液相加氢技术
减压蜡油全液相加氢处理技术的工业应用
图 2 反应器升温曲线 Fig． 2 Curve of heating reactor
5 催化剂预硫化情况 9 月 28 日 16 ∶ 00，开始催化剂湿法预硫化。
因低分气中硫化氢含量非常高，低分气采取一次 通过操作，不循环回补充氢压缩机入口。考虑到 硫化过程中会生成大量水，开循环油泵后，生成水 会在 反 应 器 中 循 环，无 法 彻 底 带 出，随 着 温 度 升 高，可能会损坏催化剂。经与催化剂厂家及专利 商沟通，确定硫化期间不开循环油泵，采用提高反 应进料量来增加溶解氢的硫化方案。
减压蜡油全液相加氢处理技术的工业应用
姜龙雨，吴海波
( 中海油惠州石化有限公司，广东省惠州市 516086)
摘要: 介绍全液相加氢技术在中海油惠州石化有限公司 2． 60 Mt / a 蜡油加氢装置的工业应用情况。与“滴流 床”加 氢 技 术 相 比 ，该 技 术 催 化 剂 床 层 由 于 处 于 全 液 相 ，接 近 等 温 操 作 ，反 应 效 率 更 高 。 经 装 置 运 行 验 证 ，加 工 减 压蜡油，总硫的质量分数从 2． 47% 降至 0． 095% ，脱硫率为 96． 15% ; 总氮质量分数从 870 μg / g 降至185 μg / g，脱 氮率为 78． 7% ，完全能够生产硫、氮含量满足催化裂化原料要求的加氢蜡油。装置计算运行能耗( 以单位原料 消耗的标准油热当量值计) 仅有 8． 304 kg / t，较传统“滴流床”加氢技术运行能耗大幅降低，实现了低成本生产催 化裂化原料的目标。
下特点: ( 1) 依靠液相反应产物的溶氢能液相环 境完成油品的加氢脱硫、脱氮、脱重金属、烯烃饱 和及脱芳烃等反应过程。可通过控制循环油 /原 料油的循环比调节反应物料溶解氢量来满足加氢 深度的需求;
液相加氢技术现状及发展前景
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ｌｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎ ａ ｔ ｉ ｎ ； Ｄｉ ｅ ｓ ｅ ｌ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｕ ｎ ｉ ｔ ； Ｉ ｓ ｏ Ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｎｏ ｈ ｌ ｏ ｙ； ｇ Ｅ ｎ ｅ ｒ ｙ ｇ ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ；
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液相加氢技术的应用现状
C-NUM 液相加氢技术的应用对象也是航煤原料，这种原 料本身的性质和状态比常规的柴油等油料更好，加氢效果更 佳，整个精制过程的对循环系统、反应环境的要求比较小。在面 对航煤原料时，C-NUM 技术应用装置取消了循环油系统，有效 降低了循环泵可能带来的安全风险和成本、动力消耗；反应温 度为 245 ℃，压力为 3.5 MPa，氢油比在 12～13 范围内，属于较 为理想的反应过程。但如果面对的是原料性质、状态更差一些 的焦化柴油等柴油种类时，C-NUM 技术装置能否顺利加氢，能 否顺利完成精制反应获得符合标准的产品油，还需要进一步的 实践和验证分析。
目前来看，液相加氢技术始终存在氢气消耗量高、循环加 氢能耗较高、循环泵安全风险较高、催化剂使用寿命较低等问 题。想要改善这些问题需要通过特殊的设备装置，提高氢气与 原料油的混合程度，实现原料油中的氢气饱和状态[3]。想要达 到氢气饱和的理想状态，可能需要超重力、微米气泡等类型的 装置，使原料油中的氢气溶解量远超于实际需求量。如果能够 解决溶氢过程中的氢气饱和问题，就能够真正节约掉循环加氢 的装置和能耗，并且规避掉循环泵可能带来的安全风险和泄露 风险。这是液相加氢技术未来发展的主要方向，突破这一难题 就能够促进液相加氢技术的有效发展，扩大液相加氢技术的应 用范围。目前的液相加氢技术还不能代替气相滴流等技术的应 用，在原料油精制反应中还不能占据更大的主动性[4]。
LI Nong, LI Hai-feng, ZHAO Xin-quan, LI Guo-qi (Sinochem Changhe Technology Co., Ltd., Dongying 257335, China)
Abstract: Liquid phase hydrogenation technology is a process to maintain high hydrogen-oil ratio, which can effectively improve the heat transfer effect between phases, can improve the reaction eff iciency of oil, reduce the power consumption in the application process of diesel oil, kerosene and other feedstock oils, and produce more environmentally friendly clean oil. In the process of liquid phase hydrogenation, the amount of hydrogen dissolved in oil is the key problem, which affects the energy consumption and production eff iciency of the technology. This paper mainly analyzes the application status and application prospect of this technology.
