催化柴油加氢转化技术特点及开工过程注意事项课件.pptx
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1、催化柴油加氢转化技术特点催化柴油加氢转化技术特点及开工过程注意事项及开工过程注意事项目目 录录24概概 述述123催化柴油加氢转化工艺技术特点催化柴油加氢转化工艺技术特点装置开工过程及操作注意事项装置开工过程及操作注意事项FC-70研制进展研制进展一、概一、概 述述原料原料柴油产品柴油产品催化裂化催化裂化稠环芳烃含量增加稠环芳烃含量增加如何有效利用催化柴油是柴油质量升级必须解决的难题国内处理量:国内处理量:1.7亿吨亿吨/年年产量:产量:3500万吨万吨/年年 催化裂化(催化裂化(FCC)技术是重油轻质化的最主要技术手段之一,)技术是重油轻质化的最主要技术手段之一,在世界各国的炼油企业中都占有
2、重要的地位。在中国在世界各国的炼油企业中都占有重要的地位。在中国 催化裂化汽油占产品汽油的80左右 催化柴油占柴油产品的30左右一、概一、概 述述v中国石化v53套催化裂化装置,总加工量6883 369万吨v催化柴油的产量超过1500万吨(约1526万吨)v为降低汽油烯烃含量同时多产丙烯,许多催化装置选用MIP、MIP-CGP或FDFCC技术v多产丙烯及有效降低汽油烯烃时,催化柴油质量进一步劣质化v密度大(0.94g/cm3)v十六烷值低(75%)催化柴油是制约中国石化高效、低耗实现柴油质量升级的最主要瓶颈表表1 1 催化柴油的主要性质催化柴油的主要性质原料油常三线焦化柴油加裂柴油催化柴油密度
3、(20)/gcm-30.85670.86700.82100.9440馏程范围/190376156375217361195379N/gg-128519781.0914十六烷值55456415总芳烃,28.239.27.278.3 其中,一环13.519.75.924.0 二环12.516.21.246.9 三环2.23.30.17.4不同类型柴油主要性质比较不同类型柴油主要性质比较催化柴油密度大、十六烷值低、芳烃含量高,难加工一、概一、概 述述表表1 1 催化柴油的主要性质催化柴油的主要性质表表1 1 催化柴油的主要性质催化柴油的主要性质催化裂化柴油中芳烃分布催化裂化柴油中芳烃分布一、概一、概
4、述述一、概一、概 述述一、概一、概 述述为降低催化柴油的密度、提高十六烷值,中国石化先后开发了为降低催化柴油的密度、提高十六烷值,中国石化先后开发了v深度脱硫脱芳加氢精制技术深度脱硫脱芳加氢精制技术v最大限度提高十六烷值最大限度提高十六烷值MCI技术、技术、v柴油中压加氢改质技术(柴油中压加氢改质技术(MHUG)v加氢裂化掺炼催化柴油技术等加氢裂化掺炼催化柴油技术等v均已工业应用均已工业应用一、概一、概 述述 富含芳烃是催化柴油质量差的根源(60%80%芳烃)如欲大幅提高催柴质量来生产车柴,势必要将其所含芳烃大量的加氢饱和和转化,需要消耗大量氢气芳烃的综合利用芳烃的综合利用 很困难、不经济、不
5、合理催化柴油中富含的芳烃是否能够得到利用?单体烃研究法辛烷值烷烃正庚烷3-甲基己烷正辛烷环烷烃环己烷甲基环己烷1,3-二甲基环己烷芳烃苯甲苯间二甲苯05208374.871.7100115117.5不同烃类的辛烷值数据不同烃类的辛烷值数据1 1、立项依据及关键科学问题、立项依据及关键科学问题美国和中国率先开发出了催化裂化柴油加氢转化技术选择性加氢裂化副产品副产品常规加氢裂化常规加氢裂化加氢精制加氢精制高芳烃柴油加氢转化高芳烃柴油加氢转化FD2G技术技术10FD2G技术开发历程p 2006年:列入中国石化总合课题p 2010年01月:通过中国石化科技部组织技术评议p 2012年11月:列入中国石
6、化“十条龙”攻关项目p 2013年10月:金陵分公司工业应用试验p 2014年03月:茂名分公司工业应用试验p 2014年07月:工业应用技术鉴定,国际领先水平p 2014年12月:完成攻关任务,提前出龙p 2015年7月:新一代FC-70系列催化剂通过科技部技术评议p 2016年4月:金陵催化柴油加氢转化装置已连续运行30个月p 2017年1月:重质柴油加氢转化技术列入重大项目p 2017年5月:FC-70系列催化剂首次在茂名分公司工业应用p 2017年6月:FD2G技术首套新建装置在长岭分公司工业应用一、概一、概 述述本技术与国外同类技术对比本技术与国外同类技术对比 采用技术采用技术 SI
