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.

基质Lewis酸性调控及其催化轻烃裂化反应性能

催化剂分子筛和基质的合理匹配是提高石脑油催化裂化制低碳烯烃产量的最有效路径之一,但是基质表面Lewis酸性对裂化反应的影响尚未明确。本研究通过硼和锌改性γ-Al_(2)O_(3)和锡改性KIT-6介孔氧化硅材料调变表面的Lewis酸,研究基质及其与ZSM-5分子筛配合使用时催化正庚烷和1-己烯裂化制低碳烯烃的性能。采用XRD、TEM、N2物理吸附-脱附以及NH3-TPD等方法探讨了改性γ-Al_(2)O_(3)和KIT-6的结构性质和表面酸性质。结果表明,B可以降低γ-Al_(2)O_(3)的表面Lewis酸性(酸量和酸强度),而Zn可以增强其表面酸性;此外,Sn可以提高有序介孔KIT-6表面Lewis酸性。催化裂化反应结果表明,当基质单独使用时,随基质表面Lewis酸性增强,轻烃反应活化能降低且转化率升高;当基质与ZSM-5配合使用时,基质在上分子筛在下的双床层排布方式对应的转化率最高,且随基质Lewis酸性增强,轻烃转化率升高,但Lewis酸性过强会加速氢转移反应,降低低碳烯烃的选择性。

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。

填料性质对催化裂化油浆静电分离效率影响冷模试验研究

为分析静电分离法脱除催化裂化油浆中固含量影响因素,采用自制静电分离器试验装置,研究填料直径和材质对催化油浆中催化剂固体颗粒脱除效率影响规律。结合数值模拟,分析填料直径和材质对其接触点处电场强度变化的影响。结果表明,油浆中固体颗粒分离效率随填料直径增大而降低,氧化锆填料的分离效率最高,玻璃填料的分离效果最差。随填料直径和填料相对介电常数增大,填料接触点处的电场强度增大。在不同材质填料物化参数中,填料相对介电常数对油浆中固体颗粒静电分离影响过程起主要作用。

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。

甲基离子在裂化反应过程中生成及转化研究

在固定床微型反应器装置上,采用2种活性位点密度不同的MFI分子筛进行1-戊烯催化裂化反应实验,发现二者气相产物组成尤其是氢气和甲烷存在较大差异,进一步引入热裂化反应气体组成进行对比。研究发现:在负氢离子转移反应较强的环境下,甲基离子易发生双聚或与烯烃叠合反应,氢离子也易发生迁移反应;在负氢离子转移反应几乎为零的热裂化反应系统中,甲基自由基则主要与氢自由基结合或者发生夺氢反应生成甲烷。热裂化反应和催化裂化反应过程中甲烷的生成在本质上具有相似性,均源于前身物甲基离子与氢离子的结合。研究结果为调控甲基离子的反应路径提供理论基础,从而达到抑制甲烷生成的目的。

丁烯叠合产物结构表征及对催化裂化生成丙烯的影响

采用小型固定流化床催化裂化装置考察了C4烯烃的反应性能,基于丁烯叠合产物的分子结构表征,研究了叠合产物与1-辛烯催化裂化的反应类型,并分析了反应温度对丙烯选择性的影响。结果表明:2-丁烯的反应性能低于1-丁烯,丁烯在Y型分子筛与择形分子筛催化剂上的转化率不高于70%;2种叠合产物(OP-1、OP-2)主要由C_(8)烯烃组成,OP-1中约90%的C_(8)烯烃为三甲基戊烯,且其中2,4,4-三甲基戊烯所占比例高于82%;OP-2中二甲基己烯含量与三甲基戊烯含量相近,且其中以二甲基-2-己烯为主;叠合产物的分子结构影响β-裂化类型,三甲基戊烯主要通过A型裂化(3°→3°)生成异丁烯,而取代基少的C_(8)烯烃更倾向于经B1(2°→3°)、B2(3°→2°)、C(2°→2°)及D2(2°→1°)型裂化生成丙烯及丁烯;高温有利于丙烯、丁烯经环化脱氢反应生成芳烃,叠合产物催化裂化增产丙烯存在适宜的温度范围(620~640℃)。

格雷斯公司推出Paragon催化裂化催化剂技术以更可持续的方式生产燃料

格雷斯公司(Grace)是催化裂化(FCC)催化剂、炼油及石化添加剂领域的全球领导者,该公司于2023年10月24日宣布了其在催化剂技术领域的最新突破,推出Paragon催化裂化催化剂技术,助力炼油厂生产更清洁的交通燃料并降低碳足迹。Paragon技术采用新型稀土基钒捕集剂制备高比表面积催化剂,为催化裂化装置提供解决方案。

再生催化裂化催化剂结构及性能

采用固定床装置制备了2种碳质量分数分别为0.25%,0.04%的再生催化裂化催化剂,利用X射线衍射仪、物理吸附仪、扫描电子显微镜等对催化剂进行表征,考察了再生过程对催化剂结构的影响,并对再生催化剂的性能进行评价。结果表明:再生过程不会影响催化剂中分子筛结构;催化剂失活的主要原因是焦炭堵塞孔道,覆盖了弱酸性活性位点,再生过程除去焦炭后,催化剂活性得到恢复;催化剂碳质量分数越低,原料油转化率越高,热裂化指数越低;再生催化剂上原料油转化率最高可达83.68%,热裂化指数仅为0.19。

