渣油加氢技术
渣油加氢操作规程
渣油加氢操作规程渣油加氢是一种常见的炼油工艺，用于将渣油转化为高质量的燃料和化工产品。
本文将介绍渣油加氢的操作规程，包括操作步骤、条件控制和安全注意事项等。
一、操作步骤1. 原料准备：将渣油送入加氢装置前，需要先对渣油进行预处理，包括除杂、脱盐和脱硫等工序，以保证原料的质量和稳定性。
2. 加氢反应器：将经过预处理的渣油送入加氢反应器，与催化剂接触进行反应。
反应器内通常采用固定床或浮动床反应器，通过控制反应器的温度、压力和催化剂的循环，使渣油中的硫、氮和金属等杂质被去除，并将重负荷的分子链断裂和重排，生成低硫、低氮、低金属含量的产品。
3. 分离和提取：经过加氢反应后，产物需要进行分离和提取。
常用的分离方法包括闪蒸、蒸馏、萃取和吸附等。
通过这些分离方法，可以将产物中的油品、液化气和重油等组分分离出来，并进行后续的处理和利用。
4. 产品处理：根据不同的需求，对产品进行进一步的处理。
例如，对燃料油进行脱色、脱臭和脱硫，提高产品质量；对液化气进行脱水、脱酸和脱硫，减少对设备的腐蚀和磨损。
二、条件控制1. 温度控制：加氢反应需要在一定的温度范围内进行，通常在300-450摄氏度之间。
温度过低会导致反应速率慢，温度过高则会引起催化剂的失活和热力学反应的副产物生成。
2. 压力控制：加氢反应需要一定的压力条件，通常在10-30兆帕之间。
高压可以促进反应速率和产物质量的提高，但同时也会增加设备成本和操作难度。
3. 催化剂选择：催化剂是加氢反应的核心，对反应效果起着决定性的影响。
选择合适的催化剂可以提高反应效率和产物质量，同时也需要注意催化剂的稳定性和寿命。
4. 氢气供应：加氢反应需要大量的氢气供应，通常通过压缩空气或氢气制备装置供应。
氢气的纯度和供应稳定性对反应效果和设备安全具有重要影响。
三、安全注意事项1. 加氢反应是一种高温、高压的化学过程，需要严格控制操作条件和设备安全性。
操作人员应穿戴好防护装备，严格遵守操作规程，确保人身安全。
渣油加氢技术
渣油加氢技术
渣油加氢可以处理不易轻质化并难于加工的高含硫含氮以及胶质、沥青质含量高、粘度大、残炭高、重金属含量高的劣质渣油原料；
如果采用一般的延迟焦化或重油催化裂化等重油加工工艺，不但产品液收低，而且质量差，加工难度大；
不仅提高了轻油收率，改善产品质量，而且减轻了环境污染.
渣油加氢的原料(常渣或减渣)依次经过脱金属、脱硫和脱氢以及裂解三段串联加氢处理过程。
经过加氢处理后，未转化渣油中的重金属和残炭含量明显降低，且粘度大大下降，有利于下游装置的进一步加工;
渣油加氢脱硫率一般可达90%以上，脱氮率达70%左右，镍和钒的脱除率达85%左右，残炭脱除率达60%以上.
产品质量好。
低凝柴油产品的十六烷值可达50,安定性好；VGO的氮含量和金属含量较低，有助于提高催化裂化的转化率.
