中压加氢裂化装置生产5号工业白油的工艺改进

在中国石化洛阳分公司150万t/a蜡油中压加氢裂化装置中,分别采用减压轻蜡油、直馏柴油、催化柴油组成的混合原料(蜡油进料模式)和直馏柴油、催化柴油、渣油加氢柴油组成的混合原料(柴油进料模式)进行了5号工业白油的生产,通过工艺改进,解决了产品运动黏度不达标的问题。结果表明:在柴油进料模式下,将循环氢流量由195717 m^(3)/h提高至214780 m^(3)/h,反应系统压力由8.7 MPa提高至10.2 MPa,精制(裂化)反应器入口温度由300(321)℃升高至318(352)℃,加氢裂化尾油产品的运动黏度降低至5.008 mm^(2)/s;将分馏塔汽提介质由蒸汽改为氮气,可解决尾油带水的问题;将尾油部分外甩至催化装置或罐区,以解决易着色物质在尾油中富集的问题;在蜡油原料模式下,将航空煤油抽出量由30 t/h提高至45 t/h,柴油抽出量由63 t/h降低至55 t/h,柴油侧线产品的闪点和运动黏度分别增加至132℃,4.361 mm^(2)/s,达到白油指标要求。

NiW/介孔Y型分子筛催化剂上菲加氢裂化过程研究

为了实现对煤焦油中副产物多环芳烃菲的有效利用,采用等体积浸渍法制备了介孔Y型分子筛负载金属Ni、W催化剂,利用XRD、H2-TPR、BET、SEM-EDS对制备的催化剂进行表征分析,并在固定床反应器中考察催化剂上菲加氢裂化性能,探讨了反应过程中空速、气液比、温度、压力对催化剂积碳率、菲的转化率、液体收率及产物分布的影响.研究表明,增加空速和气液比会降低催化剂的积碳率,过高的反应温度会导致催化剂快速地积碳失活.通过定时采样对裂解产物分析得到菲在催化剂上的裂解率变化情况,同时也能反映出催化剂的稳定性.对反应过程条件优化得到的最优条件为:空速6 h^(-1),气液比750,温度400℃,压力6.5 MPa.此时,菲的裂解率可以稳定在99%以上,同时催化剂保持较高的稳定性,在4 h内未出现活性降低.

加氢裂化装置原料轻质化对反应过程影响研究

在加氢裂化装置原料轻质化的背景下,考察了蜡油中掺炼不同比例直馏柴油对加氢裂化产品分布及产品性质的影响。当直馏柴油掺炼比例为45%(质量分数,下同)时,喷气燃料收率最高,达到26%。随着直馏柴油掺炼比例的增加,重石脑油的环烷烃、芳烃含量降低;喷气燃料烟点呈逐渐升高的趋势;尾油(大于260℃)的链烷烃含量呈逐渐升高的趋势,环烷烃、芳烃含量呈逐渐降低的趋势,BMCI值(芳烃指数)呈先升高后降低的趋势。当直馏柴油掺炼比例为75%时,喷气燃料烟点最高,为28.8 mm。以掺炼15%直馏柴油的蜡油为原料时,随着转化率的升高,尾油的BMCI值逐渐降低;当尾油收率为20%时,尾油的BMCI值低至7.2,链烷烃质量分数升至62.0%,环烷烃质量分数降至35.2%,芳烃质量分数仅为2.6%。

ZSM-5/USY/Beta分子筛催化剂对四氢萘加氢裂化制备BTEX的性能研究

分别采用ZSM-5、USY、Beta 3种分子筛通过等体积浸渍法制备了NiMo/ZSM-5、NiMo/USY、NiMo/Beta 3种催化剂,分别标记为cat-1、cat-2、cat-3。利用XRD、NH3-TPD、SEM对催化剂进行表征分析,在固定床反应器上以四氢萘作为模型化合物,研究其加氢裂化制备BTEX的催化性能,考察了四氢萘加氢裂化的工艺条件,并探讨了加氢裂化机理。结果表明,Beta分子筛制备的催化剂cat-3金属组分颗粒大小均匀,呈现出高度分散的状态,并且酸量适中。在反应温度为400℃、氢油比为600、反应压力为4MPa、2h-1空速的最佳反应条件下,与cat-1、cat-2相比,cat-3具有最佳的四氢萘转化率和BTEX选择性,分别高达95%和70%左右。