7、NOPEC/FD2GUOP/LCO UnicrackingMAK/LCO Upgrading原料油密度(20)/gcm-30.92100.94800.93650.96170.9590硫/gg-1287842012290735030000氮/gg-1117952255605220芳烃/%一环12.721.6122121.9二环34.755.2405556.6三环7.19.68142.8十六烷指数21.627.8222522.1操作条件反应总压/MPa8.010.0?体积空速/h-10.8?化学氢耗/m%3.33.8?2.953.49催化剂失活速率/.d-1 0.052(0.027/0.036)0
8、.069 FD2G技术为工业结果,国外同类技术为中试结果(AM-05-53、AM-07-40、AM-95-39)FD2G工艺技术的特点工艺技术的特点本技术与国外同类技术对比本技术与国外同类技术对比 采用技术采用技术 SINOPEC/FD2GUOP/LCO UnicrackingMAK/LCO Upgrading加氢产品轻石脑油收率/%2710.513-重石脑油收率/%34.644.2535373552辛烷值90.794.690959295S/gg-1101050改质柴油收率,%33.1657.9846514060十六烷指数提高9.7146811.917.9S/gg-11010400 FD2G技
9、术加氢转化催化柴油所得汽油和柴油的产率、质量与国外同类技术相当 催化剂运行周期优于国外技术 国外技术尚未见工业应用报道,FD2G技术达到国际领先水平FD2G工艺技术的特点工艺技术的特点目目 录录144概概 述述123催化柴油加氢转化工艺技术特点催化柴油加氢转化工艺技术特点装置开工过程注意事项装置开工过程注意事项装置运行案例装置运行案例催化柴油加氢转化工艺技术特点催化柴油加氢转化工艺技术特点 FD2G的技术本质还是加氢裂化过程,但在原料、产品、反应过程和工艺实现上会与传统加氢裂化工艺过程有明显的差别,可以看成加氢裂化反应过程的一个特例:催化柴油加氢转化工艺技术特点催化柴油加氢转化工艺技术特点R2
10、R1R2R1CH3CH3CH3CH3CH3CH3第二或第三个环开环裂化R2R1期望反应路径期望反应路径CH3CH3CH3CH3R2R1R2R1CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3第二或第三个环开环裂化R2R1期望反应路径期望反应路径CH3CH3CH3CH3加氢裂化反应加氢裂化反应催化柴油烃组成,催化柴油烃组成,%原料烃组成的差异原料烃组成的差异减压蜡油烃组成,减压蜡油烃组成,%VGO加氢裂化反应过程烃组成变化情况加氢裂化反应过程烃组成变化情况原料油的烃组成,原料油的烃组成,%生成油烃组成,生成油烃组成,%催化柴油高效转化过程烃组成变化情况催化柴油高效转化过程
11、烃组成变化情况原料油的烃组成,原料油的烃组成,%生成油的烃组成,生成油的烃组成,%反应过程技术要求的差异反应过程技术要求的差异项目FD2G技术HC技术反应过程要求转化率,%高适中加氢性能适中高裂化性能高适中稠环芳烃转化能力极强强单环芳烃转化能力弱强催化剂性能要求的差异催化剂性能要求的差异项目FD2G技术HC技术对催化剂性能要求加氢性能低高裂化性能强适中酸性强适中孔结构开放开放孔径中大工艺过程和操作上的差异工艺过程和操作上的差异项目项目FD2G技术HC技术工艺过程要求工艺过程要求操作模式操作模式部分循环部分循环/全循环全循环一次一次/循环循环操作压力,操作压力,Mpa中中较高较高放热量,放热量,
12、MJ大大中中单床层温升,单床层温升,高高中中精制段温升,精制段温升,60-11020-80裂化段温升,裂化段温升,407030-50反应温度,反应温度,高高中中 精制油氮含量,精制油氮含量,ppm30-80 210转化率 210转化率时间2013年10月2014年5月运行初期(一个月)65-150重石脑油 65-210混合汽油研究法辛烷值FD2G工艺技术的特点工艺技术的特点本技术与其它柴油质量升级技术对比本技术与其它柴油质量升级技术对比 在目前汽柴油价格体系下,采用FD2G技术比其它柴油质量升级技术具有更好的经济效益采用技术采用技术 FD2G MCI HF 反应总压/MPa8.010.012.
