临氢降凝工艺的技术特点及发展趋势

临氢降凝工艺的技术特点及发展趋势 【关键词】蜡油 加氢脱蜡 凝点 降低 催化剂 冬用柴油 润滑油料 【摘要】临氢降凝工艺以其流程简单、产品方案灵活而成为增产柴油的有效手段，而且具有氢耗低、催化剂可经多次氢活化和氧再生等特点，经济效益明显。目前国产的两大类催化剂FDW-1和RDW-1已广泛应用在生产柴油和润滑油的临氢降凝装置上，使用效果良好。为使临氢降凝工艺在炼油工业中发挥更大的作用，还需改进催化剂，发展器外再生技术，临氢降凝与加氢精制、溶剂脱蜡等工艺联合，以取得更佳的经济效益。

-------------------------------------------------------------------------------- Abstract Hydrodewaxing is an effective technology for increasing gas oil production owing to its simple process scheme and flexible product slate.In addition,it is characterized by the low hydrogen consumption and that the catalyst can be hydrogen activated repeatedly and oxygen regenerated,gaining good economic benefits.At present,both domestic catalysts FDW-1 and RDW-1 have been widely used in hydrodewaxing units producing gas oil and lube oil,and good results have been achieved.In order to make hydrodewaxing play fully important role in petroleum refining industry and achieve good economic benefits,following works must be carried out,i.e,improving catalyst,developing off-site regeneration technique,integrating of hydrovisbreaking with hydrotreating and solvent dewaxing. Keywords gas oil,hydrodewaxing,pour point,decrease,catalyst,winter diesel,lube base stock

临氢降凝又称临氢催化脱蜡，也称临氢择形裂化，属于加氢裂化的一种过程。此工艺的特点是选用具有一定孔径的沸石催化剂，只允许直径小于该孔径的长链正构烷烃或支链化程度低的异构烷烃分子进入其中而发生裂解反应，产生凝点较低的产品。如果所加工的原料是汽油，主要目的则不是降凝而是将抗爆性能较差的直链烷烃除去，以改善其抗爆性能。世界各国研究开发的临氢降凝工艺主要产品有以下三种，即汽油、中间馏分产品(柴油和喷气燃料)和润滑油馏分。应用最多的是生产低凝柴油的临氢降凝工艺，在加工中间馏分油原料时，原料干点最高可达450℃，凝点可降低40～60℃。润滑油馏分降凝时，原料的干点可达550℃，降凝效果可达60℃以上。加工汽油时，其RON可提高10个单位以上。无论哪一种馏分的临氢降凝过程，所采用的都是具有一定孔径的沸石催化剂，而操作压力一般随原料的变重而提高。 1 临氢降凝工艺的技术特点 1.1 增产柴油的有效手段 我国原油大部分属于石蜡基或中间基原油，蜡含量高，因而其馏分油的凝点也高。生产柴油时，为了满足产品对凝点的要求，只能用较轻的馏分来生产，使产量受到限制。应用临氢降凝工艺，把凝点降下来，就可以按馏程的规定来生产柴油，从而达到增产柴油的目的。因此，临氢降凝是增产柴油的有效手段。 1.2 工艺流程简单 经济效益明显 临氢降凝装置工艺流程简单，操作压力为中低压。原料与氢气混合后进入加热炉，加热至一定温度进入反应器。反应产物与氢气在高压分离器分离，氢气循环使用，生成油进入分馏塔，分出汽油和柴油(或润滑油)馏分。 临氢降凝装置投资费用与中压加氢精制装置相当，经济效益明显，装置按加工能力为400 kt/a计算，每年利税约24×106 RMB￥。 1.3 产品方案灵活 临氢降凝过程中影响降凝效果的主要因素为反应温度、空速、压力及原料。当原料一定时，反应温度是最灵活的操作因素。在运转过程中只要适当调整反应温度，即可改变产品凝点，或补偿催化剂因老化造成的活性损失。 无论是柴油馏分还是润滑油馏分，临氢降凝的温度效应都很明显。因此，在生产过程中可根据不同季节市场的需求随时调整产品方案，从而获得最大的经济效益。 1.4 氢耗低 临氢降凝加氢反应很少，一般临氢降凝装置每吨原料氢耗仅为10～30 m3(标准状态)，有时甚至副产微量氢，氢气主要起保护催化剂活性和载热的作用，以减少催化剂床层温降。此外，还可副产一定数量的高辛烷值汽油，所以此工艺具有较好经济效益。 1.5 催化剂可多次氢活化和氧再生 随着运转时间的延长，原料中的含氮化合物、稠环芳烃等极性物质逐渐被吸附在催化剂活性中心上，催化剂活性逐渐降低。当催化剂活性衰退到一定程度时，可用氢气在高温条件下吹扫催化剂床层以恢复催化剂活性。氢活化可多次进行，当氢活化效果不明显时，则用烧焦法进行氧再生。 2 国内临氢降凝技术的发展及应用 2.1 临氢降凝催化剂的发展 随着齐鲁石油化工公司MDDW装置的引进，我国开始了临氢降凝技术国产化研究工作。目前国内临氢降凝催化剂主要有两大类别：一是抚顺石油化工研究院研制的FDW-1催化剂；二是北京的石油化工科学研究院研制的RDW-1催化剂。多年的工业应用结果表明，这两类催化剂的活性、稳定性和选择性均高于进口催化剂的水平，对原料的适应性也很好。 2.2 柴油临氢降凝技术的工业应用 近年来，我国柴油临氢降凝技术的工业应用发展迅速，投产的装置已从1982年的1套增至1996年的5套，总加工能力已达750 kt/a。国内临氢降凝工业装置的概况及操作条件见表1和表2。