PHT-01/PHC-05组合催化剂在加氢裂化装置的工业应用

在中国石油辽阳石化公司110万t/a加氢裂化装置中,以俄罗斯原油的二次油(减压蜡油和催化柴油的混合油,二者质量比10∶1)为原料,采用中国石油自主开发的PHT-01加氢精制催化剂、PHC-05加氢裂化催化剂及PHT系列加氢保护剂,为最大限度生产重石脑油进行了工业应用,考察了催化剂应用情况、产品性质及其分布。结果表明:催化剂运行中,可同时进行湿法硫化与钝化操作,精制反应器、裂化反应器的平均反应温度分别为367,363℃,比设计值分别低5,15℃,温升比设计值分别低3,4℃;目标产品重石脑油的含硫(氮)量均小于0.5μg/g、溴指数0.755 mg/g、芳潜质量分数47.3%、初馏点73℃、收率51.56%,精制油含氮量为7~9μg/g,主要产品收率为94.04%,满足下游重整装置进料要求。

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。

加氢裂化反应器堆焊层裂纹合于使用评价

加氢裂化反应器是加氢裂化装置的关键设备。某厂加氢裂化反应器于2014年2月投入运行,2017年6月首次检验时在内表面堆焊层发现腐蚀坑和5处裂纹,裂纹最长8mm。2022年第二次检验时发现裂纹尺寸没有变化。压力容器中存在的焊缝缺陷或裂纹尖端存在局部结构应力集中、削弱承载能力,甚至产生脆性断裂。为此,我们采用断裂力学方法对加氢反应器焊缝缺陷开展合于使用性评价[1],确定缺陷是否满足合于使用要求。

直馏柴油加氢裂化生产化工原料及喷气燃料反应规律研究

分别考察了体积空速、反应压力以及裂化反应温度对直馏柴油加氢裂化产品分布及性质的影响。研究表明,在相同反应温度与压力的条件下,当裂化体积空速由0.50 h^(-1)升高到1.25 h^(-1)时,重石脑油芳潜由47.5%升高到55.8%,喷气燃料馏分烟点由26.0 mm降低至22.0 mm,>260℃柴油馏分BMCI由13.92增大到16.14。在反应温度与体积空速不变的条件下,当反应压力由6MPa提高至8MPa时,重石脑油芳潜由62.0%降低至54.5%,喷气燃料烟点由21.2 mm提高至23.7 mm,>260℃柴油馏分BMCI由16.13降低至14.63。当反应温度由375℃升高到385℃时,重石脑油芳潜由61.2%降低至57.5%,喷气燃料烟点由23.2 mm提高至25.5 mm,>260℃柴油馏分BMCI由22.27降低到16.95。因此,直馏柴油加氢裂化所产重石脑油馏分是优质的催化重整原料,>260℃柴油馏分可作为蒸汽裂解制乙烯原料,控制适当的反应条件,还可以生产出合格的3#喷气燃料。

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。

FC-60催化剂在加氢裂化装置的应用评价

本文介绍了FC-60高中油型加氢裂化催化剂在某石化1#加氢裂化装置的首次工业应用情况,对催化剂进行性能评价。评价结果表明,FC-60催化剂对原料适应性强,具有良好的稳定性和生产灵活性,可以实现增产航煤以及兼产石脑油的目的。

基于过程模拟的加氢裂化吸收稳定系统定量风险分析

加氢裂化装置属于甲类火灾危险装置,极易因设备故障引起严重的火灾、爆炸事故,因此应对其进行准确的风险因素辨识和量化分析。将传统的HAZOP(危险与可操作性分析)定性风险分析方法、稳态模拟、动态模拟和故障树(FTA)相结合,以某炼化企业实际加氢裂化装置吸收稳定系统为例,针对该系统内吸收脱吸塔“塔压高”和石脑油稳定塔“塔温高”这两个偏差进行了量化风险分析;借助Aspen Plus过程模拟软件,在危险工况下对其进行稳态和动态仿真模拟,采用FTA方法计算了该危险事故后果的发生概率。结果表明,此方法可以帮助专家了解事故的传播过程,掌握人员安全响应时间,有利于事故的预防和及时处理,有效提高加氢裂化装置的本质安全水平。

