态床渣油加氢技术的转化率可达85.87%和91.49%。

基于破乳诱导萃取和ICP-MS/MS分析渣油中的微量金属元素

基于破乳诱导萃取提出利用电感耦合等离子体串联质谱(ICP-MS/MS)测定渣油中多种金属元素的新策略。渣油样品经二甲苯稀释降低黏度后采用质量分数6%的Triton X-114乳化,超声水浴破乳25 min,利用体积分数40%的盐酸萃取渣油中金属元素至水相,采用ICP-MS/MS测定其中10种金属元素Na、Mg、Al、Ca、V、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn的含量。详细评估了破乳诱导萃取条件对渣油中金属元素萃取效率的影响,在串联质谱(MS/MS)模式下,利用氦碰撞气或不同反应气消除了金属元素的质谱干扰,采用标准参考物质NIST SRM 1634c(燃油中的微量元素)验证了方法的准确性,以微波消解技术处理渣油样品并采用扇形磁场电感耦合等离子体质谱(SF-ICP-MS)进行对比分析验证了方法的可靠性。结果显示,金属元素在各自的含量范围内呈现良好的线性关系(线性相关系数≥0.9997),检出限(LOD)为2.05~31.4 ng/L,NIST SRM 1634c的测定结果与标准参考物质提供的认证值及文献报道的参考值基本一致,置信度水平达到95%,ICP-MS/MS方法与SF-ICP-MS的对比分析结果无显著性差异。所建立的ICP-MS/MS方法操作简单,分析速率快,准确可靠性好,已用于渣油中多种金属元素的质量评价。

沸腾床渣油加氢装置运行及优化

文中结合工业运行数据,研究了影响沸腾床渣油加氢装置长周期稳定运行的因素,并提出优化措施。结果表明,反应沉淀和杂质脱除率对沸腾床渣油加氢装置长周期稳定运行有较大影响。可通过降低转化率和/或减小渣油流量来减少反应沉积,转化率降低1百分点,反应沉积物指数减小0.03百分点;也可通过增加原料中稠环芳烃的比例抑制沥青质析出,进而减少反应沉淀,稠环芳烃掺炼比例多5百分点,反应沉积物指数降低0.02百分点。减小催化剂金属沉积率会使杂质脱除率增加,可采用增加催化剂加排量的方式来减小催化剂金属沉积率,达到增加杂质脱除率的目的。升高反应温度会使杂质脱除率增加,但同时也会使反应沉淀增加。

春风和塔河减压渣油复配制备SBS改性沥青的研究

针对春风减压渣油与苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)相容性差、难以改性的问题,利用春风减压渣油和塔河减压渣油在组成上的互补性,采用先复配后改性的方式,改善了春风减压渣油与SBS之间的相容性,降低了春风减压渣油改性难度。从元素组成、结构参数及族组成3个方面对两种减压渣油与SBS相容性的差异进行了详细分析。最后以春风减压渣油和优选的塔河减压渣油为原料,采用均匀设计试验方法对工艺条件进行了优化,选择适宜的工艺条件,能够制备出储存稳定且性能满足“聚合物改性沥青技术要求”Ⅰ-B和Ⅰ-C指标要求的SBS改性沥青。

沸腾床渣油加氢裂化装置投产对重油制氢装置的影响

沸腾床渣油加氢裂化装置投产后,将溶剂脱沥青装置的原料由常减压装置洗涤油和减压渣油调整为渣油加氢裂化装置未转化油,作为重油制氢装置原料的脱油沥青性质由此发生变化。对比重油制氢装置原料油性质、主要操作参数、技术经济指标、气化炉运行周期等参数,结果表明,渣油加氢裂化装置投产后,以脱油沥青为原料的重油制氢装置气化炉油气分布更均匀,气化单元有效气含量提高2.12个百分点,有效气产率提高0.20个百分点,碳转化率提高0.18个百分点,氢气产率提高1.21个百分点,吨氢标油能耗下降140 kg,装置各项技术经济指标均有较大幅度提升,气化炉烧嘴运行周期明显延长。

