1、2023-1-11S-RHT固定床渣油加氢技术研发进展固定床渣油加氢技术研发进展2014.82023-1-112 内内 容容一、一、S-RHTS-RHT渣油加氢技术研发进展渣油加氢技术研发进展二、工业应用结果二、工业应用结果三、结束语三、结束语2023-1-113渣油加氢在技术上究竟要解决什么问题？渣油加氢与催化裂化组合渣油加氢与催化裂化组合2023-1-114进料氮含量对FCC汽油收率的影响101014141818222226260 00.10.10.20.20.30.3进料中氮含量，%进料中氮含量，%FCC汽油产率，FCC汽油产率，2023-1-115进料氮含量对FCC柴油收率的影响252
2、527272929313133330 00.10.10.20.20.30.3氮含量，氮含量，FCC柴油收率，FCC柴油收率，2023-1-116进料多环芳烃含量对FCC收率的影响0 01010202030304040C3C3C4C4C5-221C5-221焦炭，焦炭，收率，收率，富含多环芳烃富含多环芳烃富含单环芳烃富含单环芳烃2023-1-117进料金属污染对FCC催化剂活性的影响68687272767680808484180ppm180ppm1130ppm1130ppm3500ppm3500ppm污染金属，ppm污染金属，ppm催化剂活性催化剂活性2023-1-118进料金属污染对FCC产品
3、收率的影响0 02020404060608080干气,v%干气,v%C4,v%C4,v%汽油,v%汽油,v%焦炭，焦炭，污染金属,ppm污染金属,ppmFCC产品收率，FCC产品收率，180ppm180ppm1130ppm1130ppm3500ppm3500ppm 对于一套典型对于一套典型RFCC装置而言，渣油加装置而言，渣油加氢提供的原料油中减少氢提供的原料油中减少1ppm的的Ni+V，渣油催化裂化催化剂的消耗最多可减少渣油催化裂化催化剂的消耗最多可减少25%。2023-1-119渣油加氢目的渣油加氢目的深精制，浅裂化。深精制，浅裂化。2023-1-11102023-1-1111 长周期要求
4、催化剂有良好的活性和容杂质能力；长周期要求催化剂有良好的活性和容杂质能力；由于反应复杂，须采用多种催化剂组合，各种催由于反应复杂，须采用多种催化剂组合，各种催化剂之间的活性匹配和装填比例不易掌握；化剂之间的活性匹配和装填比例不易掌握；脱除的金属和反应伴生的焦炭等固体物在催化剂脱除的金属和反应伴生的焦炭等固体物在催化剂床层上的沉积分布难以控制。床层上的沉积分布难以控制。达成工艺目标的技术难点达成工艺目标的技术难点2023-1-1112沸点最高分子量最大杂原子最多结构最复杂馏分重高密度高粘度高残炭H/C比低。影响加工过程的物性：金属沥青质残炭值硫、氮粘度等。2023-1-1113渣油中渣油中Ni、
5、V、S和残炭分布和残炭分布2023-1-1114典型中东渣油金属分布典型中东渣油金属分布绝大多数的金属存在于沥青质和胶质中，占总量的97%，虽然沥青质的含量很低，但其金属的相对含量最高。系统的研究还发现，硫，氮等均表现出相似的分布规律。组分组分原料原料胶质胶质沥青质沥青质含量，含量，%10023.64.6Ni+V,ppm120309930权重比例，权重比例，%10061362023-1-1115金属杂质脱除情况金属杂质脱除情况组分组分胶质胶质沥青质沥青质金属杂质金属杂质Ni，g/gV，g/gNi，g/gV，g/g原料原料79.6229.5226.3704.0加氢渣油加氢渣油18.723.520
6、0.9200.0沥青质中的金属杂质脱除难度高于胶质，Ni的脱除难度高于 V。2023-1-1116 胶质组分脱金属比沥青质组分容易的多，因为胶胶质组分脱金属比沥青质组分容易的多，因为胶质分子小，易扩散至催化剂内部，脱除的质分子小，易扩散至催化剂内部，脱除的Ni和和V沉积在催化剂孔道深处；沉积在催化剂孔道深处；而沥青质分子较大，扩散速度比胶质慢的多，并而沥青质分子较大，扩散速度比胶质慢的多，并且它的空间阻碍也较大，不易进入催化剂孔道内且它的空间阻碍也较大，不易进入催化剂孔道内，金属脱除相对较困难。钒的存在结构使它更容，金属脱除相对较困难。钒的存在结构使它更容易脱除，约是镍的易脱除，约是镍的7倍。