灵活性大。
生产轻质油品，VGO做催化裂化料，未转化渣油是低硫燃料油或掺渣催化裂化料；
固定床加氢过程是应用最多，技术最成熟的工艺，原料适用范围为金属含量<200PPm,残碳<20%，转化率<50%
( 3号白矿油、3号白油、2731油墨溶剂油、150号溶剂油、6号抽提溶剂油）。
渣油加氢处理技术
渣油加氢处理技术渣油加氢处理技术是一种重要的炼油技术，可以将高凝固点、高黏度、高硫等低品质石油产品转化为高品质的燃油和化工原料。
该技术已经成为世界上许多石油公司进行渣油处理的主要方法。
本文将对渣油加氢处理技术进行更详细的介绍。
一、渣油加氢处理技术的基本原理渣油加氢处理技术是通过在高压条件下将渣油与氢气进行反应，加氢裂化和氢解等化学反应，将渣油中难以分解的长链烃、多环芳烃和含酸、硫、氮等杂质转化为具有稳定性能的低含杂油品，以此提高油品品质，实现资源的最大化利用。
渣油加氢处理技术的反应过程主要分为以下几个步骤：1.加氢裂化：由于渣油中含有较多的长链烃和多环芳烃，会影响油品的流动性和燃烧性能。
在高温、高压和氢气的作用下，长链烃和多环芳烃被裂化成较短的链烃和芳烃，从而提高油品的流动性和燃烧性能。
2.脱氮脱硫：渣油中含有较多的含氮、含硫杂质，这些杂质会对环境和设备都造成不良影响。
在高温、高压和氢气的作用下，氮、硫杂质被脱除或转化为无毒、无害的氮气和二氧化硫。
3.重整反应：在加氢反应中，芳香族化合物也会遭受损失，因此需要进行重整反应，使芳香族化合物的产生和消耗相互平衡，以保证油品的质量。
整个反应过程需要控制一系列反应参数，包括反应温度、反应压力、氢气流量、加氢速率和催化剂种类等，以获得最佳的反应效果和油品品质。
二、渣油加氢处理技术的应用渣油加氢处理技术可以将低品质石油产品转化为高品质的燃油和化工原料，提高燃油产出，降低能耗和环境污染。
在现代炼油行业中，渣油加氢处理技术已经得到广泛应用，成为炼油企业提高经济效益和技术水平的重要手段。
渣油加氢处理技术的应用主要包括以下几个方面：1.生产高质量柴油：渣油加氢处理技术可以将高凝固点的渣油转化为低凝固点的柴油，减少低温时柴油的结冰现象，提高柴油的稳定性和流动性能。
2.生产航空燃油：渣油加氢处理技术可以将渣油中的硫和芳香族化合物降到目标值以下，获得高品质的航空燃油，满足航空工业对燃油质量的严格要求。
渣油加氢技术
渣油加氢技术
渣油加氢技术
渣油加氢可以处理不易轻质化并难于加工的高含硫含氮以及胶质、沥青质含量高、粘度大、残炭高、重金属含量高的劣质渣油原料；
如果采用一般的延迟焦化或重油催化裂化等重油加工工艺，不但产品液收低，而且质量差，加工难度大；
不仅提高了轻油收率，改善产品质量，而且减轻了环境污染.
渣油加氢的原料(常渣或减渣)依次经过脱金属、脱硫和脱氢以及裂解三段串联加氢处理过程。
经过加氢处理后，未转化渣油中的重金属和残炭含量明显降低，且粘度大大下降，有利于下游装置的进一步加工;
渣油加氢脱硫率一般可达90%以上，脱氮率达70%左右，镍和钒的脱除率达85%左右，残炭脱除率达60%以上.
产品质量好。
低凝柴油产品的十六烷值可达50,安定性好；VGO 的氮含量和金属含量较低，有助于提高催化裂化的转化率.