沸腾床渣油加氢裂化装置结焦情况分析与操作优化

分析了沸腾床渣油加氢裂化装置易结焦堵塞的原因,介绍了某炼化公司沸腾床渣油加氢裂化装置易结焦区域和结焦典型症状,从原料、催化剂、反应和分馏工况等方面进行了优化。通过将原料渣油引入脱固油浆减缓结焦,动态调整渣油转化率控制装置结焦:加工中东高硫低氮原油所产渣油时,转化率可控制在75%以上;加工低硫中东原油所产渣油时,转化率控制在不大于70%;加工低硫高氮原油所产渣油时,转化率控制在不大于65%。每吨渣油原料置换新鲜催化剂0.90~0.95 kg,低控减压塔塔底液位(25%~30%),提高塔底物料返混流量以减少沥青质在塔底器壁生焦。优化操作后,常压塔底油总沉积物质量分数稳定小于0.2%,确保了装置在渣油高转化率下的长周期稳定运行。

影响渣油加氢装置能耗的因素及节能优化措施

介绍了某公司2.6 Mt/a渣油加氢装置主要能耗指标,分析影响渣油加氢装置能耗的主要因素,结合装置运行情况,提出降低装置能耗的节能优化措施。

乙烯渣油沥青组分的成焦性研究

乙烯渣油沥青作为乙烯渣油中的重质组分具有含碳量高、芳香度较高及杂原子(S、N)含量低的特点,被广泛用作制备石油基人造炭材料的优选原料。为充分研究乙烯渣油沥青的成焦性,本研究选取四种溶剂(甲醇、正丁醇、正庚烷、二甲基亚砜)对乙烯渣油沥青进行萃取分离,获得八种乙烯渣油沥青组分(四种可溶组分和四种不溶组分),并对获得的乙烯渣油沥青组分进行热转化和炭化处理(热转化温度和炭化温度分别为500和1400℃)获得系列乙烯渣油沥青焦。采用红外光谱、热重分析仪、^(1)H-NMR对乙烯渣油沥青组分的基础物性进行研究;利用偏光显微镜、X射线单晶衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜等对系列石油系沥青焦结构进行研究。结果表明,乙烯渣油沥青不溶组分芳香性略高于可溶组分,且不溶组分支链略少于可溶组分;不溶组分热转化和炭化后得到的乙烯渣油沥青焦显微强度高于可溶组分获得的乙烯渣油沥青焦,且乙烯渣油沥青沥青焦HS-C的真密度高达2.0554 g/cm^(3)。

渣油加氢装置高压换热器内漏分析及建议

渣油加氢装置在运行过程中发现热低压分离器油存在硫含量异常上升、加氢渣油产品质量不合格的问题,通过杂质脱除率分析、加热炉取热分析和傅里叶变换离子回旋共振质谱分析,判断为高压换热器内漏,估算运行至末期时内漏量已将近15%。停工后对换热器进行了水压试压,判断内漏原因为顶压螺栓预紧力偏小,在运行初期反应器的压降较小时换热器正常运行,随着运行时间延长换热器管壳程之间的压降增大,壳程的压力超过了金属包覆垫的回弹力,换热器的管壳程密封处渗漏,杂质含量较高的混氢原料油直接泄漏至加氢产品中,导致产品的杂质含量不断上升。建议采用金属齿形垫加钢环的结构替代目前使用的金属包覆垫,并重新核算换热器的预紧力,确保高压换热器长期高效运行。

渣油加氢装置催化剂级配体系优化及其应用情况

随着渣油加氢装置处理混合原料呈现劣质化、重质化的趋势,并且掺炼加工了沙重、巴士拉中等劣质原油的渣油组分,对催化剂级配方案提出了更高的要求。为了满足企业装置要求加氢渣油金属质量分数≯12.0μg·g^(-1)实际生产需求,在第三周期催化剂级配方案的基础上,对第四周期的催化剂级配方案进行调整优化,保护催化剂、脱金属催化剂、脱硫脱金属过渡催化剂的级配比例分别提高了2.30百分点、3.84百分点、6.66百分点。在第四周期与第三周期混合原料性质相差不大的情况下,第四周期金属(Ni+V)脱除率比第三周期提高了2.62百分点,达到了87.07%,满足了企业实际生产需求。