7、倍。2023-1-1117金属在各类催化剂中的脱除率金属在各类催化剂中的脱除率金属脱除率,%HDM1 HDM2 HDS HDN1 HDN2金属在各类催化剂中的脱除率2023-1-1118长周期运转关键长周期运转关键 提高脱金属催化剂的脱金属容金属能力提高脱金属催化剂的脱金属容金属能力 使大分子沥青质进入催化剂孔道内部使大分子沥青质进入催化剂孔道内部 减少催化剂表面反应是消除床层热点关键因素之一减少催化剂表面反应是消除床层热点关键因素之一 优化催化剂级配，使反应功能互相促进，均化反应负荷优化催化剂级配，使反应功能互相促进，均化反应负荷2023-1-1119催化剂的改进思路催化剂的改进思路 催化剂
8、研发总体思路和目标：催化剂研发总体思路和目标：催化剂孔道性质的改善，改善扩散传质效果和催化剂孔道性质的改善，改善扩散传质效果和反应性能的提升；反应性能的提升；催化剂的容杂质量的提高和杂质沉积分布合理催化剂的容杂质量的提高和杂质沉积分布合理化。化。改善扩散传质改善扩散传质 提高沥青质转化能力提高沥青质转化能力具有双峰孔结构的催化剂的SEM图（1万倍）具有双峰孔结构的催化剂的SEM图（3万倍）大孔作为扩散通道，进入较小孔内进行反应。大孔作为扩散通道，进入较小孔内进行反应。改善孔分布及引入改性助剂改善孔分布及引入改性助剂改善活性金属与载体的相互作用：改善活性金属与载体的相互作用：引入助剂引入助剂A后
9、后,Mo分散度优于无助剂分散度优于无助剂A催化剂催化剂,活性组分结合能活性组分结合能变小，利于催化剂活化。变小，利于催化剂活化。H2还原温度降低约还原温度降低约10。助剂名称助剂名称A无无金属分散度金属分散度0.09390.0920IMo/IAl结合能结合能232.43232.56Mo(3d)优化催化剂孔结构：新剂孔径小于优化催化剂孔结构：新剂孔径小于6nm的孔的孔容占总孔容的比例为容占总孔容的比例为21.8%，参比剂为，参比剂为48.8%。减小了减小了27个百分点。个百分点。2023-1-1122改进活性金属负载技术改进活性金属负载技术-SEM-EDSSEM-EDS线扫描线扫描 催化剂的金属
10、分布扫描图催化剂的金属分布扫描图2023-1-1123工艺研究进展工艺研究进展 研究反应研究反应 回答诸多的为什么；回答诸多的为什么；搞清楚各类催化剂的适宜反应环境；搞清楚各类催化剂的适宜反应环境；从定性到定量。从定性到定量。2023-1-1124工艺研究的数学化模型化工艺研究的数学化模型化5.01056.05.0013145.835500exp6005.0LHSVTtCC硫硫9.01006.09.0013145.837700exp23709.0LHSVTtCC残炭残炭2023-1-1125硫模型计算结果硫模型计算结果 2023-1-1126残炭模型计算结果残炭模型计算结果 2023-1-11
11、27操作曲线模型预测结果操作曲线模型预测结果2023-1-1128催化剂级配优化方法催化剂级配优化方法 动力学模型法动力学模型法v需大量实验数据进行动力学计算，最终需要试验验证需大量实验数据进行动力学计算，最终需要试验验证。实验法实验法v费时，费力，但实验数据准确，指导性强。费时，费力，但实验数据准确，指导性强。2023-1-1129颗粒尺寸颗粒尺寸活性活性大大低低小小高高酸酸性性弱弱强强空隙率空隙率大大孔径孔径大大小小渣油固定床加氢装置长周期运转的关键：渣油固定床加氢装置长周期运转的关键：催化剂合理组合，同步失活；催化剂合理组合，同步失活；活性与稳定性平衡活性与稳定性平衡小小催化剂级配装填技