13、015.7体积空速/h-10.70.81.01.0化学氢耗/m%3.33.83.812.88加氢产品汽油(石脑油)收率355550.5辛烷值92957070改质柴油收率,%33.1657.9893.8100密度(20)/gcm-30.870.880.8740.8733十六烷值28.53537.831.5十六烷指数35.737.035.6S/gg-1101010FD2G工艺技术的特点工艺技术的特点FD2G技术适用原料和推荐工艺条件技术适用原料和推荐工艺条件项目项目范围范围 原料油高芳烃含量劣质催化柴油 工艺流程单段串联部分循环 反应压力/MPa8.010.0 反应温度/390430 总体积空速/
14、h-10.60.8 入口氢油比800:11000:1FD2G工艺技术的特点工艺技术的特点FD2G工艺技术的特点工艺技术的特点工艺特点1原料芳烃含量高原料芳烃含量高2反应放热量大,单床层温升高反应放热量大,单床层温升高3控制相对较的精制油氮含量高控制相对较的精制油氮含量高4汽油产品辛烷值初期不高,需要约汽油产品辛烷值初期不高,需要约1个月左右运行进入稳定期个月左右运行进入稳定期5催化剂积碳失活速度高于常规加裂,可以通过提高反应温度和催化剂积碳失活速度高于常规加裂,可以通过提高反应温度和反应压力两种方式延长装置运行周期;反应压力两种方式延长装置运行周期;6运行初期采用缓和的操作条件,减少催化剂性能
15、损失,保证长运行初期采用缓和的操作条件,减少催化剂性能损失,保证长周期运行周期运行目目 录录284概概 述述123催化柴油加氢转化工艺技术特点催化柴油加氢转化工艺技术特点装置开工过程注意事项装置开工过程注意事项装置运行案例装置运行案例FRIPP,SINOPEC严格按照加氢裂化装置开工方案进行操作:严格按照加氢裂化装置开工方案进行操作:催化剂装填催化剂装填催化剂干燥催化剂干燥催化剂预硫化催化剂预硫化加氢裂化催化剂注无水液氨钝化加氢裂化催化剂注无水液氨钝化加氢裂化装置正常操作加氢裂化装置正常操作加氢裂化装置正常停工加氢裂化装置正常停工加氢裂化装置紧急停工加氢裂化装置紧急停工加氢裂化装置旧催化剂开工
16、加氢裂化装置旧催化剂开工装置开工过程注意事项装置开工过程注意事项催化剂装填催化剂装填 做好催化剂装填工作的重要性做好催化剂装填工作的重要性 催化剂在反应器装填得好坏将直接影响催化剂床催化剂在反应器装填得好坏将直接影响催化剂床层的层的物料分布物料分布和和压降压降,甚至影响催化剂的反应性,甚至影响催化剂的反应性能和使用寿命能和使用寿命 装填不当会造成催化剂装填不当会造成催化剂装量不足装量不足,装填密度不均,装填密度不均,导致催化剂床层压降不均,产生沟流,出现床层导致催化剂床层压降不均,产生沟流,出现床层反应温度分布不均和无法控制的超温点,使催化反应温度分布不均和无法控制的超温点,使催化剂使用性能恶
