从三聚环保说起，谈谈悬浮床加氢技术
从三聚环保说起，谈谈悬浮床加氢技术2016-11-02 02:21 | 大地采集者https://w8.sanwen8.cn/mmbiz_png/A6hnDqtdgQibXgo1pSvQnvCQMEX8WWibvzDXT9jFibLnYJAZX7MvZUM36M9TQJPbshEaic0Zg7GkDX48E3oJnNrfZQ/0?wx_fmt=pnghttps://w4.sanwen8.cn/mmbiz/cZV2hRpuAPjOjIEA1OjSicXHcia9Mj9RQjBeibJtibCz1RN99t14yzvFx9Q9WEB1JjfGtPRbYybTnhaB2S63JGOyPA/0/mmbizgif
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三聚环保：谈谈悬浮床加氢技术
前言 国内的悬浮床加氢技术发展到底如何呢？“大地”给大家看几则新闻。 1）神华集团 2004年8月25日神华煤直接液化在内蒙古**鄂尔多斯市，伊金霍洛旗乌兰木伦镇举行了开工典礼。 2008年12月30日神华集团鄂尔多斯煤直接液化示范工程，第一条百万吨级生产线投煤试车；于2008年，12月31日，生产流程全部打通，顺利实现油渣成型，产出合格的柴油和石脑油。 2）、延长石化 2012年4月18日全球首个煤油一体化的项目开始建设，采用的技术是KBR的悬浮床加氢技术，建设规模为45万吨/年，投资17.9亿元。原料为榆林炼油厂的渣油与当地的低阶煤混炼后加氢，主要产品为石脑油、液化气、粗汽油及柴油。 2014年8月8日延长石油集团悬浮床加氢裂化中试评价装置（VCC）进料，进料油煤浆中煤粉浓度达到45%，反应温度468℃，转化率、液收均超过预期，实现了重油轻质化和油煤共炼的重大技术突破。 3）鹤壁华石联合能源科技有限公司 2015年1月8日，鹤壁华石联合能源科技有限公司的煤焦油综合利用项目开始建设，项目采用的国内自主的悬浮床加氢技术，项目的总投资约200亿元。 2016年4月15日，我国首套自主研发的超级悬浮床（Mixed cracking treatment,简称MCT）工业示范装置一次开车成功。 上面说到了国内几个企业使用的几个悬浮床加氢技术： 神华集团使用的是自主的沸腾床加氢T-Star工艺，应该是使用悬浮床反应器的沸腾床缓和加氢裂化工艺。参考为国际的H-Oil工艺。 延长石化使用的是KBR公司的悬浮床加氢技术。 鹤壁华石联合能源科技有限公司使用的是三聚环保自主研发的悬浮床加氢技术。
一、国际悬浮床加氢技术 悬浮床渣油加氢技术是一种劣质渣油的加氢裂化工艺过程，具有原料适应性强、工艺简单、操作灵活、转化率高等特点。能够加工其它渣油加氢技术难以加工的原料，如油砂沥青等稠油原料，是一种非常有前景的渣油加氢转化技术。2013年ENI公司首套工业化大型装置115万吨/年的悬浮床加氢装置开车成功，国内2014年7月延长45万吨/年的VCC装置开车成功。根据工艺应用情况来看，诸多问题仍然未能解决，期待下一步延长或者KBR能够解决。目前，国际主要的悬浮床加氢技术有：图一 主要技术https://w4.sanwen8.cn/mmbiz_png/A6hnDqtdgQibXgo1pSvQnvCQMEX8WWibvz93sszXaVrxaHBL1uUQP8o8NRgG2ozyenGyQCSKDTDibzIiaqHrwxbGVg/0?wx_fmt=png
1）Eni公司的EST技术：Eni公司从20世纪80年代开始研究的，于2000年初进行了小型中试实验，2005年进行了半工业化的装置实验，2013年进行了百万吨规模的工业运转实验。目前，Eni工业运转装置的长周期运行有待进一步跟踪，Eni公司没有披露装置近期的运行情况。图二 Eni公司技术https://w4.sanwen8.cn/mmbiz_png/A6hnDqtdgQibXgo1pSvQnvCQMEX8WWibvz1jSibWGDPkQrCibc2LPR0e4qteTbxtiaKiaw0GDuIxqrLQIzZricU9EoOxQ/0?wx_fmt=png