航煤液相加氢技术的研究及应用
航煤液相加氢技术的研究及应用摘要煤液相加氢技术是将煤经过加氢、改性、裂解的过程在液相中生成液体燃料，包括半熟油、微烃油、芳香油。
煤液相加氢技术在研究及应用方面近年来取得一定的进展，但仍存在工艺结构复杂、生产率低、成本高等问题，加之原料煤质量及污染物含量各异，技术应用仍较有限。
因此，研究以改善原料质量、提高加氢裂解及精制工艺，提高生产效率及洁净度，降低生产成本等在加强对煤液相加氢技术的研究及应用，是十分必要的。
一、煤液相加氢的原理及目的煤液相加氢是指将原料煤在液相中接受加氢、改性、裂解这些反应处理，形成液态燃料的技术。
其中，煤的原子量通过原子量变大、难解部分向热稳定原子量小、容易解离的小分子物质产生裂解，主要从煤中获得半熟油、微烃油和芳香油等液态燃料，从而起到加工优质液体燃料的作用。
煤液相加氢是把原料煤经过加氢、改性、裂解反应处理，从而生成优质液体燃料的技术，主要用于解决煤炭质量较差、污染物含量较高等不足，实现节能降耗及环保的目的。
它还可以起到准化能源的作用，增强燃料的耐久性，提高汽车性能，减少汽车机油、润滑油的消耗，从而节约能源消耗。
（1）煤深加工技术研究。
包括对煤的质量组成、表征参数及加工特性的较全面的研究，以优化煤的深加工技术，特别是煤液相加氢技术的技术性评价，把握煤的质量条件和加工技术要点，制定加工的实施方案；（2）煤液相加氢条件优化研究。
包括煤液相加氢反应器的设计、加氢剂量及反氢条件的优化、反应器介质温度和压力条件及时间的选择等；（3）煤液相加氢产物分离技术研究。
包括研究各液态燃料及污柩物的分离技术、优化分离技术、开发新型材料等研究工作。
（1）液体燃料的生产应用。
可获得优质的半熟油、微烃油、芳香油等液体燃料，生产出符合国家标准的柴油和汽油；（2）煤液相加氢技术在能源利用方面的应用。
可以起到准化能源的效果，提高燃料的抗磨耐久性、抗热性等特性，提高汽车性能，减少汽车机油、润滑油的消耗，从而省事能源消耗。
气相加氢与液相加氢工艺在柴油加氢中的对比分析
IV和国V排放标准柴油的要求。其中两个加氢反应器都是典 型的滴流床反应器，工艺流程见图1。
新氢 Ｄ１０８
Ｋ１０１
Ｄ１０２
贫液
Ｄ１１０
脱后循环氢 Ｄ１０７
Ｋ１０２
Ｃ１０１
Ｐ１０４ 脱前循环氢
Ｄ１０５
Ｄ１１７
低分气
混合酸性气
汽脱提硫塔化顶氢气 Ｄ０１
Ｃ２０１
含硫污水
Ｐ２０１ Ｄ１０６含硫污水来
柴油汽提塔顶气
2016·11
工艺与设备
75 当 代 化 工 研 究
Chenmical Intermediate
反应排气出装置 酸性水出装置
混合柴油
新氢
低分油至分馏塔 低分气出装置
低分油至分馏塔
图2 一段液相加氢流程 2.气、液加氢工艺主要设备对比
设备 热高压分离器 冷高压分离器 循环氢脱硫塔 循环氢压缩机入口
Fuels Hydrogenation
Wu Zhao, Meng Yi （Sinopec Jinan Refining&Chemical Company, Shandong, 250101） Abstract：This paper takes a brief introduction of the liquid phase hydrogenation technology, through the contrast of gas phase hydrogenatio