12、术催化剂级配装填技术高高S S、N N、CCRCCR和金属的渣油和金属的渣油低低S S、N N、CCRCCR和金属的和金属的RFCCRFCC原料原料2023-1-1130周期最高温度床层温度:初期活性高，但容金属能力低:容金属能力高，初期活性低:容金属能力和活性达到平衡催化剂级配工艺流程的改进工艺流程的改进 经过几十年的发展，渣油固定床加氢工艺本身已非经过几十年的发展，渣油固定床加氢工艺本身已非常成熟。常成熟。工艺研发方向之一：工艺组合，提高效益（下篇报工艺研发方向之一：工艺组合，提高效益（下篇报告会提到与沸腾床组合）。告会提到与沸腾床组合）。二次加工油性质差，难于处理，附加值低。二次加工油性
13、质差，难于处理，附加值低。改进工艺流程，增强原料适应性，延长装置操作周改进工艺流程，增强原料适应性，延长装置操作周期，降低装置能耗。期，降低装置能耗。2023-1-1131FRIPP的的SFI工艺技术工艺技术2023-1-1132缓解稀释蜡油不足缓解稀释蜡油不足改善联合装置产品分布，增加轻质产品收率改善联合装置产品分布，增加轻质产品收率减少设备投资，节能降耗减少设备投资，节能降耗2023-1-1133R1R2R3R4R5可加工总金属含量大于可加工总金属含量大于120120 g/gg/g的劣质渣油及铁钙含量高的原料。的劣质渣油及铁钙含量高的原料。温度换空速的操作模式（前置反应器的较高温操作），依
14、此提升下游温度换空速的操作模式（前置反应器的较高温操作），依此提升下游 高活性催化剂体高活性催化剂体系的活性以及稳定性。系的活性以及稳定性。该技术目前成功应用于石家庄炼化该技术目前成功应用于石家庄炼化150150万吨万吨/年渣油加氢装置年渣油加氢装置FRIPP的前置可切出保护反应器技术的前置可切出保护反应器技术技术改进研究成果技术改进研究成果在工业装置上的应用在工业装置上的应用2023-1-1134项项 目目单位单位掺炼前掺炼前掺炼后掺炼后减渣进料流量减渣进料流量t/ht/h127.3127.3133.3133.3轻蜡油进料流量轻蜡油进料流量t/ht/h28.628.616.716.7重蜡油进
15、料流量重蜡油进料流量t/ht/h737364.164.1催化裂化柴油进料流量催化裂化柴油进料流量t/ht/h0 026.626.6一反入口压力一反入口压力MPaMPa17.917.917.917.9平均反应温度平均反应温度CATCAT397.9397.9399.1399.1循环氢流量循环氢流量NmNm3 3/h/h249288249288251083251083补充氢流量补充氢流量NmNm3 3/h/h37158371583875338753SFI技术在金陵的应用技术在金陵的应用掺炼催柴前后渣油加氢装置操作条件对比掺炼催柴前后渣油加氢装置操作条件对比项目项目单位单位掺炼前掺炼前掺炼后掺炼后原料
16、原料加氢常渣加氢常渣原料原料加氢常渣加氢常渣密度密度(20)(20)kg/mkg/m3 3961.0961.0918.3918.3974.0974.0916.6916.6硫含量硫含量%2.602.600.380.382.602.600.340.34氮含量氮含量g/gg/g14581458115111511349134910651065残炭值残炭值%9.489.484.794.799.509.504.314.31金属含量金属含量 Ni Nig/gg/g18.518.56.36.318.518.54.44.4 V Vg/gg/g17.717.73.23.217.517.52.52.5胶质胶质%14
17、.1714.175.395.3913.0113.015.115.11沥青质沥青质%1.781.781.321.321.601.601.101.10掺炼催柴前后渣油加氢产品性质变化掺炼催柴前后渣油加氢产品性质变化SFI技术在金陵的应用技术在金陵的应用项目项目渣油加氢装置渣油加氢装置掺炼前掺炼前掺炼后掺炼后进料，进料，吨吨/天天减渣进料流量减渣进料流量3056305631983198轻蜡油进料流量轻蜡油进料流量986986722722重蜡油进料流量重蜡油进料流量1752175215381538催化裂化柴油进料流量催化裂化柴油进料流量0 0639639氢气氢气88889595进料合计进料合计5882