能源转型中渣油高效利用技术的研究进展

我国原油进口量大,加之原油的重质化,炼化行业实现重质油的清洁转化在能源结构调整中至关重要,尤其是渣油的高效利用。本文根据近年来研究者的科研工作,分析了渣油的性质及其加工过程中存在的问题,重点介绍了国内外有关固定床、沸腾床、悬浮床渣油加氢工艺的工业应用情况及催化剂相关研究进展,并对比了三种渣油加氢技术的优缺点。对渣油加氢未转化油向高附加值化学品的转化工艺进行了归纳,并对未来炼厂向绿色低碳炼化一体化方向发展、发挥加氢技术组合优势、研发高活性低成本催化剂等方面进行了展望。炼厂可依据原料油性质、产品用途等合理选用组合加工工艺。渣油加氢技术应更好地发挥其承上启下的作用,即利用更劣质的原料为下游工艺提供更优质进料,进而实现渣油的高效利用。

固定床渣油加氢装置单系列开工方案的优化

本文针对某企业渣油加氢装置开工时遇到的实际问题,提出了相应的优化方案,相关措施包括系统氮气置换、气密升压、柴油润湿冲洗、催化剂硫化等。经过分析和优化,将开工时间从最初的12d优化到5.84d,确保了装置开工的顺利完成。

基于回归算法的渣油加氢装置反应温度预测及系统实现

目前对渣油加氢催化剂生命周期预测的技术较少,研究可方便探知催化剂活性状态的解决方案,将有效助力渣油加氢装置的催化剂更换管理。根据影响催化剂活性的多种因素,机器学习建模过程中选择了装置运行数据的运行时间、原料及产品性质等直接变量,并通过计算添加了金属沉积量、总加工负荷等组合变量作为特征,进行算法筛选调整参数,拟合装置运行周期过程的升温规律。训练后模型对测试周期反应温度预测的平均绝对百分比误差0.51%,进而可以通过反应温度的经验阈值得到催化剂预期寿命。考虑到生产数据与实验数据可能存在的分布差异,根据研究成果设计实现的软件系统操作灵活,为专业工程技术人员提供了便捷有效的辅助研究工具。

前置上流式反应器的固定床渣油加氢工艺运行分析及研发建议

原油价格高企,需要高效利用原油资源,渣油加氢技术是较好的选择,微膨胀的上流式反应器与固定床反应器结合的渣油加氢工艺技术已成功开发并多次工业应用。分别选取两套上流式反应器与固定床反应器结合的渣油加氢装置(A、C)和两套固定床渣油加氢装置(B、D)进行对比分析,结果表明:前置上流式反应器的渣油加氢工艺技术也能加工不同类型的渣油原料,A装置加工高氮含量的渣油原料,其在装置运转第14周期脱硫率、脱氮率、脱金属率和降残炭率分别为82.46%,31.51%,73.69%,54.85%;C装置加工高硫含量的渣油原料,其在装置运转第5周期脱硫率、脱氮率、脱金属率和降残炭率分别为85.23%,38.71%,72.83%,54.49%;级配催化剂均满足装置的技术需求。与固定床渣油加氢装置相同,上流式反应器第一催化剂层也会出现较大的径向温差,第一反应器压降也会升高,主要与催化剂床层中的物流分布和膨胀程度有关。建议进行上流式反应器内构件、催化剂和关键工艺参数的协同研发。

适应炼油厂转型发展的沸-固复合床渣油加氢技术开发

为适应炼油厂转型发展需求,依托S-RHT固定床渣油加氢技术和STRONG沸腾床渣油加氢技术,中石化(大连)石油化工研究院有限公司开发了沸-固复合床渣油加氢技术。该技术采用单台沸腾床反应器承担原料预处理功能,大大改善了固定床进料性质,多台固定床反应器承担深度加氢精制功能,可明显提升加氢产品质量。中试试验结果表明:经过沸腾床反应器加工,劣质渣油原料金属(镍+钒)质量分数由123.1μg/g降低至38.9μg/g,后经过固定床反应器加工,金属质量分数降至8.8μg/g,加氢脱金属率达92.85%;该原料经过沸-固复合床加氢处理后氢质量分数增加1.58百分点,加氢脱硫率达到90.69%,加氢脱残炭率达到70.30%,加氢脱氮率达到53.73%,沥青质转化率达到82.87%。沸-固复合床渣油加氢技术实现了重质渣油的深度加氢转化,充分发挥了沸腾床和固定床加氢工艺各自的优势,可为后续加工装置提供优质进料。