目前，我国海外进口原油品质不高，其中重组分含量 较多，原料油硫含量大，二次加工油总量多，柴油产品的安 定性和使用效率受到硫、氮、芳烃和胶质等组分的影响。国 内的加氢工艺已经较为成熟，但该工艺需在一定的氢分压下 维持较高的氢油比，因而需要借用大量的循环氢用于相间 传质、传热等程序，带来大量的动力消耗和资金投入。为 了降低装置的能耗和投资，液相加氢工艺IsoTherming技术 由工艺动力学公司(设在美国阿肯色州的技术开发公司)开发 而成，于2003年首次实现商业化。杜邦在2007年8月并购了 IsoTherming液相加氢处理技术。
柴油液相循环加氢技术的工业应用
称石 家 庄炼 化 公 司 ） ２ ． ６ Ｍｔ ／ ａ柴 油 液 相 循 环 加 氢
装 置于 ２ ０ １ ０年 １ ０月 ８ 日开 始 施 工 ， ２ ０ １ １年 １ Ｏ月
氢脱硫 、 脱 氮 等 精 制 反 应 。从 反 应 器 出 来 的反 应
产物直 接 进 入 热 高 分 进 行 气 液 分 离 。 从 热 高 分 顶 部 出来 的反应 生成 气 进 入后 续 冷 低 分 进 行 进 一 步 分离 ； 从 热高 分底 部 出来 的油 相 分 成 两 路 ， 一 路 经 反应 产物 循环 泵 升压 后 作 为循 环油 循 环 至 加 氢 反
中的循 环 氢 系统 ， 大幅 降低 了装 置 的能耗 。
中 国石化 石 家 庄 炼 油 化 工 股 份 有 限公 司 （ 简
至要 求 温 度 后 ， 与 来 自反 应 产 物 循 环 泵 的 循 环 油 混合 ， 一 起 自下 而 上 流 经 加 氢 精 制 反 应 器 。在 反 应器内， 原 料 油 和 氢 气 在 催 化 剂 的作 用 下 进 行 加
环油 泵送 至 反 应器 ； 为减少反应产物中 Ｈ Ｓ对 加
图１ 液 相 循 环 加 氢 反 应 部 分原 则 流 程
反 应 生 成 气
氢反 应 的影 响 ， 在 反 应 器后 配 置 热 高 压分 离 器 （ 高
分） 氢气 汽 提器 ， 以 减少 循 环 油 中的 Ｈ Ｓ含 量 ； 设 置 氢气 换 热 流 程 ， 必 要 时循 环 油 可 采 用 热 氢 气 汽
补 充 氢 压 缩 机
２ ７日达 到烘 炉条 件 ， １ ２月 １ ８日气 密试 验 结 束 ， １ ２
月 １ ９日引 油 硫 化 ， １ ２月 ２ ３日打 通 全 流 程 ， 实 现 一 次
硝基苯液相催化加氢制苯胺技术进展
硝基苯液相催化加氢制苯胺技术进展苯胺是一种用途十分广泛的有机化工中间体，广泛应用于聚氨酯原料二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、燃料、医药、橡胶助剂、农药及精细化工中间体的生产。
尤其是作为MDI的生产原料，具有很大的市场潜力。
近年来，随着MDI生产的不断发展，苯胺生产能力不断扩大，生产装置趋向大型化。
目前苯胺生产工艺路线主要有硝基苯铁粉还原法、苯酚氨化法和硝基苯催化加氢法，分别占苯胺总生产能力的5%、10%和85%，其中硝基苯催化加氢法又分为固定床气相催化加氢、流化床气相催化加氢和液相催化加氢法。
目前我国除山东烟台万华聚氨酯集团公司采用固定床工艺、山西天脊集团公司采用液相加氢工艺外，全部采用流化床气相催化加氢法。
虽然气相加氢取得了流化床和固定床的混合床技术、催化剂体外再生等一些科技成果，使加氢装置有了很大的改进；但是当年产量达到10万t 以上时，就遇到了设备体积以及产品质量的巨大挑战。
而国外应运而生的液相法加氢制苯胺技术则成功地解决了这一问题，使苯胺的生产技术有了质的飞跃。
