加氫裂化工藝簡介

關寶安，丁秀濤，代 旭，李長東，李 濤

加氫裂化工藝簡介

關寶安，丁秀濤，代 旭，李長東，李 濤

（遼陽石化公司煉油廠， 遼寧 遼陽 111003）

加氫裂化使用的催化劑是反應的核心部分，原料油在催化劑的作用下與氫氣反應。隨著催化劑功能的不斷更新，加氫裂化工藝也隨著不斷改進。由早期的單段裂化工藝轉換成中期的兩段加工工藝，直到1990年后開發出更大處理量，更加節能高效的單段串聯一次加工工藝。

加氫裂化； 一段工藝； 二段工藝； 串聯工藝

由于生產目標油品的種類不同，國內外存在不同種類的加氫裂化工藝，有些以生產汽油為主，有些以生產中間餾分油為主[1]。不同的工藝使用不同的流程，催化劑的性質也相差較多。根據生產目的油品不同，使用不同性質的催化劑，所需工藝條件，產品分布和產品質量均有差別[2]。一般根據目的產品收率和質量要求，以及使用催化劑的性能不同或加工不同性質的原料，可分為3種工藝流程，分別為一段、二段和串聯加氫裂化工藝流程。

1 一段加氫流程

一段加氫裂化工藝中，不同功能的催化劑分層填裝在一個反應器中，原料油先經過精制，再經過裂化催化劑生成更種輕質油品[3]。一段加氫裂化工藝通常應用于粗汽油裂化產液化氣，早期也應用于重質餾分油生產中間餾分油，如由常減壓蠟油生產柴油。其原理流程圖如圖1所示。

圖1 一段加氫裂化工藝流程示意圖

以加工勝利油田直溜蠟油餾分（330~490 ℃）為例簡述一段加氫裂化的流程：通過高速離心泵使原料油升壓至16 MPa與新氫及循環氫混合后進入高壓換熱器，與420 ℃左右的反應產物換熱至320~360℃，進入加熱爐至混合原料的溫度為370~450 ℃進入反應器。反應條件為空速1.0 h-1，氫油體積比約2 500。向反應器分層注入冷氫用以控制反應溫度。反應產物經與原料換熱后溫度降至200 ℃，再經進一步的冷卻，溫度降至30~40 ℃之后進入高壓分離器。由于反應產物中存在銨鹽，溫度降至一定程度會溶解析出堵塞管道，一般在空冷器之前注入軟化水溶解銨鹽。循環氫自高壓分離器頂部經循環氫壓縮機升壓后，返回高換入口于原料油混合。高壓分離器底部分離出生成油，進入低壓分離器，壓力減至0.5 MPa，在低分處將富氣送出裝置，做燃料使用，酸性水送去脫硫裝置。生成油經加熱送至穩定塔，在1.0~1.2 MPa下分離出液化氣經塔頂送至脫硫，塔低液體經加熱爐加熱至320 ℃后送人分餾塔，分餾塔進一步將生成油分離，得到輕汽油、航空煤油、低凝柴油和塔低油（尾油），尾油可部分或全部循環回煉，或作為原料油送至柴油精制裝置。一段加氫裂化的操作方案有三種：原料一次通過；尾油部分循環及尾油全部循環。

2 兩段加氫流程

兩段加氫裂化工藝的兩個反應器分屬不同的工段，分別裝有加氫精制和加氫裂化兩種催化劑[4]。原料油首先在一段工序中脫除有機硫、氮、氧化合物和金屬等雜質，并經過除氨后進入二段工序，進行加氫裂化反應。

原料油經高速離心泵升壓后與精制反應器的生成油換熱，換熱后的原料油與新氫和一段循環氫混合進入一段加熱爐中加熱至反應溫度，在加氫精制反應器內進行脫硫、脫氧和脫氮反應，原料中的微量金屬也被脫掉。精制反應采用高加氫活性催化劑，用于脫除難反應的有機氮化合物，精制反應生成物經一段高換器冷卻后進入第一段高壓分離器，高分頂部分離出循環氫，下部分離出精制油。精制油通過脫氨塔脫去NH3和H2S后經二段高速進料泵升壓。升壓后的精制油與二段循環氫混合進入第二段加熱爐，加熱至反應溫度，進入裂化反應器進行加氫、裂解和異構化等反應生成小分子烴類的混合物。反應生成物經冷卻進入二段高分，分離出的生成油經低分進入分餾系統。其示意圖如圖2。