渣油加氢装置催化剂全蜡油硫化技术应用总结

分析了固定床渣油加氢装置开工全部使用蜡油硫化方案的可行性。某公司首次采用全蜡油硫化对新鲜催化剂进行预硫化,全蜡油硫化可节省装置开工时间16 h,减少装置开工柴油使用量,减少产生不合格蜡油720 t,在低温硫化阶段蜡油硫化的上硫率更高,硫化更均匀。对比分析了全蜡油硫化与分阶段硫化的催化剂性能,在工艺条件、原料性质基本相同的条件下,两种不同方式硫化后的催化剂杂质脱除率同样高,活性相当。使用全蜡油硫化的催化剂运行周期相对较长,说明全蜡油硫化催化剂的稳定性较高。全蜡油硫化具有操作简单、节约资源、还原活性好等优点,对于其他同类装置具有借鉴意义,为今后同类装置开工优化预硫化操作提供了宝贵经验。

260万吨/年渣油加氢装置氯分布研究

原油中总氯含在渣油馏分富集,渣油加氢装置的氯源90%以上来自原料渣油,其总氯转化率可达到86.71%,超过79%的HCl进入含硫污水系统,而侧线馏分液态烃、石脑油、柴油、精制渣油的氯含量分别为0.10%、0.06%、0.43%和12.63%。当渣油原料中总氯含量大于3μg/g时,反映在含硫污水中Cl^(-)含量超过30μg/g,空冷器、水冷器等腐蚀速率随着渣油原料中的总氯含量升高而升高。

MIP工艺催化裂化装置大比例掺炼脱硫渣油运行分析

某公司在3.0 Mt/a蜡油催化裂化装置上使用MIP-CGP专用催化剂进行了大比例掺炼脱硫渣油(掺渣)的工业试验。结合掺炼期间的主要操作参数、原料和产品性质、物料平衡及装置能耗等,对装置运行情况进行了分析和总结。结果表明,MIP工艺蜡油催化裂化装置在大比例掺炼脱硫渣油时,反应温度及催化剂烧焦控制良好,装置实现了长周期运行目标,有效降低了装置能耗,提高了装置加工负荷,为提高渣油加氢装置负荷以及全厂负荷提供了一条有效途径。

浆态床渣油加氢裂化技术特点及其工业应用

采用引进工艺技术的国内单体设计规模(3.0 Mt/a)最大的浆态床渣油加氢裂化装置在某公司首次开工,经连续运行期间(177 d)的工艺条件摸索,在实际加工负荷86%条件下开展了装置72 h性能测试。结果表明:装置加工残炭为23.68%、金属(镍+钒)质量分数为138μg/g、硫质量分数为4.82%、C 5沥青质(正戊烷不溶物)质量分数为17.65%的减压渣油与催化裂化油浆混合原料,在新鲜原料油进料量为307.2 t/h、反应器压力为15.7 MPa、平均反应温度为428℃、新鲜原料油与减压分馏塔(简称减压塔)塔底循环油渣的质量比为1.21、混合进料钼质量分数为1650μg/g、持气率为26.0%~27.5%的条件下,渣油转化率为90.0%,产物减压塔塔底油渣中四氢呋喃不溶物质量分数为7%~8%,钼质量分数为2678μg/g,装置能耗为1906.50 MJ/t;减压塔下部填料床层结焦等导致标定期间的总压降为9.53 kPa,是设计值的25.1倍,提高装置负荷困难。可以通过调整减压塔操作及技术改造等方式尝试解决减压塔填料床层压降升高、油渣中蜡油组分拔出不足等问题。

固定床渣油加氢反应类型分析及原料对装置温升的影响

利用4个反应器串联的固定床渣油加氢中型试验装置,开展了渣油加氢中型试验,分析了不同种类加氢催化剂上发生的反应。结果表明:在加氢脱金属催化剂上,主要发生氢解脱硫和加氢脱金属反应,硫原子和(Ni+V)原子的脱除量分别占其脱除总量的67.12%和83.67%;在加氢脱硫降残炭催化剂上,主要发生加氢脱氮、加氢脱硫及芳烃加氢饱和反应,氮原子和硫原子的脱除量分别占其脱除总量的78.57%和32.88%,氢原子增加量占总增加量的66.96%。对比考察固定床渣油加氢工业装置在加工不同特性原料时的反应器温度升高幅度(简称温升),结果发现,与低硫高氮渣油原料相比,高硫低氮渣油原料加氢产物的硫含量和密度下降幅度均更大,催化剂上发生的加氢脱硫及芳烃加氢饱和反应更多,加氢脱金属反应器的温升和各级反应器的总温升均更高。