由于液相加氢具有反应温度低、副反应少、催化负荷高、设备生产能力大、总投资低等优点，近年来已引起人们的关注。
本文介绍了硝基苯液相催化加氢技术研究进展，为我国硝基苯催化加氢制苯胺技术提供参考建议。
1 传统硝基苯液相加氢制苯胺工艺为了解决硝基苯气相加氢制苯胺反应温度高等问题，英国ICI、日本三井东亚(Mitsui Toatsu)、美国杜邦(DuPont)公司等相继开发出硝基苯液相催化加氢工艺。
1.1 ICI公司硝基苯液相加氢制苯胺工艺ICI公司在1939年成功开发硝基苯液相加氢制苯胺工艺，采用苯胺作为溶剂，以硅藻土为载体的活性镍为催化剂，载体的粒径为200目，在反应时要及时移走反应中产生的水，防止水浸湿催化剂。
当硝基苯浓度较低时，如当苯胺的摩尔分数大于还原的摩尔分数时，该催化剂具有很好的活性。
一般在100℃、3MPa压力下反应。
采用浆态床反应器或流化床反应器，通过反应压力将反应物混合进行浓缩，从而去除反应热。
蜡油全液相加氢技术的工业应用
加工工艺石 油 炼 制 与 化 工ＰＥＴＲＯＬＥＵＭＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧＡＮＤＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＳ２０２１年４月 第５２卷第４期 收稿日期：２０２０ １０ １５；修改稿收到日期：２０２１ ０１ １０。
作者简介：徐秋鹏，大学本科，工程师，从事加氢裂化、液相加氢、渣油加氢装置的生产管理工作。
通讯联系人：徐秋鹏，Ｅ ｍａｉｌ：ｘｕｑｐ２＠ｃｎｏｏｃ．ｃｏｍ．ｃｎ。
¡>¢ £./vw4XYDE徐 秋 鹏（中海油惠州石化有限公司，广东惠州５１６０８６）摘 要：中海油惠州石化有限公司二期项目２．６Ｍｔ?ａ蜡油全液相加氢装置于２０１７年建成投产。
该装置采用杜邦公司的ＩｓｏＴｈｅｒｍｉｎｇ全液相加氢技术设计，是国内首套采用全液相加氢技术的蜡油加氢装置。
经过两年多的运转，该装置虽然经历多次开停工，但仍表现出较好的操作便利性和经济性。
装置运行２年多后的标定结果表明：对于硫质量分数大于２．７％、氮质量分数大于５００ ｇ?ｇ的沙特中质原油减压蜡油原料，加氢蜡油产品的硫质量分数小于１０００ ｇ?ｇ、氮质量分数小于１００ ｇ?ｇ，均满足催化裂化装置对进料的要求；装置标定期间的综合能耗为２７４．６３ＭＪ?ｔ，不但低于传统滴流床蜡油加氢装置，而且优于装置设计指标；装置整体运行情况达到设计要求。
关键词：全液相 蜡油 加氢 ＩｓｏＴｈｅｒｍｉｎｇ 循环油泵 综合能耗在现代炼油行业，加氢处理装置往往由于操作条件较为苛刻，所以装置投资很大。
为生产满足环保要求的清洁石油产品，世界各国炼油技术人员开发了很多加氢技术，以降低装置的投资和能耗。
其中液相加氢技术是近几年发展起来的一种突破性加氢技术。
在液相加氢技术中，反应是以液相进行的。
传统滴流床加氢技术需要大量的富氢气循环气与进料一起进入反应器，以确保反应所需的氢气被充分溶解至液相中。
液相加氢工艺技术反应部分不设置氢气循环系统，依靠液相产品循环以溶解足量的氢气，满足加氢反应的需要［１ ２］。
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学习资料
1、杜邦公司Iso Therming 加氢技术
杜邦公司Iso Therming 加氢技术特点是不使用喷淋床反应器，而采用液相填充床反应器。