灵活性大。
生产轻质油品，VGO做催化裂化料，未转化渣油是低硫燃料油或掺渣催化裂化料；
固定床加氢过程是应用最多，技术最成熟的工艺，原料适用范围为金属含量<200PPm,残碳<20%，转化率<50%
( 3号白矿油、3号白油、2731油墨溶剂油、150号溶剂油、6号抽提溶剂油）。
渣油加氢工艺说明
第一节工艺技术路线及特点一、工艺技术路线300×104t/a渣油加氢脱硫装置采用CLG公司的固定床渣油加氢脱硫工艺技术，该工艺技术满足操作周期8000h、柴油产品硫含量不大于500ppm、加氢常渣产品硫含量不大于0.35w%、残炭不大于5.5w%、Ni+V不大于15ppm的要求。
二、工艺技术特点1、反应部分设置两个系列，每个系列可以单开单停（单开单停是指装置内二个系列分别进行正常生产和停工更换催化剂）。
由于渣油加氢脱硫装置的设计操作周期与其它主要生产装置不一致，从全厂生产安排的角度，单开单停可以有效解决原料储存、催化裂化装置进料量等问题，并使全厂油品调配更灵活。
2、反应部分采用热高分工艺流程，减少反应流出物冷却负荷；优化换热流程，充分回收热量，降低能耗。
3、反应部分高压换热器采用双壳、双弓型式，强化传热效果，提高传热效率。
4、反应器为单床层设置，易于催化剂装卸，尤其是便于卸催化剂。
5、采用原料油自动反冲洗过滤器系统，滤除大于25μm以上杂质，减缓反应器压降增大速度，延长装置操作周期。
6、原料油换热系统设置注阻垢剂设施，延长操作周期，降低能耗，而且在停工换剂期间可减少换热器和其它设备的检修工作。
7、原料油缓冲罐采用氮气覆盖措施，以防止原料油与空气接触从而减轻高温部位的结焦程度。
8、采用炉前混氢流程，避免进料加热炉炉管结焦。
9、第一台反应器入口温度通过调节加热炉燃料和高压换热器旁路量来控制，其他反应器入口温度通过调节急冷氢量来控制。
10、在热高分气空冷器入口处设注水设施，避免铵盐在低温部位的沉积。
11、循环氢脱硫塔前设高压离心式分离器除去携带的液体烃类，减少循环氢脱硫塔的起泡倾向，有利于循环氢脱硫的正常操作。
12、设置高压膜分离系统，保证反应氢分压。
13、冷低压闪蒸罐的富氢气体去加氢裂化装置脱硫后去PSA回收氢气。
14、新氢压缩机采用二开一备，每台50%负荷，单机负荷较小，方便制造，且装置有备机。
渣油加氢技术的工程化发展方向
渣油加氢技术的工程化发展方向渣油加氢技术是将低品位渣油中的烃类物质进行变化，以获取高品质液体燃料的一种重要反应技术，也是当今炼油行业中新发展的一个重要延伸工艺。
在该技术发展过程中，不断出现了新的加氢反应技术和新的加氢催化剂，为提高渣油加氢工艺的效率和经济性提供了新的思路和发展方向。
首先，要解决的是针对当前的加氢反应技术，如常规底气催化加氢、滴流催化加氢、催化熔融技术等，进行产品质量安全控制，通过不断的模拟、优化、实验研究，提升催化剂的抗高温、抗失活及抗淤积等性能，使渣油加氢反应在更宽范围内更具有稳定性。
其次，要建立渣油加氢反应技术的工程化发展方向。
需要提升反应器的抗冲击性和抗快速变形性，根据不同的反应技术和不同的加氢催化剂，制定出反应器的设计标准和应用方案，以保证反应器的安全性和可靠性，使渣油加氢反应技术的工业应用受到越来越多的重视。
再次，应建立可持续的渣油加氢工艺综合管理机制。
要把握加氢反应过程中的原料调剂、还原剂和反应动力学规律，运用现代控制理论和信息自适应技术，建立一套可持续、可靠的加氢工艺管理机制；再利用计算流体力学技术和低维元技术，提升反应器的优化设计水平，使反应器的工艺运行稳定、可控；最后，我们需要探索渣油加氢工艺与其它相关工艺的联合操作，使渣油加氢工艺的效率和经济性得到规模化的提升。
以上是渣油加氢技术的工程化发展方向。
当前，炼油行业正在积极探索渣油加氢工艺的突破，随着行业技术的进步和发展，渣油加氢技术获得更大的应用，有助于为更多消费者提供更优质、更经济的燃料产品。
综上所述，渣油加氢技术的工程化发展方向需要控制当前加氢反应技术的参数，建立可持续的渣油加氢工艺综合管理机制，提升反应器的抗冲击性和抗快速变形性，以及利用计算流体力学技术和低维元技术，提升反应器的优化设计水平，为提高渣油加氢工艺的效率和经济性提供了可能。
