加氫技術(shù)是生產(chǎn)清潔油品、提高產(chǎn)品品質(zhì)所不可或缺的主要手段,是煉油化工一體化的核心。雖然幾十年的發(fā)展獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但存在投資和操作成本高、能耗高等問(wèn)題,不符合石油化工企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展要求。本文簡(jiǎn)述了我國(guó)在低投資、低能耗加氫技術(shù)方面的進(jìn)步,分別介紹了強(qiáng)化催化反應(yīng)過(guò)程的加氫裂化催化劑級(jí)配技術(shù),強(qiáng)化反應(yīng)條件的催化柴油加氫轉(zhuǎn)化技術(shù),強(qiáng)化傳熱過(guò)程的低能耗、低投資SHEER技術(shù)以及強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程的液相循環(huán)加氫技術(shù)。提出未來(lái)加氫技術(shù)作為煉化一體化的樞紐,將扮演越來(lái)越重要的角色,其通過(guò)耦合完善的過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)將實(shí)現(xiàn)協(xié)同螺旋式升級(jí),升級(jí)后的加氫技術(shù)的復(fù)雜體系反應(yīng)行為更接近本征反應(yīng)狀態(tài),加氫技術(shù)將實(shí)現(xiàn)高度的原子經(jīng)濟(jì)性,更符合未來(lái)人類社會(huì)綠色發(fā)展的需求。 

【文章來(lái)源】：化工進(jìn)展. 2020,39(12)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

催化柴油選擇性轉(zhuǎn)化為高辛烷值清潔汽油的加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)過(guò)程示意圖

加氫裂化催化劑（包括預(yù)加氫處理催化劑）的活性金屬組分一般是以氧化物的形式存在，要想使加氫催化劑活性提高，必須對(duì)催化劑進(jìn)行預(yù)硫化處理，將其氧化物形式轉(zhuǎn)化成硫化態(tài)。國(guó)內(nèi)外使用較高分子篩含量的加氫裂化催化劑的加氫裂化裝置都采用干法硫化方法進(jìn)行催化劑硫化，其存在硫化時(shí)間長(zhǎng)（開(kāi)工時(shí)間也就長(zhǎng)）；干法高壓注硫時(shí)常會(huì)遇到泵故障，影響硫化進(jìn)度；硫化后還需要降溫鈍化，再次升溫；不能滿足含絡(luò)合物的特殊催化劑開(kāi)工要求等不足。中國(guó)石化大連石油化工研究院深入研究催化劑硫化條件、催化劑物理化學(xué)性質(zhì)、開(kāi)工油中烴類分子變化之間的規(guī)律，開(kāi)發(fā)了分子篩型加氫裂化催化劑系列濕法硫化方法，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)干法硫化方法的不足，大幅度縮短開(kāi)工時(shí)間，為企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)操作成本，如圖5。在較高活性的分子篩型加氫裂化催化劑硫化過(guò)程中，首次提出以硫化油為載熱介質(zhì)，提高了催化劑活化階段的升溫速率，從現(xiàn)有技術(shù)的3～10℃/h提高至20℃/h；簡(jiǎn)化了硫化過(guò)程，硫化劑可直接注入原料油泵入口，減少高壓注硫泵故障對(duì)硫化進(jìn)度的影響。首創(chuàng)230℃（催化劑床層溫度）之后邊硫化邊鈍化的分子篩型加氫裂化催化劑濕法硫化、鈍化方法，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了器外預(yù)硫化型加氫裂化催化劑的開(kāi)工方法，制定了詳細(xì)的加氫裂化裝置濕法硫化事故處理預(yù)案，全方位確保技術(shù)的安全性。濕法硫化還滿足了負(fù)載絡(luò)合物催化劑對(duì)開(kāi)工方法的特殊要求。與傳統(tǒng)干法硫化方法相比，該技術(shù)縮短硫化、鈍化時(shí)間63%。2010年某公司150萬(wàn)噸/年加氫裂化裝置首次采用濕法硫化技術(shù)開(kāi)工，過(guò)程平穩(wěn)可靠，較常規(guī)干法硫化開(kāi)工方案時(shí)間縮短3天，催化劑硫化效果更好，該技術(shù)成功解決了含分子篩類加氫裂化催化劑干法開(kāi)工過(guò)程的瓶頸問(wèn)題。加氫裂化（改質(zhì)）反應(yīng)屬?gòu)?qiáng)放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱量總體過(guò)剩。傳統(tǒng)加氫裂化（改質(zhì)）裝置均設(shè)有反應(yīng)加熱爐，在裝置開(kāi)工和正常運(yùn)行時(shí)需要依靠其供熱，反應(yīng)加熱爐設(shè)計(jì)負(fù)荷的大小取決于開(kāi)工時(shí)催化劑硫化過(guò)程的供熱需求，因而反應(yīng)加熱爐的設(shè)計(jì)負(fù)荷較大，為了提高熱效率，反應(yīng)加熱爐都設(shè)有輻射段和對(duì)流段，占地多、投資大。為了盡量減少反應(yīng)加熱爐的設(shè)計(jì)負(fù)荷，結(jié)合對(duì)不飽和烴在較低溫度下即發(fā)生加氫飽和反應(yīng)并大量放熱的認(rèn)識(shí)，在濕法硫化方法的基礎(chǔ)上，發(fā)明加氫裝置新型開(kāi)工方法，裝置開(kāi)工升溫期間，開(kāi)工爐供熱至反應(yīng)器入口溫度約190℃時(shí)，在開(kāi)工活化油中引入約10%富含烯烴的小分子烴類，利用其釋放的反應(yīng)熱，輔助提升反應(yīng)器溫度，大幅度降低了反應(yīng)加熱爐的供熱負(fù)荷；采用器外載入硫化物的催化劑，利用其活化終點(diǎn)溫度低的特點(diǎn)（開(kāi)工活化終點(diǎn)溫度從370℃降低至290℃），進(jìn)一步降低反應(yīng)加熱爐設(shè)計(jì)負(fù)荷，催化劑活化過(guò)程所需時(shí)間較常規(guī)方法節(jié)省76%。加氫裝置新型開(kāi)工方法在某煉廠200萬(wàn)噸/年加氫改質(zhì)裝置應(yīng)用，如圖6所示，在230℃恒溫階段，反應(yīng)器出口溫度比入口溫度提高約10℃，證明技術(shù)實(shí)現(xiàn)了開(kāi)工過(guò)程部分“自供熱”。

