加氫裂化工藝簡介

關(guān)寶安，丁秀濤，代 旭，李長東，李 濤

加氫裂化工藝簡介

關(guān)寶安，丁秀濤，代 旭，李長東，李 濤

（遼陽石化公司煉油廠， 遼寧 遼陽 111003）

加氫裂化使用的催化劑是反應(yīng)的核心部分，原料油在催化劑的作用下與氫氣反應(yīng)。隨著催化劑功能的不斷更新，加氫裂化工藝也隨著不斷改進。由早期的單段裂化工藝轉(zhuǎn)換成中期的兩段加工工藝，直到1990年后開發(fā)出更大處理量，更加節(jié)能高效的單段串聯(lián)一次加工工藝。

加氫裂化； 一段工藝； 二段工藝； 串聯(lián)工藝

由于生產(chǎn)目標(biāo)油品的種類不同，國內(nèi)外存在不同種類的加氫裂化工藝，有些以生產(chǎn)汽油為主，有些以生產(chǎn)中間餾分油為主[1]。不同的工藝使用不同的流程，催化劑的性質(zhì)也相差較多。根據(jù)生產(chǎn)目的油品不同，使用不同性質(zhì)的催化劑，所需工藝條件，產(chǎn)品分布和產(chǎn)品質(zhì)量均有差別[2]。一般根據(jù)目的產(chǎn)品收率和質(zhì)量要求，以及使用催化劑的性能不同或加工不同性質(zhì)的原料，可分為3種工藝流程，分別為一段、二段和串聯(lián)加氫裂化工藝流程。

1 一段加氫流程

一段加氫裂化工藝中，不同功能的催化劑分層填裝在一個反應(yīng)器中，原料油先經(jīng)過精制，再經(jīng)過裂化催化劑生成更種輕質(zhì)油品[3]。一段加氫裂化工藝通常應(yīng)用于粗汽油裂化產(chǎn)液化氣，早期也應(yīng)用于重質(zhì)餾分油生產(chǎn)中間餾分油，如由常減壓蠟油生產(chǎn)柴油。其原理流程圖如圖1所示。

圖1 一段加氫裂化工藝流程示意圖

以加工勝利油田直溜蠟油餾分（330~490 ℃）為例簡述一段加氫裂化的流程：通過高速離心泵使原料油升壓至16 MPa與新氫及循環(huán)氫混合后進入高壓換熱器，與420 ℃左右的反應(yīng)產(chǎn)物換熱至320~360℃，進入加熱爐至混合原料的溫度為370~450 ℃進入反應(yīng)器。反應(yīng)條件為空速1.0 h-1，氫油體積比約2 500。向反應(yīng)器分層注入冷氫用以控制反應(yīng)溫度。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)與原料換熱后溫度降至200 ℃，再經(jīng)進一步的冷卻，溫度降至30~40 ℃之后進入高壓分離器。由于反應(yīng)產(chǎn)物中存在銨鹽，溫度降至一定程度會溶解析出堵塞管道，一般在空冷器之前注入軟化水溶解銨鹽。循環(huán)氫自高壓分離器頂部經(jīng)循環(huán)氫壓縮機升壓后，返回高換入口于原料油混合。高壓分離器底部分離出生成油，進入低壓分離器，壓力減至0.5 MPa，在低分處將富氣送出裝置，做燃料使用，酸性水送去脫硫裝置。生成油經(jīng)加熱送至穩(wěn)定塔，在1.0~1.2 MPa下分離出液化氣經(jīng)塔頂送至脫硫，塔低液體經(jīng)加熱爐加熱至320 ℃后送人分餾塔，分餾塔進一步將生成油分離，得到輕汽油、航空煤油、低凝柴油和塔低油（尾油），尾油可部分或全部循環(huán)回?zé)?，或作為原料油送至柴油精制裝置。一段加氫裂化的操作方案有三種：原料一次通過；尾油部分循環(huán)及尾油全部循環(huán)。

2 兩段加氫流程

兩段加氫裂化工藝的兩個反應(yīng)器分屬不同的工段，分別裝有加氫精制和加氫裂化兩種催化劑[4]。原料油首先在一段工序中脫除有機硫、氮、氧化合物和金屬等雜質(zhì)，并經(jīng)過除氨后進入二段工序，進行加氫裂化反應(yīng)。

原料油經(jīng)高速離心泵升壓后與精制反應(yīng)器的生成油換熱，換熱后的原料油與新氫和一段循環(huán)氫混合進入一段加熱爐中加熱至反應(yīng)溫度，在加氫精制反應(yīng)器內(nèi)進行脫硫、脫氧和脫氮反應(yīng)，原料中的微量金屬也被脫掉。精制反應(yīng)采用高加氫活性催化劑，用于脫除難反應(yīng)的有機氮化合物，精制反應(yīng)生成物經(jīng)一段高換器冷卻后進入第一段高壓分離器，高分頂部分離出循環(huán)氫，下部分離出精制油。精制油通過脫氨塔脫去NH3和H2S后經(jīng)二段高速進料泵升壓。升壓后的精制油與二段循環(huán)氫混合進入第二段加熱爐，加熱至反應(yīng)溫度，進入裂化反應(yīng)器進行加氫、裂解和異構(gòu)化等反應(yīng)生成小分子烴類的混合物。反應(yīng)生成物經(jīng)冷卻進入二段高分，分離出的生成油經(jīng)低分進入分餾系統(tǒng)。其示意圖如圖2。