18、588261926192出料，出料，吨吨/天天低分气低分气77777979干气干气20202222石脑油石脑油211211212212产品柴油产品柴油413413457457产品渣油产品渣油4941494151355135外排污油外排污油122122180180硫化氢硫化氢9898107107出料合计出料合计5882588261926192SFI技术在金陵的应用技术在金陵的应用掺炼催柴前后渣油加氢产品分布变化掺炼催柴前后渣油加氢产品分布变化SFI技术在金陵的应用技术在金陵的应用项目项目催化裂化装置催化裂化装置掺炼前掺炼前掺炼后掺炼后差值差值进料量进料量/th/th-1-141041041041
19、0反应温度反应温度/520520519519密相温度密相温度/705705705705加氢常渣比例加氢常渣比例,%,%47.447.449.249.2+1.8+1.8干气收率，干气收率，%5.225.224.654.65-0.57-0.57液态烃收率，液态烃收率，%19.4719.4718.5818.58-1.16-1.16汽油收率，汽油收率，%41.3741.3743.5243.52+2.15+2.15柴油收率，柴油收率，%19.7519.7521.4321.43+1.68+1.68油浆收率，油浆收率，%5.035.033.433.43-1.6-1.6焦炭收率，焦炭收率，%6.966.964
20、.154.15-2.81-2.81轻质油收率，轻质油收率，%61.1261.1264.9564.95+3.83+3.83轻液体收率，轻液体收率，%80.5980.5983.5383.53+2.94+2.94掺炼催柴前后催化裂化产品分布变化掺炼催柴前后催化裂化产品分布变化石家庄石家庄150万吨万吨/年年S-RHT装置概况装置概况年开工时数：年开工时数：84008400小时；小时；空速：空速：0.19-0.21h0.19-0.21h-1-1氢分压：氢分压：15.7 15.7 MPaMPa反应器直径：反应器直径：5400 mm5400 mm反应器入口氢油体积比：反应器入口氢油体积比：600600 因
21、原料铁钙含量较高，采用前置保护反因原料铁钙含量较高，采用前置保护反应器可切出应器可切出技术，技术，20142014年年8 8月月1010日日完成装剂。完成装剂。新型剂在茂名渣油加氢装置的应用新型剂在茂名渣油加氢装置的应用2023-1-1140时间时间2014年年2月月20日日反应系列反应系列列列列列(FRIPP)原料油流量原料油流量,t/h/列列150150总反应平均温度总反应平均温度,384.8384.8冷高分压力冷高分压力,MPa15.5915.60冷氢量冷氢量,Nm3/h4663851562循环氢流量循环氢流量,Nm3/h8272082277装置于装置于20132013年年1111月月2
22、121日切换渣油原料，至标定已运行日切换渣油原料，至标定已运行3 3个月个月装置设计进料装置设计进料125125 t/h/列列，实际按，实际按120%120%负荷运行负荷运行茂名渣油加氢装置标定条件茂名渣油加氢装置标定条件新型剂在茂名渣油加氢装置的应用新型剂在茂名渣油加氢装置的应用2023-1-1141项项 目目滤后原料滤后原料密度密度(20),kg/m3985.3粘度粘度(100),mm2/s83.83C,m%84.76H,m%10.81S,m%3.00N,g/g3181残炭残炭,m%13.38Ni,g/g29.36V,g/g54.03Fe,g/g4.86Ca,g/g4.09Na,g/g4.