未来，我们将继续优化渣油及氢的加工工艺，不断探索新的加氢反应技术和新的加氢催化剂，为炼油行业的再生利用和发展提供更多有效途径。
渣油加氢工艺流程
渣油加氢工艺流程渣油加氢工艺是一种将高硫、高含蜡的渣油通过加氢反应降低硫含量和提高产品质量的工艺。
该工艺的主要流程包括预处理、加氢反应和分离三个步骤。
首先是预处理步骤。
在这一步骤中，渣油经过加热后进入预加热器，以达到合适的反应温度。
然后，预加热后的渣油进入加工器，在这个设备中与一定量的催化剂进行接触。
接触时间的长短和温度的高低可以根据实际需求进行调整。
在接触过程中，催化剂能够去除渣油中的杂质，如硫、氮和有机蜡，从而减少对后续催化剂的影响，并提高反应效率。
接下来是加氢反应步骤。
预处理后的渣油进入加氢反应器，与高效加氢催化剂接触，进行加氢反应。
在加氢反应中，渣油中的硫、氮和重蜡等杂质会与催化剂发生作用，从而被还原、分解或结构改变，生成较少含硫、含氮和较轻的石蜡等反应产物。
加氢反应的条件通常包括反应温度、压力和催化剂的加载量。
较低的反应温度和较高的压力可以提高催化剂的活性，加速杂质的去除。
此外，催化剂的特性也会对反应结果产生一定影响。
最后是分离步骤。
在加氢反应后，反应物进入分离器进行相应的处理。
分离过程主要通过不同组分的沸点差异实现，包括气液分离和液液分离。
液相分离主要是通过凝固和冷凝的方式，使较重的组分凝结成液体，而较轻的组分则通过冷凝回收。
气相分离则利用分析和纯化设备，对气体中的各种组分进行分别处理，从而得到高纯度的产品。
总的来说，渣油加氢工艺流程包括预处理、加氢反应和分离三个步骤。
通过预处理可以去除渣油中的杂质，提高反应效率；加氢反应则通过与催化剂的作用，将渣油中的硫、氮和重蜡等杂质转化为较少含硫、含氮和较轻的石蜡等反应产物；最后的分离步骤则通过不同组分的沸点差异，将反应产物进行分离和纯化，得到高质量的产品。
渣油加氢工艺在石油化工行业中具有重要的应用价值，能够有效改善石油产品的质量，并满足环保要求。
渣油加氢 (2)
渣油加氢概述渣油加氢是一种在石油炼制过程中常用的加工技术，通过将重质渣油与氢气进行反应，可以将其中的硫、氮、金属等杂质去除，降低渣油的硫含量，提高产品的质量。
本文将介绍渣油加氢技术的原理、应用及优势。
技术原理渣油加氢是一种催化加氢反应，通过将渣油与催化剂和氢气接触，在一定温度和压力下进行反应，以去除其中的杂质。
加氢反应通常在加氢反应器中进行，反应器内填充有催化剂，渣油和氢气从反应器的顶部进入，经过催化剂的作用，硫、氮等杂质与氢气反应生成相应的气体或液体产物。
应用领域渣油加氢广泛应用于炼油行业，特别是重油加工领域。
以下是渣油加氢的一些常见应用领域：1. 规模化炼油厂在大型炼油厂中，渣油加氢常被视为一项必要的工艺流程，用于处理原油中的重渣和杂质。
通过渣油加氢，可以改善产品的质量、提高炼油的生产效率，并减少对环境的污染。
2. 焦化厂焦化厂主要通过高温分解重油，生成焦炭和焦油。
焦油中含有大量的杂质，如硫、氮等，这些杂质不仅会降低焦油的价值，还对环境造成污染。
渣油加氢技术可以用于焦化厂的焦油加工过程中，去除焦油中的杂质，提高焦油的质量。
3. 石油化工厂在石油化工厂中，渣油加氢被用于处理重油、渣油等原料，以减少其中的硫和金属等杂质。
处理后的产品可以用于生产润滑油、燃料油等各种石油化工产品。
优势渣油加氢技术具有以下优势：•提高产品质量：通过去除渣油中的硫、氮、金属等杂质，可以提高产品的质量，满足市场需求。
•减少环境污染：渣油中的杂质会在燃烧过程中产生大量的氮氧化物、硫氧化物等有害物质，渣油加氢可以减少大气污染物的排放，保护环境。
•提高生产效率：渣油加氢可以改善炼油过程中的产物分布，减少渣油的生成，提高生产效率。
•降低设备腐蚀：渣油中的硫和金属等杂质容易导致设备腐蚀，渣油加氢可以去除这些杂质，延长设备的使用寿命。