2）Intevep与Veba合作开发HDH技术：20世纪80年代开始的HDH技术，20世纪90年代进行了工业实验，2004--2006年与法国Axens公司在委内瑞拉建设两套大型工业装置。图三 SHP技术https://w4.sanwen8.cn/mmbiz_png/A6hnDqtdgQibXgo1pSvQnvCQMEX8WWibvzeB4QuULDoiaOr8vW2omiae9H1uXktYgUXCiaCMH13eqxcaj6YsencDMUQ/0?wx_fmt=png
3）VRSH技术：美国雪佛龙公司定在其密西西比州 Pascagonla炼油厂建设一套 3500bbl／d工业示范装置。2010年下半年开始(Chevron) 运行，验证技术经济可行性，为建设35000bbl／d大型工业装置提供设计数据并解决工程放大问题。但是受2008年金融危机的影响，工业示范装置推迟至2010年建设。公司证实，利用该技术加工结焦倾向较高的Marlin和Hamamca减压渣油，转化率超过95%，能够实现长周期运行。2015年公司开始推广该技术并建设了一套19万吨/年的中试装置。图四 VRSH技术https://w4.sanwen8.cn/mmbiz_png/A6hnDqtdgQibXgo1pSvQnvCQMEX8WWibvz2VpEsPSe07zu10xdlAeo7ic6WDXHegZj8TxGPkGYmpUgqt6iafu0K6cw/0?wx_fmt=png
4）VCC渣油悬浮床加氢裂化技术：德国维巴石油公司20世纪50年代开发的．80年代和90年代进行了中型装置(200bbl/d)和工业示范装置(3500bbl/d)试验，工业示范装置的运转已BP VCC 英国石油公司fBP)/超过10年 。2002年 BP公司收购维巴公司，自2006年以来对 VCC技术进行进一步改进 ，包德国维巴石油公司(Veba) 括与加氢处理技术集成生产清洁燃料技术、单系列装置加工能力扩大以及工艺设计等，形成了今天的BP VCC技术。为加速BP VCC技术的工业应用。不久前BP与美国KBR公司合作进行工程设计，并在全球进行技术转让与服务。图五 UOP技术https://w4.sanwen8.cn/mmbiz_png/A6hnDqtdgQibXgo1pSvQnvCQMEX8WWibvzch3rnXNCszbhduMhwGNcxvvv1KHEB3O4vAS7l6tkRWJz9oo75ibM8lQ/0?wx_fmt=png
5）Uniflex技术：前身是加拿大矿业与能源技术中心在2O世纪70年代中期开发的CANMET技术，旨在中等苛刻度条件下，将减压渣油转化为有市场价值的油品。1979年决定将其工业化。在加拿大Montreal炼油厂建设的5000bbl／d工业示范装置1985年投产，达到既定目标以美国环球油品公司 后于1989年停止运转。1992年轻重原油价差拉大，工业示范装置重新运转，在近5年的运Uniflex 行中加工过委内瑞拉、墨西哥和中东原油的减压(UOP) 渣 油 ，还同时加工过催化澄清油 、减 黏裂化渣油等，平均开工率为97％ 。2006年UOP与加拿大自然资源公司(NRCAN)合作，对CANMET技术进行改进，2007年UOP公司获得CANMET技术在全球的独家转让权。经过多方面的改进，UOP公司把CANMET的反应部分与UOP自己的加氢裂化／加氢处理的分离部分结合在一起．推出了Uniflex技术图六 Uniflex技术https://w4.sanwen8.cn/mmbiz_png/A6hnDqtdgQibXgo1pSvQnvCQMEX8WWibvzDXT9jFibLnYJAZX7MvZUM36M9TQJPbshEaic0Zg7GkDX48E3oJnNrfZQ/0?wx_fmt=png