表1 国内临氢降凝工业装置概况 装置所在炼油厂 原料 目的产品 柴油 加工能 力/kt．a-1 催化剂 催化剂 投用年份 备 注 齐鲁石油化工公司炼油厂 胜利原油常三线、 减四线混合油 0～-10号 200 ZSM-5 NDZ-1 FDW-1 1982 1986 1988 引进 大连石油化工公司 大庆原油常三线、 减一线混合油 0～-10号 100 FDW-1 1993 由加氢精制装置改造而成 乌鲁木齐石油化工总厂 东疆原油常二线油 0～-35号 200 FDW-1 1995 加氢和降凝轮流使用 独山子石油化工总厂 南疆原油常二线油 0～-35号 200 FDW-1 1996 加氢和降凝轮流使用 克拉玛依石油化工厂 新疆原油常二线、 常四线混合油 中性油和 冷冻机油等 50 RDW-1 1995 由润滑油加氢脱硫装置改造而来 玉门石油化工总厂 玉门原油常四线油 0～-35号 200 FDW-1 设计中 自行设计 青海格尔木炼油厂 青海原油常三线油 0～-35号 100 RDW-1 设计中 自行设计 表2 国内临氢降凝工业装置操作条件

项 目 齐鲁石油化工公司 大连石油化工公司 乌鲁木齐石油化工总厂 克拉玛依石油化工厂 催化剂 FDW-1 引进剂 FDW-1新鲜剂 FDW-1新鲜剂 RDW-1新鲜剂 新鲜剂 一次氢活化剂 再生剂 新鲜剂 系统压力/MPa 3.87 3.86 3.87 3.90 2.41 4.50 3.10 系统压力降/MPa 0.02 0.02 0.02 0.04 3.13 0.15 床层平均温度/℃ 395 402 392 407 364 366 标准反应温度/℃ 390 401 390 405 362 床层温降/℃ 31 32 37 27 35 15 反应器入口氢纯度，% 85.8 87.5 92.3 96.0 79.0 80.0 氢油体积比 440 417 363 463 464 840 417 体积空速/h-1 1.11 1.10 1.03 1.12 1.04 0.96 1.0 注：标准反应温度是产品柴油倾点为-10℃时的反应温度。 由表1和表2可知，目前国内的临氢降凝装置在工艺、原料、产品和催化剂等方面各有特点。大连石油化工公司柴油临氢降凝装置采用临氢降凝-催化裂化联合工艺，产品柴油馏分作催化裂化装置原料。 乌鲁木齐石油化工总厂临氢降凝装置用凝点约为10℃的宽常二线馏分油生产0～-35号柴油，采用加氢、降凝各一台反应器。两台反应器可以串联，也可以并联。 克拉玛依石油化工总厂临氢降凝装置加工新疆原油常二线、常四线油生产300DN，60DN中性油向国外出口，还可利用九区稠油生产出32号、46号冷冻机油和45号变压器油等产品。 应用实践表明，临氢降凝工艺正向装置高灵活性和产品多样化方向发展，为我国提高柴油质量，增大柴汽比发挥作用。 2.3 润滑油的临氢降凝 近年来，我国加氢裂化工艺发展较快，未转化油产量愈来愈大。而未转化油因杂质含量少，芳烃、烯烃含量低，以及粘温性、稳定性好而成了生产润滑油基础油及白油的良好原料。但未转化油凝点高，蜡含量高，需要脱蜡降凝。 乌鲁木齐石油化工总厂利用自产的单段单程加氢裂化(SSOT)未转化油，采用FDW-1催化剂生产出了中等粘度指数的中质、轻质润滑油基础油。 茂名石油化工公司及盘锦乙烯工业公司采用新开发的FDW-1催化剂对加氢裂化未转化油进行临氢降凝，分别得到了中等、高等粘度指数的润滑油基础油。 3 临氢降凝工艺的发展趋势 由于临氢降凝工艺具有可在较低的压力下(4.0 MPa)操作，氢耗低，降凝效果好，技术经济效益明显等特点，近年来逐步得到了发展和应用。为了使临氢凝工艺在炼油工业中发挥