总结渣油加氢是石油炼制过程中常用的一种加工技术，通过去除渣油中的硫、氮和金属等杂质，提高产品质量、减少环境污染并提高生产效率。
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(第十章第四、五节)
渣油加氢工艺反应器类型
固定床 渣油+H2
移动床
生成油+H2 催化剂
沸腾床
浆液床
生成油+H2
生成油+H2&#油 催化剂 +H2
渣油 催化剂 +H2
渣油+H2+催化剂
几种渣油加氢工艺技术特点
工艺类型
可加工原料油: Ni+V, ppm 残炭值,%
反应压力, MPa 反应温度, ℃ 体积空速, h-1 主要反应类别 渣油转化率, %
H HH
H2(+H2S) NixSy
Ni-X
催化剂使用寿命(t)与MOC的关系
催化剂使用寿命(t) ≈催化剂容金属能力(MOC)
催化剂级配的作用
渣油Ni+V含量与催化剂耗量的关系
14.00 7.00 3.50 m3原料油/kg催化剂 1.75
0.35 脱硫率/%
催化剂活性与寿命的平衡
催化剂级配
Ⅰ
最高温度
1
25 10 13 10 14 100
装置套数
12 5
1
16 5 7 5
7
58
沸腾床
500 600 1230 125 0 0 0 145 2600
所占比例,% 19 23 47
500
0
6 100
装置套数
44
6
100
0
1
16
占世界渣油加氢总能力：固定床＝82％；沸腾床＝18%
固定床渣油加氢在炼厂中的作用
复杂 成熟
较复杂 开发中
中等
较高
中等
不同渣油加氢工艺产品性质比较
(原料：Safaniya VR)
工艺类型
减压瓦斯油 收率(占进料)/% 比重
S/% N/ppm 康氏残炭/% 减压渣油 收率(占进料)/% 比重
S/% N/ppm C7沥青质/%
固定床/移动床
20～35 0.925～0.935
0.25～0.5 1500～2500
KFR-70 KFR-72
Criterion Topsoe
RM-5030
TK-719 TK-733
RN-5210
TK-743 TK-753
RN-5650 RN-5610
TK-773
(RN-440)
渣油加氢 反应器压 降与催化 剂污染程 度的关系
抑制压降的技术措施
环形保护剂、级配装填 蝶形主剂
三种主催化剂形状的选择
颗粒截面形状 催化剂利用率，% 压碎强度，N/mm 相对床层压降，%
三叶形 82 23.1 100
非对称四叶形 96 25.3 86
蝶形 98 37.8 80
三叶草催化剂颗粒形貌
蝶形催化剂颗粒形貌
固定床 (移动床+固定床)
沸腾床
AR或VR
VR
<200 (>200)
>700
<10～20
<40
10～20
10～20
360～415
400～440
0.15～0.4
0.2～0.6
催化
催化、热裂化
20～50
40～90
浆态床
VR >700 任何劣质渣油 10～30 450～480 0.7～1.5 热裂化、催化 >90
脱金属率: ≥90%
残炭转化率: ≥60% 加氢渣油性质：
脱氮率: ≥50%
硫: 0.3wt%～0.5wt%
氮: 0.15wt%～0.25wt%
CCR: 4.5wt%～6.5wt%
Ni+V: 5～15ppm
渣油加氢技术难点及解决措施
抑制反应器压降升高，防止出现热点 沥青质的加氢转化 催化剂使用寿命与活性的平衡
沙轻减渣
伊朗常渣 科威特常渣
沥青质 S N Ni V
沥青质是什么？
定义：庚烷不溶物
沥青质含量与HDS反应速度的关系
（反应温度：380℃）
logKs
1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
0
2
4
6
8 10 12
原 料 油 中 沥 青 质 含 量 /%
沥青质对渣油加氢的影响及对策
催化剂 失活
所占比例, %
25
32
3
17
23
100
2007年－1999年 480 7800 350 2000 5310 15940
所占比例, %
3
49
2
13
33
100
内容