二、原料及产品对比 1）原料性质对比图七 煤焦油及稠油对比https://w4.sanwen8.cn/mmbiz_png/A6hnDqtdgQibXgo1pSvQnvCQMEX8WWibvzpGF21Mc6x1dSdDBDs89bEFjzYNPV8Ul80icKAj1sB8YYMmqjrrrz3XQ/0?wx_fmt=png
通过上表可知，虽然煤焦化的密度为1.135g/cm3，但是其粘度指数低、金属NI+V含量低；而一般的稠油其密度为0.9262 g/cm3，但是其粘度指数高、金属NI+V含量高。图八 渣油性质https://w4.sanwen8.cn/mmbiz_png/A6hnDqtdgQibXgo1pSvQnvCQMEX8WWibvzd7CcVrA7MFXMtUvGKjAX4AVvg6Zk1hSqDkkUDb4119iamMricbZZu6ww/0?wx_fmt=png
而中东原油的减压渣油这块也是类似的，金属含量高、沥青质含量较常渣高、而且残炭含量也不低。这些性质都不利于减压渣油进入悬浮床加氢反应器，有可能会导致反应器内结焦。 2）产品性质图九 产品分布https://w4.sanwen8.cn/mmbiz_png/A6hnDqtdgQibXgo1pSvQnvCQMEX8WWibvzUG1atYwPhVpIjJShwuG2ktj9FqRtPjzHkJ2MR2OKKkArt9K4CNtnYQ/0?wx_fmt=png
根据上组数据可知，悬浮床加氢装置加工玛雅渣油，其反应器内生成的壁相焦是最多的，而且整个产品的液收也是最低的，仅有53%左右。因此，需要在其后续部分设置固定床加氢反应器进行二次处理，才能提升渣油原料的产品收率。图十 加氢尾油性质https://w4.sanwen8.cn/mmbiz_png/A6hnDqtdgQibXgo1pSvQnvCQMEX8WWibvzhAv9e4sgYyUNpEzDCseDtoCFMFljicWK13htg4bAVYAtUVp8gImpU3Q/0?wx_fmt=png
根据克拉玛依常压渣油(KLAR)及其悬浮床加氢裂化尾油的主要性质可知，加氢尾油的沥青质含量较高，原料为0.20%，产品已经增加至12.63%；甲苯不容物含量较高，原料为0.00%，产品已经增加至5.66%；残炭含量较高，原料为7.01%，产品已经增加至21.69%；金属含量较高，原料为22ug/g，产品已经增加至5625ug/g。此外，芳烃含量、胶质含量也比原料有所增加。 加氢尾油上述产品性质决定了进一步处理较难。
三、经济效益对比 1)40美金情景 图十一 40美金利润https://w4.sanwen8.cn/mmbiz_png/A6hnDqtdgQibXgo1pSvQnvCQMEX8WWibvzWfCKOne1X978l1dmLkkeYz3k5hK6PeBULHkgkK1ttL6gYuzXaz5qyw/0?wx_fmt=png
2)50美金情景图十二 50美金利润https://w4.sanwen8.cn/mmbiz_png/A6hnDqtdgQibXgo1pSvQnvCQMEX8WWibvz3wrStuukfFCYu5rAMmsWHQUWwpjAdQBUpSQlyFrxlojwHm7ahbavDA/0?wx_fmt=png
3)60美金情景图十三 60美金利润https://w4.sanwen8.cn/mmbiz_png/A6hnDqtdgQibXgo1pSvQnvCQMEX8WWibvzS7LunUvibNCo9Jafcvncup8cJ5ylTCcU3BxEKXoPRaQSAknVAqTuvTA/0?wx_fmt=png
4)70美金情景图十四 70美金利润data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAAEAAAABCAYAAAAfFcSJAAAAAXNSR0IArs4c6QAAAARnQU1BAACxjwv8YQUAAAAJcEhZcwAADsQAAA7EAZUrDhsAAAANSURBVBhXYzh8+PB/AAffA0nNPuCLAAAAAElFTkSuQmCC