加氫裂化（改質(zhì)）反應(yīng)屬?gòu)?qiáng)放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱量總體過(guò)剩。傳統(tǒng)加氫裂化（改質(zhì)）裝置均設(shè)有反應(yīng)加熱爐，在裝置開(kāi)工和正常運(yùn)行時(shí)需要依靠其供熱，反應(yīng)加熱爐設(shè)計(jì)負(fù)荷的大小取決于開(kāi)工時(shí)催化劑硫化過(guò)程的供熱需求，因而反應(yīng)加熱爐的設(shè)計(jì)負(fù)荷較大，為了提高熱效率，反應(yīng)加熱爐都設(shè)有輻射段和對(duì)流段，占地多、投資大。為了盡量減少反應(yīng)加熱爐的設(shè)計(jì)負(fù)荷，結(jié)合對(duì)不飽和烴在較低溫度下即發(fā)生加氫飽和反應(yīng)并大量放熱的認(rèn)識(shí)，在濕法硫化方法的基礎(chǔ)上，發(fā)明加氫裝置新型開(kāi)工方法，裝置開(kāi)工升溫期間，開(kāi)工爐供熱至反應(yīng)器入口溫度約190℃時(shí)，在開(kāi)工活化油中引入約10%富含烯烴的小分子烴類，利用其釋放的反應(yīng)熱，輔助提升反應(yīng)器溫度，大幅度降低了反應(yīng)加熱爐的供熱負(fù)荷；采用器外載入硫化物的催化劑，利用其活化終點(diǎn)溫度低的特點(diǎn)（開(kāi)工活化終點(diǎn)溫度從370℃降低至290℃），進(jìn)一步降低反應(yīng)加熱爐設(shè)計(jì)負(fù)荷，催化劑活化過(guò)程所需時(shí)間較常規(guī)方法節(jié)省76%。加氫裝置新型開(kāi)工方法在某煉廠200萬(wàn)噸/年加氫改質(zhì)裝置應(yīng)用，如圖6所示，在230℃恒溫階段，反應(yīng)器出口溫度比入口溫度提高約10℃，證明技術(shù)實(shí)現(xiàn)了開(kāi)工過(guò)程部分“自供熱”。由于開(kāi)工過(guò)程不再需要更多的熱量，因此提高運(yùn)行期間反應(yīng)熱的利用效率成為加氫裂化裝置節(jié)能降耗的不二選擇。中國(guó)石化開(kāi)發(fā)了低投資、低能耗的加氫裂化（改質(zhì)）成套技術(shù)，如圖7，率先在煉油裝置集成使用高溫高壓逆流傳熱技術(shù)、微旋流脫烴、脫胺技術(shù)等，首創(chuàng)了取消反應(yīng)加熱爐，只設(shè)小型簡(jiǎn)易開(kāi)工爐的“自供熱”加氫工藝技術(shù)，進(jìn)入正常生產(chǎn)即關(guān)閉開(kāi)工爐。制定了沒(méi)有反應(yīng)加熱爐條件下，發(fā)生緊急事故的“安全、快速降溫”處理及裝置停工后“快速恢復(fù)生產(chǎn)”系統(tǒng)方案。建成世界首套超低能耗加氫改質(zhì)裝置，燃料消耗降低44.85%，運(yùn)行能耗只有5～7kg標(biāo)油/t原料。與同期采用國(guó)外技術(shù)建設(shè)的同規(guī)模柴油改質(zhì)裝置相比，能耗降低67%，反應(yīng)加熱爐熱負(fù)荷降低52.2%，投資降低1.75億元。

【參考文獻(xiàn)】：
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