渣油加氢主要工艺类型 固定床渣油加氢影响操作的主要影响因素
原料油性质 工艺条件的选择、内构件、催化剂级配 沉渣（或干泥）的生成
工业化渣油加氢技术
R
R
R
+
R R
R
R
+
R
R
R
R
R
+
+
R
R
R
R
R
+ C1-C4 R R
渣油转化率对干泥 生成的影响
干泥(Dry Sludge) 或沉渣(Sediment)
不同原料油残炭加氢转化性能比较
原料油 密度 (20℃), g/cm3 CCR, % S, % N, % 沥青质, % 相对残炭加氢转化速率
沙轻减渣 1.0128
A列 一 反
A列 二 反
B列 一 反
B列 二 反
RHT技术对 渣油加氢技术难点的解决
抑制反应器压降升高，防止出现热点 沥青质的加氢转化 催化剂使用寿命与活性的平衡
沥青质含量 及其所含杂质含量占原料总量的百分数,%
渣油沥青质中的杂质含量
80 70 60 50 40 30 20 10
0 塔河常渣
胜利减渣
渣油原料 6.8
112
常规
大孔径
生成油
1.4
0.5
79
93
33
23
71
80
加氢脱金属反应过程
NN Ni
NN
Ni-P
H2
NN Ni
NN
H H HH
Ni-PH2
HH
H
H
H2
NN
Ni
NN
H H HH
H2(+H2S) NixSy
Ni-PH4
NixSy
H2
HH H H HH H
H NN
Ni
N
H H HH
N H
Na对催化剂HDS活性的影响
反 应 温 度 , ℃
运转时间/天 无Na的原料 Na为22ppm的原料 （反应温度为产品硫含量达到0.3%所需要的平均温度）
渣油中的固体颗粒及盐分
主要造成反应器压降增加，液体分配不均， 产生热点等； 固体颗粒：泥沙、硫化铁等，原料进反应器 之前要有较好的过滤； 盐分: 钠、钙及钾的氯化物，原油必须经过两 级电脱盐，不能采用往常压分馏塔注碱的防 腐方法。
渣油加氢装置反应温度变化
R
R
R
R
RN
S
R
R
H2 (a)
R
R
R
(a) 氢解 (b) 芳烃饱和 (c) 环烷开环 (d) 加氢裂化
R
R
H2 (b)
R
R
R R
R + H2S + NH3
R (b) H2
H2
R
(b)
R
R H2
(c)
R
R
R R
R R
H2 (d)
R
R
R
R H2 (d)
H2 (d)
残炭加氢转化反应 (HDCR)
国内外固定床渣油加氢 技术专利商
专利商 CLG (A Chevron and ABB
Lummus Global Joint Venture)
UOP
Axens
RIPP, SINOPEC
FRIPP, SINOPEC
技术名称 RDS/VRDS/UFR/OCR
RCD Unionfining Hyvahl RHT S-RHT
石家庄炼化 800万吨/年炼油项目
典型的固定床渣油加氢工艺流程
固定床渣油加氢装置 典型操作条件
反应氢分压 : 12～17MPa 平均反应温度: 360～415℃ 进料体积空速: 0.16～0.40h-1 氢油体积比: 600～900Nm3/m3 氢耗: 130～220Nm3/m3 催化剂使用寿命: 11～18 Months
高的氢 分压
足够的扩 散时间 (低空速)
大孔径 催化剂
催化剂 结焦
加氢转化，大 分子到小分子
脱出M, S, N, CCR
RHT技术对 渣油加氢技术难点的解决
抑制反应器压降升高，防止出现热点 沥青质的加氢转化 催化剂使用寿命与活性的平衡
两种脱金属催化剂性能比较
脱金属剂
C7不溶物,% 沥青质转化率,% Ni+V, μg/g 脱金属率,%
Ca沉积造成渣油加氢催化剂结块
样品取自胜利炼厂VRDS装置。 该装置加工孤岛VR，Ca含量约20ppm。
元素分析结果,%
项目 废催化剂颗粒 结垢层
Mo
8.4
2.7
Ni
15.4
8.0
Ca
2.3
19.2
V
0.9
0.5
CaS
Fe
0.3
3.9
S
11.0
21.6
C
4.5
7.0
Ca以CaS形式沉积 在催化剂颗粒表面
26
世界渣油加工能力(×104t/a)
工艺技术 截止到1999年