根据上表可知，按照40—70美金/桶的不同价格，悬浮床加氢、延迟焦化两种技术的经济效益对比。 在40美金的情景下，两种技术效益相差约0.19亿元/年，但是从投资和利润的关系来看，悬浮床加氢技术每1亿元投资产生0.45亿元的利润，延迟焦化技术每1亿元投资产生0.78亿元的利润。 在50美金的情景下，两种技术效益相差约2.66亿元/年，但是从投资和利润的关系来看，悬浮床加氢技术每1亿元投资产生0.46亿元的利润，延迟焦化技术每1亿元投资产生0.52亿元的利润。 在60美金的情景下，两种技术效益相差约2.60亿元/年，但是从投资和利润的关系来看，悬浮床加氢技术每1亿元投资产生0.21亿元的利润，延迟焦化技术每1亿元投资产生0.08亿元的利润（这个可能是市场原因，下游产品价格未到位）。在70美金的情景下，两种技术效益相差约4.18亿元/年，但是从投资和利润的关系来看，悬浮床加氢技术每1亿元投资产生0.53亿元的利润，延迟焦化技术每1亿元投资产生0.48亿元的利润。 因此，在原油价格为50美金/桶以下的情况下，悬浮床加氢技术竞争力较差，延迟焦化技术竞争力较强，企业建设延迟焦化装置，最快1.26年就可以收回投资；在原油价格为70美金/桶以上的情况下，悬浮床加氢技术竞争力较强，延迟焦化技术竞争力较差，企业建设悬浮床加氢装置，最快1.86年就可以收回投资。
四、存在的主要问题 1）原料中的环烷烃、芳烃含量低，侧链少，裂化的时候生焦的可能小，反之则生焦可能性大。 2）石油中的沥青质、稠环芳烃是生焦前驱体，也是悬浮床技术需要重点解决的。 3）要研究油溶性的催化剂，尤其是研究纳米级别的催化剂是悬浮床加氢催化剂研究的重点，因为油溶性的催化剂容易分散、容易硫化、活性高、抑焦性能好；而固体颗粒催化剂因为尾油含有大量的固体颗粒、催化剂活性低、用量大等等原因，经济性较差。 4）未转化油中的催化剂含量相对较高，尾油中含有大量难以 利用和处理的固体颗粒，严重环境污染；催化剂活性不高，用量大，本身存在严重的技术缺陷，经济效益不明显；固体颗粒容易造成设备磨损，工艺复杂，对设备要求高；影响了其进一步的利用，如果处理不好，装置的经济效益就有下降、技术的竞争力就降低了。 5）每一项技术进行工业放大后成功的标准：运行是否达到设计指标，装置能否实现稳定的长周期运行。
五、小结 悬浮床加氢技术中石油与石油大学联合研究了十多年，中石化也研究是约十六年，但是工业放大的装置仍然没有见报，三聚环保的工业化装置给国内的悬浮床加氢技术行业打了兴奋剂。 1）悬浮床加氢技术的成功与否要看其百万吨装置长周期运行的结果。 2）催化剂是悬浮床加氢技术的核心之一，固体催化剂不如油溶性催化剂，要从经济性考虑采用哪种催化剂。 3）如何处理加氢尾油是一项难题。 4）因此，在原油价格为50美金/桶以下的情况下，悬浮床加氢技术竞争力较差，延迟焦化技术竞争力较强；在原油价格为70美金/桶以上的情况下，悬浮床加氢技术竞争力较强，延迟焦化技术竞争力较差。
参考文献1、 煤焦油重组分甲苯不溶物结构组成及对悬浮床加氢裂化生焦的影响2、 悬浮床渣油加氢未转化油的加工利用3、 煤焦油常压渣油悬浮床加氢裂化生焦特性研究4、 渣油悬浮床加氢用催化剂的研究进展5、 ENI公司悬浮床加氢裂化技术开发历程及经验启示6、 减压渣油悬浮床加氢裂化技术--当代炼油工业的前沿技术7、 轮古稠油与煤焦油混合原料悬浮床加氢裂化研究8、 悬浮床加氢裂化工艺技术经济分析9、EST technology:an advanced way to upgrade the bottom of the barrel10、重油悬浮床加氢尾油溶剂分级处理以及脱渣尾油反应性能的考察
马哥，求一下原文链接 {:1106_382:} 好像现在大家都在搞悬浮床加氢。 谢谢你的介绍 路过学习了！{:1106_362:} 目前很火的煤油共炼也是使用悬浮床
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