圖2 二段加氫裂化工藝流程示意圖

3 串聯(lián)加氫裂化工藝流程

隨著加氫裂化催化劑中的抗氨抗硫分子篩的應(yīng)用，使串聯(lián)流程成為可能。在工藝上開發(fā)了直接串聯(lián)加氫精制和加氫裂化反應(yīng)器的反應(yīng)流程，從中省掉一整套高壓換熱器、高壓離心泵、高壓分離器和大流量循環(huán)氫壓縮機等高投資設(shè)備，使生產(chǎn)裝置更緊湊，流程大大簡化。

圖3 串聯(lián)加氫裂化工藝流程示意圖

與一段加氫裂化工藝相比，在流程上增加一個反應(yīng)器[5]，第一個反應(yīng)器進行脫硫、氮、氧化合物和金屬雜質(zhì)，第二個反應(yīng)器中使用抗氨型雙功能加氫和裂化催化劑，進行加氫裂化反應(yīng)，流程如圖3所示。

串聯(lián)加氫裂化工藝不僅在餾程上體現(xiàn)出來優(yōu)勢，在操作上也表現(xiàn)出靈活的特性[6]。根據(jù)裂化反應(yīng)器中所裝填的催化劑類型不同，相應(yīng)的改變操作條件，可改變不同產(chǎn)品的收率，要么生產(chǎn)中間餾分油，要么生產(chǎn)汽油。在不改變催化劑的情況下，也可單純改變操作溫度，一定程度上改變產(chǎn)品分布。我國80年代新建的加氫裂化裝置，多采用串聯(lián)加氫裂化流程。

4 沸騰床與懸浮床加氫裂化工藝

沸騰床反應(yīng)器最早應(yīng)用于煤制油工藝，二戰(zhàn)后期，美國石油公司借鑒煤制油沸騰床技術(shù)，開發(fā)了石油重餾分催化裂化工藝。加氫裂化工藝大多使用固定床催化劑，對渣油裂化無能為力，主要由于催化劑結(jié)焦失活過快，每次更換催化劑需要停車，器外再生，運行周期過短。使用沸騰床技術(shù)可使原料油、氫氣與催化劑充分接觸，反應(yīng)完全，并在反應(yīng)器頂部分離出油氣，結(jié)焦的催化劑在反應(yīng)器底部送到再生器，裝置可同時完成反應(yīng)與再生，使運行周期大大延長。目前國內(nèi)正在使用的渣油加氫裂化多是該種工藝，操作溫度一般在400～450 ℃。

懸浮床加氫裂化使用兩套反應(yīng)器，在高壓氫氣環(huán)境下，渣油進入第一套懸浮床反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生熱裂化，生成的油氣與焦粒進入高壓分離器，分離出的清潔氣體進入第二套固定床反應(yīng)器，進行進一步的加氫裂化或精制，焦粒制成焦炭或燃煤。也有很多石油公司相繼開發(fā)使用催化劑進行渣油懸浮床裂化，通過實時分離出結(jié)焦的催化劑進行器外再生以改變反應(yīng)類型，增加液體收率，減少焦粒的產(chǎn)生，但都未實現(xiàn)工業(yè)化 。

5 結(jié)束語

加氫裂化裝置已成為現(xiàn)代煉油廠必備的加工重質(zhì)原料油的手段之一，其原料來源多種多樣，可以為直餾蠟油、減壓蠟油、焦化蠟油，甚至為渣油改質(zhì)裝置出產(chǎn)的脫瀝青渣油。其產(chǎn)品種類也豐富多樣，應(yīng)根據(jù)不同性質(zhì)的原料或?qū)δ康漠a(chǎn)品的不同需求使用相應(yīng)合理的加氫裂化工藝，來獲取最高的經(jīng)濟效益。

［1］喬明．石華信．世界原油供應(yīng)和煉油工業(yè)中長期發(fā)展預(yù)測[j].國際石油經(jīng)濟，2009(5)：20—27．

［2］李大東．加氫處理工藝與工程[M]．北京：中國石化出版社，2004：25—40．

［3］張德義．進一步加快我國加氫工藝技術(shù)的發(fā)展[J]．煉油技術(shù)與工程，2008，38(5)：1-5．

［4］CHUNSHAN SONG．An overview of new approaches to deepdesulfurization for uhra—clean gasoline，diesel fuel and jetfuel[J]．Catalysis Today，2003，86(1／4)：21 1-263．

［5］錢錫俊．陳弘．泵和壓縮機[ M ] ．2 版．北京: 中國石油大學(xué)出版社，2007：15—20．

［6］王志清. 離心壓縮機的調(diào)節(jié)與保護[ M ] ．北京: 機械出版社．1983：45—60．

Brief Introduction of Hydrocracking Process

,,,,

（Liaoyang Petrochemical Company Refinery, Liaoning Liaoyang 111003,China）

The catalyst used in hydrocracking unit is the core part of the reaction part, and the VGO reacts with hydrogen under action of the catalyst. Along with continuous renewal of the catalyst function, the hydrocracking process was improvedfrom the early single stage cracking process into the two-stage process.In the 1990s, single stage series processing technology with larger processing capacity and more energy efficient was developed.

hydrocracking unit; single stage process; two-stage process; series process

2017-01-19

關(guān)寶安（1986-），男，滿族，工程師，吉林省松原市人，2009年畢業(yè)于東北石油大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)。

TE 624

A

1004-0935（2017）03-0221-03