圖2 二段加氫裂化工藝流程示意圖

3 串聯加氫裂化工藝流程

隨著加氫裂化催化劑中的抗氨抗硫分子篩的應用，使串聯流程成為可能。在工藝上開發了直接串聯加氫精制和加氫裂化反應器的反應流程，從中省掉一整套高壓換熱器、高壓離心泵、高壓分離器和大流量循環氫壓縮機等高投資設備，使生產裝置更緊湊，流程大大簡化。

圖3 串聯加氫裂化工藝流程示意圖

與一段加氫裂化工藝相比，在流程上增加一個反應器[5]，第一個反應器進行脫硫、氮、氧化合物和金屬雜質，第二個反應器中使用抗氨型雙功能加氫和裂化催化劑，進行加氫裂化反應，流程如圖3所示。

串聯加氫裂化工藝不僅在餾程上體現出來優勢，在操作上也表現出靈活的特性[6]。根據裂化反應器中所裝填的催化劑類型不同，相應的改變操作條件，可改變不同產品的收率，要么生產中間餾分油，要么生產汽油。在不改變催化劑的情況下，也可單純改變操作溫度，一定程度上改變產品分布。我國80年代新建的加氫裂化裝置，多采用串聯加氫裂化流程。

4 沸騰床與懸浮床加氫裂化工藝

沸騰床反應器最早應用于煤制油工藝，二戰后期，美國石油公司借鑒煤制油沸騰床技術，開發了石油重餾分催化裂化工藝。加氫裂化工藝大多使用固定床催化劑，對渣油裂化無能為力，主要由于催化劑結焦失活過快，每次更換催化劑需要停車，器外再生，運行周期過短。使用沸騰床技術可使原料油、氫氣與催化劑充分接觸，反應完全，并在反應器頂部分離出油氣，結焦的催化劑在反應器底部送到再生器，裝置可同時完成反應與再生，使運行周期大大延長。目前國內正在使用的渣油加氫裂化多是該種工藝，操作溫度一般在400～450 ℃。

懸浮床加氫裂化使用兩套反應器，在高壓氫氣環境下，渣油進入第一套懸浮床反應器內發生熱裂化，生成的油氣與焦粒進入高壓分離器，分離出的清潔氣體進入第二套固定床反應器，進行進一步的加氫裂化或精制，焦粒制成焦炭或燃煤。也有很多石油公司相繼開發使用催化劑進行渣油懸浮床裂化，通過實時分離出結焦的催化劑進行器外再生以改變反應類型，增加液體收率，減少焦粒的產生，但都未實現工業化 。

5 結束語

加氫裂化裝置已成為現代煉油廠必備的加工重質原料油的手段之一，其原料來源多種多樣，可以為直餾蠟油、減壓蠟油、焦化蠟油，甚至為渣油改質裝置出產的脫瀝青渣油。其產品種類也豐富多樣，應根據不同性質的原料或對目的產品的不同需求使用相應合理的加氫裂化工藝，來獲取最高的經濟效益。

［1］喬明．石華信．世界原油供應和煉油工業中長期發展預測[j].國際石油經濟，2009(5)：20—27．

［2］李大東．加氫處理工藝與工程[M]．北京：中國石化出版社，2004：25—40．

［3］張德義．進一步加快我國加氫工藝技術的發展[J]．煉油技術與工程，2008，38(5)：1-5．

［4］CHUNSHAN SONG．An overview of new approaches to deepdesulfurization for uhra—clean gasoline，diesel fuel and jetfuel[J]．Catalysis Today，2003，86(1／4)：21 1-263．

［5］錢錫俊．陳弘．泵和壓縮機[ M ] ．2 版．北京: 中國石油大學出版社，2007：15—20．

［6］王志清. 離心壓縮機的調節與保護[ M ] ．北京: 機械出版社．1983：45—60．

Brief Introduction of Hydrocracking Process

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（Liaoyang Petrochemical Company Refinery, Liaoning Liaoyang 111003,China）

The catalyst used in hydrocracking unit is the core part of the reaction part, and the VGO reacts with hydrogen under action of the catalyst. Along with continuous renewal of the catalyst function, the hydrocracking process was improvedfrom the early single stage cracking process into the two-stage process.In the 1990s, single stage series processing technology with larger processing capacity and more energy efficient was developed.

hydrocracking unit; single stage process; two-stage process; series process

2017-01-19

關寶安（1986-），男，滿族，工程師，吉林省松原市人，2009年畢業于東北石油大學化學工程與工藝專業。

TE 624

A

1004-0935（2017）03-0221-03