反应中使用的氢溶解在液体中，而不是作为气体进行循环。
（见下图）
液相反应器在杜邦公司内的商业运行时间已有几十年的时间。
液相反应器设计中的一项技术要求为溶解在反应器进料中的氢的量应该高于反应所需氢的量。
在大多数炼油厂中，氢的数量只是高于新鲜原料中氢的溶解度。
在Iso Therming 加氢技术中，产品液体进行再循环，以便溶解在混合原料中的氢量远高于反应所需的氢量。
正确的再循环率通过中试装置使用实际进料及反应工程模型进行测试来确定。
装置中不需要设置价格昂贵的氢气循环压缩机。
补充氢压缩机
与喷淋床反应器相比，液相填充床反应器在设计及提高产能方面更加简单。
在喷淋床反应器中，气体及液体的最佳分布状态非常关键，并且再分布格栅需要仔细设计以防止分布状态不佳，与此相比，填充床反应器中液体流量的分布并不是一个关键设计问题。
在反应器设计中未考虑与多相流相关的其它问题，如压力降及流动状态。
在Iso Therming 加氢技术中，催化剂是全湿的。
这一点与喷淋床反应器形成对比，在该反应器中充满大量气体，而液体向下喷淋到催化剂床上。
在催化剂中以及催化剂周围存在液体可以尽可能降低减少催化剂活性部位的热点。
由于溶解于液体中氢的量远远超过反应中所需氢的量，催化剂活性部位即有氢的存在。
这些因素可以将结焦造成的催化剂减活作用降至最低程度。
Iso Therming反应器中的绝热温度远低于喷淋反应器中的温度，因为充满液体的反应器中的热质量较高。
这种低温升的特点可以在工艺设计中降低对中间冷却的依赖。
Iso Therming反应器的最大温升受到溶解于液体中氢的数量限制。
而在Iso Therming反应器中没有大量的热偏移或者温度超出控制范围的现象，这一点与喷淋反应器不同，在喷淋床反应器气体持续流动，且气体循环流率比反应所需的流率高几倍。
Iso Therming反应器为本质安全型反应器。
Iso Therming反应器体积（达到目标产品规格所需的体积）比喷淋床反应器的体积小。
这对反应器资金成本以及反应器制造
所需的提前时间可产生有利的影响。
该技术可以在改造项目及新建装置中均可使用。
在传统加氢处理技术中，反应是以液相进行的。
大量的副氢气循环气与进料一起进入反应器，以确保反应所要求的氢气被转换成液相。
Iso Therming技术的核心是能通过饱和液态循环物料提供反应所需的氢（见下图）。
这样就可以省略循环氢压缩机，通过反应器的物料为单一液相物料。
经过加氢处理的液态循环物料用于为反应器提供所需的氢气。
同时还作为热沉，形成更为有利的等温反应条件。
降低非受控裂化反应，产生更少的轻组分。
因无需在反应器中进行氢气溶解，从而消除了整个反应器中的质量转移限制。
反应速度受动力学控制，同时较以往更快。
因此，在对反应器的尺寸进行设计时，仅需考虑加氢处理反应，而无需考虑反应物中氢气的溶解问题。
反应器的设计变化给炼油企业带来了许多优势，包括：
1）降低投资
更低的催化剂容量可以达到相同的工艺目标，从而相应地缩小反应器的尺寸，不仅可以降低反应器和催化剂投资，而且还可以省略循环气压缩机回路以及相关的辅助设施。
根据不同的应用，投资可以降低20～40%。
2）缩短设备的交付时间
目前，厚壁反应器的交付时间为2～4年，而且国际上只有少数厂家能够生产该类大型高压反应器，而绝大多数厂家会积压大量的订单。
离心式压缩机当前的交货时间接近三年。
如果采用尺寸更小的Iso Therming反应器，将会降低壁厚要求，因此就会增大能够生产这类容器厂家的数量。