23、71饱和烃饱和烃,m%38.56芳香烃芳香烃,m%40.20胶胶 质质,m%18.67沥青质沥青质,m%2.57茂名渣油加氢装置标定原料性质茂名渣油加氢装置标定原料性质新型剂在茂名渣油加氢装置的应用新型剂在茂名渣油加氢装置的应用2023-1-1142样品样品列热列热高分高分列热列热高分高分(FRIPP)密度密度(20),kg/m3937.4936.5粘度粘度(100),mm2/s27.7325.48C,m%86.9086.85H,m%12.1012.11S,m%0.320.35N,g/g18271641残炭残炭,m%5.194.98金属金属Ni,g/g7.466.68V,g/g5.735.29
24、Fe,g/g2.722.51Ca,g/g2.922.47Na,g/g0.480.42四组分四组分饱和烃饱和烃,m%48.5848.07芳香烃芳香烃,m%41.9044.27胶胶 质质,m%8.787.02沥青质沥青质,m%0.740.63茂名渣油加氢装置标定热高分油性质茂名渣油加氢装置标定热高分油性质新型剂在茂名渣油加氢装置的应用新型剂在茂名渣油加氢装置的应用2023-1-1143反应系列反应系列列热高分列热高分350列热高分列热高分350(FRIPP)密度密度(20),kg/m30.94400.9438C,m%86.9886.90H,m%11.9712.02N,g/g19902003残炭残炭
25、,m%6.136.07茂名渣油加氢装置标定加氢常渣性质茂名渣油加氢装置标定加氢常渣性质新型剂在茂名渣油加氢装置的应用新型剂在茂名渣油加氢装置的应用2023-1-1144样品样品系列系列系列系列(FRIPP)物料平衡物料平衡，m%干气干气1.361.21液化气液化气9.079.65汽油馏分（汽油馏分（C5200）39.8940.38柴油馏分（柴油馏分（200350）20.5020.26重油（重油（350）19.5119.09焦炭焦炭9.679.41合计合计100.00100.00轻质油收率，轻质油收率，m%60.3960.64转化率，转化率，m%59.9960.65加氢常渣加氢常渣RFCCRFC
26、C试验产品分布试验产品分布新型剂在茂名渣油加氢装置的应用新型剂在茂名渣油加氢装置的应用2023-1-1145茂名渣油加氢装置现场分析原料及热高分油硫含量茂名渣油加氢装置现场分析原料及热高分油硫含量新型剂在茂名渣油加氢装置的应用新型剂在茂名渣油加氢装置的应用2023-1-1146茂名渣油加氢装置现场分析原料及热高分油残炭含量茂名渣油加氢装置现场分析原料及热高分油残炭含量新型剂在齐鲁渣油加氢装置的应用新型剂在齐鲁渣油加氢装置的应用2023-1-1147项项 目目硫硫含量，含量，%残炭，残炭，%采样时间采样时间原料原料A列列B列列（FRIPP）原料原料A列列B列列（FRIPP）2014年年7月月4日
27、日2.70.490.389.673.103.022014年年8月月6日日2.280.340.359.883.984.15齐鲁渣油加氢装置现场热低分油分析数据齐鲁渣油加氢装置现场热低分油分析数据结结 语语技术是一项环境友好的炼油技术，可以广泛适用于劣质重油技术是一项环境友好的炼油技术，可以广泛适用于劣质重油的加氢处理，能够为原料综合利用及全厂质量升级提供强有力的技的加氢处理，能够为原料综合利用及全厂质量升级提供强有力的技术支持。术支持。FRIPPFRIPP在渣油加氢领域不断研发创新，使在渣油加氢领域不断研发创新，使固定床渣油加氢技术固定床渣油加氢技术达到当今世界同类技术的先进水平。达到当今世界同类技术的先进水平。三十年的不辍耕耘，三十年的不辍耕耘，技术日臻完善的同时，技术研发团队技术日臻完善的同时，技术研发团队逐渐成熟壮大，具备从前期加工方案制作到后期技术服务的综合能逐渐成熟壮大，具备从前期加工方案制作到后期技术服务的综合能力，我们愿意并且能够为海南炼化提供量体裁衣式的技术支持。力，我们愿意并且能够为海南炼化提供量体裁衣式的技术支持。2023-1-11482023-1-1149 谢谢！