加氢裂化复合分子筛催化剂研究进展

分子筛催化剂是加氢裂化的核心,传统分子筛催化剂只具有单一性质,无法兼具酸性强、水热稳定性及催化活性高等优点,因此复合分子筛催化剂的使用受到业界广泛关注。分别对微孔、介孔组成的复合分子筛进行介绍,通过将多种具有不同孔道结构和特性的分子筛进行复合,制备出在加氢裂化反应中性能优异的复合分子筛催化剂,并对加氢裂化催化剂的发展趋势进行展望。

小晶粒NiY分子筛的合成及其加氢裂化反应性能

通过在小晶粒Y分子筛合成的过程中原位引入Ni源合成了一系列不同Ni掺入量的小晶粒Y-xNi分子筛,将活性金属Ni预浸渍到Y分子筛的骨架中。将Y-xNi分子筛和ASA混合物作为载体并采用等体积浸渍法负载Ni和W,制备了系列Cat-xNi加氢裂化催化剂,以正十六烷为反应物,探究其加氢裂化催化反应性能。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段分析了Ni的掺入对Y分子筛及Cat-xNi催化剂理化性质的影响。结果表明,Ni主要取代Al引入Y分子筛骨架;在Y分子筛中适量掺入Ni会提高Y分子筛的相对结晶度以及Bronsted酸和Lewis酸位点的数量,但过量的Ni掺入不利于Y分子筛的结晶。Ni的掺入削弱了金属与载体间的相互作用,提高了活性金属的硫化度及NiWS活性相的堆积数及分散度,调节了催化剂上金属中心与酸中心的匹配。催化性能评价结果显示,由于Ni改性能同时增加Br?nsted酸中心与NiWS活性中心数量,增强金属中心与酸中心之间的协同作用,因而在提高正十六烷加氢裂化活性的同时可避免其过度裂化,获得较高的中间馏分产物(C8-C12)选择性及收率。在360℃反应条件下,与Cat-0Ni催化剂相比,Cat-0.2Ni催化剂具有较高的n-C16转化率和C8-C12产物收率(达65.4%)。综上可知,采用原位合成法将活性金属Ni预浸渍在Y分子筛上可以有效调节裂化活性中心与加氢活性中心之间的平衡,从而提高其催化活性和中间馏分产物的收率。

基于MLP-RF组合模型预测加氢裂化装置柴油产量

由于加氢裂化装置中柴油产量影响因素多且复杂,常因关键指标测量困难造成生产效率低、产品质量差。为此提出MLP-RF(多层感知器-随机森林)组合模型对某石化公司芳烃厂加氢裂化装置现场数据进行预处理和模型训练,以期有效预测柴油产量。首先,采用滑动平均滤波法对原始数据降噪处理,借助Z-score标准化法消除特征数据间的尺度差异,筛选了装置中原料性质和操作条件的特征变量。其次,在模型内部构建权重量化器,为组合模型动态分配权值,实现优化。结果显示该组合模型在加氢裂化工艺中柴油产量预测时,比单一MLP、RF模型在原始数据降噪和预测精度上都具有显著优势,为生产过程控制与优化提供理论依据。

沸石基金属硫化物加氢裂化催化剂研究进展

加氢裂化作为生产柴油、润滑油、喷气燃料等清洁油品和石脑油、烯烃裂解原料等化工品的重要工艺技术,在石油化工行业中发挥着不可替代的作用。加氢裂化反应中的双功能催化剂是由金属中心和酸性载体组成,沸石基金属硫化物催化剂在工业加氢裂化反应中一直占据主导地位。重点总结并讨论了沸石基硫化物加氢裂化催化剂的加氢活性相以及载体的酸性质、织构性质等对催化剂活性以及选择性的影响;分析了金属中心与酸性中心之间的平衡匹配(即双中心数量配比和距离)对催化性能的影响,探讨了双中心协同作用的机理;并对高效加氢裂化催化剂的开发进行了总结与展望。

基于模式识别的加氢裂化装置可视化模型

为了实时监控加氢裂化过程装置的运行状态,实现生产过程的优化,提出了一种基于模式识别的加氢裂化装置可视化模型。首先,使用聚类方法对加氢裂化装置的历史数据进行生产过程工况划分,并针对不同工况,基于主成分分析算法分别构建可视化模型,获得评估生产过程的有效工具;然后,根据2个重要指标划分模型区域,便于对新样本进行指标评估;最后,使用路径规划算法寻找到达最优生产模式的迁移路径。仿真结果表明,所提模型能有效根据工况与性能指标划分区域,并针对低效的生产状态得到生产过程变量的调节方法,保持生产过程产品的高收率。