取消循环氢压缩机后，可以非常有效的加快实现项目关键进度里程碑。
3）降低轻组分的产生量
如果Iso Therming反应器的温升较低，可以是炼企业达到所要求的产品规格，并最大程度的降低不希望的裂化反应。
这会降低许多炼油企业所限制的轻组分产率。
另外，被抑制的裂化反应还将降低氢气消耗，但可以达到相同的产品规格。
当然，改进程度取决于许多因素（如进料、操作和运行条件以及催化剂等）。
对于高饱和进料，如轻柴油或焦化柴油，由于Iso Therming反应器系统温升更低，所带来的明显优势不仅是因为裂化反应被抑制，而且更低的平均温度还可以有效地对难脱除氮化物进行处理，而不会对硫重组反应产生任何不利影响。
4）提高催化剂寿命
最大程度的降低裂化反应可以极大降低焦沉积在催化剂上，这通常是影响催化剂寿命的一个因素。
增大热质量并实现完全表面润湿也有助于延长催化剂的寿命。
5）降低维护和操作成本
通过取消氢气循环回路，可以极大降低维护成本。
更低的催化剂装填量和更高的催化剂使用寿命可以降低催化剂的更换成本以及相关金属/废弃物处理成本。
另外，对于含有一定允许量裂化原料的进料，Iso Therming工艺可以回收反应热量，并将热加氢处理产品送回反应器入口。
所以，通常在开车和硫化时投用进料加热炉。
在正常运行条件下，无需投用进料加热炉，因此可以极大降低燃料气成本和大气污染物。
6）配置灵活
对于计划对现有加氢处理装置进行改建的炼油企业，Iso Therming工艺允许选用Iso Therming反应器系统为其预处理单元。
如果目前有加氢处理单元，Iso Therming加氢处理技术允许在现有加氢处理单元前安装Iso Therming反应器系统，作为预处理单元使用。
2、国Ⅳ和国Ⅴ标准清洁柴油加氢催化剂的研制与工业应用
1）FDS-1催化剂综合运用了以下三项制备技术：
①活性组分与载体相互作用的调控技术
②助剂的引入和催化剂表面酸性调变技术
③改性分子筛晶粒与氧化铝均分散复合载体制备技术。
2）FDS-1柴油加氢脱硫催化剂技术特点
FDS-1催化剂的技术特点：在具有高脱硫活性的同时，还兼有良好的脱氮和脱芳性能；与国内外现有同类型催化剂相比其堆积密度较低，综合工业应用成本较低；适合于中低硫含量的柴油
加强精制过程，特别是劣质混合柴油的深度加氢处理，生产国Ⅳ或国Ⅴ柴油调合组分。
3）FDS-1催化剂的竞争优势：
与国内外同类型柴油加氢精制催化剂相比，FDS-1催化剂的堆积低10～15%；在反应器相同、装填体积相同和体积活性相当的条件下，FDS-1催化剂具有更高的体积性价比；可以节约催化剂成本10～15%。
4）FDS-2硫化型加氢催化剂的技术优势：
（1）克服活性组分与载体形成强相互作用的可能性；
（2）可以获得较高的高活性位密度---原子效率和有效利用率提高；
（3）可以获得较高的MoS2堆积层数---消除空间位阻，加氢选择性提高。
3、MECS板式空气预热器
OCAP 与传统换热器比较，其主要优点是板间距较大，不易结垢；利于检验及清扫换热器的冷、热两侧；不存在管子的振动及共振；浮动式板间设计可吸收不同方向的热膨胀；模块式设计可适应将来增加换热能力；模块化设计利于运输，车间制作可实现高品质，亦可避免现场制作的高成本；体积小，节省安装空间；高强度的框架结构，结实耐用；不同层间可根据需要选用不同的材料；易于安装；传热效率高；重量比传统换热器轻10% - 15%；尺寸要小30% - 40% 。