17、化,影响产品质量剂使用性能恶化,影响产品质量装置开工过程注意事项装置开工过程注意事项FRIPP,SINOPEC催化剂装填催化剂装填 装填催化剂应具备的条件装填催化剂应具备的条件用软管把仪表风引入反应器内(注意在催化剂用软管把仪表风引入反应器内(注意在催化剂装填过程中不能让仪表风穿过催化剂床层)装填过程中不能让仪表风穿过催化剂床层)反应器隔离与其它工作完成反应器隔离与其它工作完成 由专人进入反应器内部进行检查如下内容,并由专人进入反应器内部进行检查如下内容,并检查合格检查合格 分配盘及冷氢箱安装是否符合要求分配盘及冷氢箱安装是否符合要求 冷氢箱是否干净冷氢箱是否干净 出口集合器是否有堵塞、螺丝固
18、定是否牢固、出口集合器是否有堵塞、螺丝固定是否牢固、不锈钢丝网不锈钢丝网是否完整等情况是否完整等情况装置开工过程注意事项装置开工过程注意事项装置开工过程注意事项装置开工过程注意事项 催化剂管理要求催化剂管理要求 在装剂过程中,催化剂桶打开后,应立即将催化剂装入反应在装剂过程中,催化剂桶打开后,应立即将催化剂装入反应器,防止长时间暴露在空气中,导致器,防止长时间暴露在空气中,导致催化剂吸潮催化剂吸潮 催化剂在运输及装填过程中,应小心轻放,不要滚动,更不催化剂在运输及装填过程中,应小心轻放,不要滚动,更不能摔打催化剂桶,以免能摔打催化剂桶,以免催化剂破碎催化剂破碎 装催化剂时应准确计量,专人记录,
19、并连续进行一次装完装催化剂时应准确计量,专人记录,并连续进行一次装完 装置开工过程注意事项装置开工过程注意事项 催化剂装填前的准备工作催化剂装填前的准备工作在反应器装填催化剂之前在反应器装填催化剂之前装置临氢系统的装置临氢系统的爆破吹扫爆破吹扫、氮气试压氮气试压等开工准备工作要先完成等开工准备工作要先完成分馏系统吹扫时,要确保与临氢系统处于完全隔离状态,分馏系统吹扫时,要确保与临氢系统处于完全隔离状态,防止蒸汽防止蒸汽串入临氢系统串入临氢系统严格严格防止铁锈、焊渣、水、污油污染催化剂防止铁锈、焊渣、水、污油污染催化剂反应器内一定要打扫干净,整个系统不准有水和残油反应器内一定要打扫干净,整个系统
20、不准有水和残油清扫好工作场地,保持反应器内及周围环境干净。清扫好工作场地,保持反应器内及周围环境干净。反应器头盖及冷氢口、热电偶法兰等梯形槽法兰面用石棉绳、胶布带封反应器头盖及冷氢口、热电偶法兰等梯形槽法兰面用石棉绳、胶布带封好保护好保护 催化剂装填前的准备工作催化剂装填前的准备工作确认各种规格的瓷球已运至现场确认各种规格的瓷球已运至现场瓷球必须干净、干燥,其各项指标符合设计要求瓷球必须干净、干燥,其各项指标符合设计要求为防止下雨对装填的影响,应事先搭好防雨棚存放瓷球及催化剂,并备为防止下雨对装填的影响,应事先搭好防雨棚存放瓷球及催化剂,并备好防雨布好防雨布反应器顶部也应搭设装剂操作平台和反应
21、器顶部也应搭设装剂操作平台和防雨棚防雨棚 确认催化剂品种、牌号、规格和数量等均准确无误确认催化剂品种、牌号、规格和数量等均准确无误 冷氢管周围及分配盘之间的缝隙已缠好石棉绳冷氢管周围及分配盘之间的缝隙已缠好石棉绳 出口收集器、支撑格栅上已铺好不锈钢网出口收集器、支撑格栅上已铺好不锈钢网装置开工过程注意事项装置开工过程注意事项 催化剂掉入冷氢箱催化剂掉入冷氢箱(格栅缝隙最大处约(格栅缝隙最大处约4.5mm,超过安装要求:,超过安装要求:2mm)n解决措施:解决措施:格栅拼接处点焊不绣钢压条格栅拼接处点焊不绣钢压条格栅上铺设格栅上铺设1616目白钢丝网目白钢丝网装置开工过程注意事项装置开工过程注意