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。

基于分子水平的催化裂化与加氢精制过程耦合模拟与智能优化

石油化工行业流程模拟软件对外依存度极高,且国Ⅵ燃油标准对汽油、柴油中特定分子或组分含量提出了更严苛要求,急需在分子层面认识石油组成并通过分子级的耦合模拟与智能优化,实现对汽油、柴油质量指标的精准调控。以分子炼油为指导,基于结构导向集总(SOL)方法,构建了分子水平的催化裂化(FCC)与加氢精制过程耦合模型。通过耦合模型揭示了油品分子的协同转化规律,研究了反应温度对产物分布的影响机制。结果表明:当FCC反应温度由500℃升高到560℃时,甲基戊烷与甲基戊烯的质量比从2.90降低到1.63,从分子水平上阐明了较低的反应温度有利于氢转移反应,有助于降低汽油中烯烃含量。当汽油加氢精制反应温度由220℃升高到280℃时,汽油中二甲基噻吩的质量分数从3.87 mg/kg减少到1.35 mg/kg,从分子水平上阐明了较高的反应温度有利于加氢脱硫反应,有助于降低汽油中硫含量。通过分子级的耦合模拟与智能优化,可为汽油、柴油质量指标的精准调控提供指导,以期为智慧炼油厂建设提供基于反应机理的基础模型。

催化裂化再生器二氧化碳原位富集工艺研究

催化裂化装置的碳排放占炼油厂全部碳排放的30%~50%,再生烟气作为二氧化碳(CO_(2))的主要来源,具有烟气流量大、CO_(2)浓度低的特点,导致传统的再生燃烧后捕集工艺操作成本高。为高效低成本捕集CO_(2),结合再生烟气处理流程特点,提出了再生器CO_(2)原位富集工艺。采用计算流体力学模拟和流程模拟对该工艺的可行性进行了详细分析,并讨论了新工艺对原有设备的潜在影响。研究结果表明,CO_(2)原位富集工艺可以保证再生器内气固两相的正常流化,并将再生烟气中CO_(2)体积分数富集到85%以上,理论干烟气CO_(2)体积分数可达到93%以上。再生烟气组分浓度的改变对后续余热锅炉、烟机、省煤器、脱硫脱硝塔等关键设备影响较小,无需更换现有设备。该研究将为再生烟气CO_(2)富集和捕集提供新的工艺思路。

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。

硫转移剂应用与改善催化裂化烟气蓝烟拖尾情况总结

中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司1.2 Mt/a重油催化裂化装置因原料性质变化导致再生烟气中SO_(x)含量上升,外排烟气蓝烟拖尾现象愈发严重。为改善烟羽外观、避免外排废水TDS(溶解性固体总量)超标并降低湿法脱硫塔操作负荷,开展了运用增强型RFS09硫转移剂并优化装置操作、消除外排烟气蓝烟拖尾的工业试验。结果表明:当原料硫质量分数为0.4%~0.7%、硫转移剂藏量占系统藏量的3.5%时,蓝烟拖尾现象得以控制,脱硫塔入口烟气SO_(2)的质量浓度稳定控制在500 mg/m^(3)以下、碱液消耗量降低48.5%、外排废水TDS由41400 mg/L降至6400 mg/L,废水COD(化学需氧量)减小,烟气中的硫大幅向气体产品中转移。增强型RFS09硫转移剂的应用对产物分布、产品性质和装置运行均无负面影响。该工业试验也进一步表明:增强型RFS09硫转移剂能很好地实现催化裂化再生烟气污染物源头减排,并减少二次污染。

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%。

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。

NaY分子筛复合材料及其催化裂化催化剂性能

以高岭土和水玻璃为原料,采用水热法原位晶化合成了NaY分子筛复合材料,通过离子交换法改性并制备出催化裂化催化剂,利用X射线荧光仪、N2吸附-脱附仪、扫描电子显微镜等仪器对试样进行结构表征,在固定流化床微型反应器装置上进行催化剂裂化反应性能评价。结果表明:该NaY分子筛复合材料的外比表面积为93.70 m^(2)/g,介孔孔容为0.19 cm^(3)/g,颗粒直径约在300~500 nm;改性后复合材料的介孔主要分布在2~20 nm,且为双孔分布,分布峰分别为3.8,5.6 nm;与常规NaY型分子筛催化剂相比,采用该NaY型分子筛复合材料所制备的催化剂其反应转化率、液化气和总液体收率依次提高6.18,5.16,1.61个百分点,重油收率下降3.34个百分点,生焦因子下降0.80。

量化控制在预防催化裂化装置开工过程催化剂跑损中的应用

从量化控制角度出发,利用DCS的强大计算功能,对关键控制参数和非独立变量进行计算与组态,并实际应用于开工过程控制,实现了催化裂化装置关键控制变量的实时监控和量化操作,在控制催化剂跑损方面取得了良好的效果,提高了经济效益。

加氢裂化高压管道监测技术探讨

加氢裂化工艺管道中,使用的不锈钢材质为TP347,而这种不锈钢在高温高压及应力作用下易发生晶间腐蚀和氢致开裂。为了及时发现这类问题,文章对现有的超声导波、声发射、分布式光纤测温等管道监测技术进行了研究,探讨了红外热成像监测技术的可行性。并现场验证红外热成像监测技术的可靠性,为管道故障的自动诊断和预测提供重要支持。