核壳质量比对β@SBA-15复合分子筛加氢裂化性能的影响

制备一系列不同核壳质量比(以下简称核壳比)的β@SBA-15复合分子筛,并对复合分子筛壳层材料进行酸性位的构建,以构建酸性位后的β@AlSBA-15复合分子筛为主要裂化组分制备催化剂,考察复合分子筛核壳比对催化剂加氢裂化性能的影响,并在200 mL固定床反应装置上对催化剂进行性能评价。结果表明:β@SBA-15复合分子筛的最佳核壳比为6∶4,高核壳比合成的复合分子筛核壳结构不完整,低核壳比会导致合成的复合分子筛分相严重。以中东减压蜡油为原料,在相近转化率条件下,当核壳比为6∶4时,催化剂的加氢裂化性能最优,中间馏分油选择性最高(84.9%),航空煤油馏分冰点和柴油馏分凝点最低,分别为-61,-5℃。

蜡油加氢裂化装置加工原料多样化的工业实践

蜡油加氢裂化装置作为将重质蜡油转化为轻质油品的主要生产装置,在正常生产中亦经常进行其他原料的掺炼。某公司150×10^(4)t/a蜡油加氢裂化装置在近年生产中受原料采购的影响,分别进行过常柴、常柴和催柴、催柴、轻循环油、蜡油、蜡油和常柴等多种原料的加工方案,且均实现了装置的稳定运行。从几种加工方案下的原料性质、操作参数、物料平衡、主要产品性质、产品收率、装置能耗及存在的问题看,蜡油加氢裂化装置在使用中油型催化剂时,在加工原料多样性方面具有较强的适应性,通过生产过程中的原料匹配、流程改造、催化剂温度控制、节能优化、添加改进剂、更换滤芯等操作,几种加工方案下装置得以稳定运行、能耗得以下降、产品指标得以稳定控制,但存在柴油工况下能耗高、裂化催化剂功能浪费的情况。通过增上原料电脱盐设施和高压换热器抗垢剂设施解决了原料氯离子超标带来的高压设备腐蚀泄漏问题,实现了装置的长周期稳定运行。

基于程序驱动的常减压蒸馏-加氢裂化全流程模拟与分析

目的石油作为传统的化石能源,其组成较为复杂,导致很难对炼油过程进行精确控制。在智能制造的要求下,建立合理可靠的炼油过程模型,并对炼油过程中来自上下游的影响进行准确的预测,有助于实现炼油过程的智能调控及优化。方法基于Aspen HYSYS软件,依托集成了集总动力学模型的反应器模块,建立从原油到产品的常减压蒸馏-加氢裂化严格模拟流程,并在模拟的基础上探究含氢气体与油品的体积比对反应产物的流量及氢气用量的影响。在此基础上,利用Matlab驱动流程模拟的方式,在上游原油配比波动的情况下,获得下游加氢裂化装置产品产量的变化情况。结果模拟结果准确度很高,平均相对误差为0.41%。当国内原油占比从20%提升至50%时,柴油产品产量降低了13.9%,石脑油产品产量提升了6.1%,总产量降低了8.7%。结论基于程序驱动Aspen HYSYS软件建立的常减压-加氢裂化模型包括了从炼厂原油到产品的完整流程,并能对炼油过程进行分析与调优。该模型有助于智能炼化的实现及传统炼化企业向智能化、数字化方向转型。

分壁精馏塔分离加氢裂化喷气燃料的设计与优化

分壁精馏塔(DWC)是一种典型的化工过程强化设备,具有节能和节约设备投资的优势,但在石油化工领域应用较少。基于加氢裂化喷气燃料实沸点蒸馏结果,以之分馏制备不同牌号轻质白油过程为研究对象,在传统分馏工艺(FP)的基础上提出了单隔壁分馏工艺(DWC-FP)和双隔壁分馏工艺(DPDWC-FP),并建立FP、DWC-FP和DPDWC-FP的严格稳态精馏模型;以年总成本(TAC)和再沸器负荷为目标函数,通过非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ优化工艺流程。结果表明,DWC在应用于石油馏分的分离过程中具有节能优势,DPDWC-FP工艺可在1个塔内实现4个产品的分离;与FP相比,DWC-FP和DPDWC-FP的TAC分别减少19.61%和24.09%。