22、事项 催化剂装填方法催化剂装填方法 普通装填法自然装填、帆布袋装填普通装填法自然装填、帆布袋装填 密相装填法密相装填法装置开工过程注意事项装置开工过程注意事项 普通装填法普通装填法催化剂装填工具催化剂装填工具通常由金属料斗、金属立管和帆布软管组成。通常由金属料斗、金属立管和帆布软管组成。在料斗和金属立管之间装有一个闸板阀,在金属立管和帆布软管之在料斗和金属立管之间装有一个闸板阀,在金属立管和帆布软管之间装有第二个闸板阀;催化剂装填时,第一个闸板阀全开,用第二间装有第二个闸板阀;催化剂装填时,第一个闸板阀全开,用第二个闸板阀的开度来控制催化剂的装填速度,装填间断时应关闭顶部个闸板阀的开度来控制催
23、化剂的装填速度,装填间断时应关闭顶部的第一个闸板阀。的第一个闸板阀。金属立管内设有斜挡板,用于减少催化剂自由降落的高度。随着催金属立管内设有斜挡板,用于减少催化剂自由降落的高度。随着催化剂床层界面高度的上升,帆布软管应逐渐缩短,通常每次去掉化剂床层界面高度的上升,帆布软管应逐渐缩短,通常每次去掉1m1m左右左右装置开工过程注意事项装置开工过程注意事项 催化剂装填注意事项催化剂装填注意事项 催化剂在搬运过程中要轻放、轻卸,避免催化剂破碎催化剂在搬运过程中要轻放、轻卸,避免催化剂破碎催化剂装填应在干燥的晴天进行,催化剂在装填过程中应避免受潮催化剂装填应在干燥的晴天进行,催化剂在装填过程中应避免受潮
24、催化剂到用时方可开桶,催化剂暴露于空气中的时间必须限定到最短催化剂到用时方可开桶,催化剂暴露于空气中的时间必须限定到最短所用瓷球也需保证干燥所用瓷球也需保证干燥当催化剂装填工作由于下雨必须中止时,反应器入口必须封好,同时,当催化剂装填工作由于下雨必须中止时,反应器入口必须封好,同时,反应器内通上净化风,使反应器内保持微正压状态,防止湿空气进入催反应器内通上净化风,使反应器内保持微正压状态,防止湿空气进入催化剂床层化剂床层 由于催化剂易碎,催化剂的自由落体高度应小于由于催化剂易碎,催化剂的自由落体高度应小于1米米装填时帆布软管在反应器装填时帆布软管在反应器内呈内呈8字形移动字形移动,使催化剂料面
25、,使催化剂料面均匀上升均匀上升作业人员不得直接踩在催化剂床层上,应在面积大于作业人员不得直接踩在催化剂床层上,应在面积大于0.3m2的垫板上操作的垫板上操作装置开工过程注意事项装置开工过程注意事项 催化剂装填注意事项催化剂装填注意事项 装填过程要控制催化剂下放速度,不宜太快,防止产生静电和砸碎催化装填过程要控制催化剂下放速度,不宜太快,防止产生静电和砸碎催化剂或产生剂或产生“搭桥搭桥”现象现象器内作业人员必须严格执行有关安全规定,而且必须有专人监护器内作业人员必须严格执行有关安全规定,而且必须有专人监护作业人员工作人员穿戴整齐,作业人员工作人员穿戴整齐,不得携带与装填工作无关的物品,防止物不得
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