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催化裂化（FCC）工艺技术是我国重油深加工最主要的技术之一，在国内炼厂加工流程中一直处于核心位置。据统计，催化裂化加工能力已占到我国原油总加工能力的35%以上。而炼油厂为了追求高的轻油收率和经济效益，许多催化裂化装置（约占总加工能量的一半）都设计为可加工一定比例的劣质减压蜡油（包括CGO、DAO等）和渣油的重油催化裂化装置。如果催化裂化原料中的氮、金属杂质及残碳含量过高，不仅增加了装置的操作苛刻度、加速催化剂的结焦速度、增加再生器的烧焦负荷和催化剂的损耗，而且将使催化汽柴油的质量变得更差；而如果催化进料中的硫含量偏高，则会造成催化汽柴油产品及催化烟气中硫含量过高等问题。
技术特点包括：改善进料的裂化性能，降低FCC操作苛刻度；改善产品分布，提高目的产品选择性；降低干气和焦炭产率；降低目的产品硫含量；减少再生烟气中SOx及NOx含量；使FCC具有加工含硫重油等劣质进料的能力。该技术适用于以高硫VGO、焦化蜡油、脱沥青油为原料的催化裂化装置的加氢予处理。
加氢处理原料对FCC反应过程的影响
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项
目 |
原料脱硫率 |
|
原料加氢处理情况 |
未处理 |
90%HDS |
98%HDS |
99%HDS |
|
密度(20℃) g×
cm-3 |
0.9271 |
0.9090 |
0.9013 |
0.8944 |
|
S m% |
2.6 |
0.25 |
0.06 |
0.02 |
|
N mg×
g-1 |
880 |
500 |
450 |
400 |
|
残炭 m% |
0.4 |
0.25 |
0.1 |
0.1 |
|
Ni+V mg×
g-1 |
1 |
<1 |
<1 |
<1 |
|
产品分布 m% |
|
C3+C4 |
16.3 |
17.6 |
18.7 |
19.9 |
|
全馏份汽油 |
48.3 |
51.5 |
52.5 |
53.6 |
|
柴油(轻循环油) |
16.7 |
15.7 |
15.0 |
14.0 |
|
澄清油 |
9.0 |
6.6 |
5.9 |
5.2 |
|
焦炭 |
5.4 |
5.0 |
4.7 |
4.4 |
|
转化率 v% |
74.3 |
77.7 |
79.1 |
80.8 |
|
主要产品性质 |
|
汽油
RON |
93.2 |
93.0 |
92.9 |
92.7 |
|
MON |
80.5 |
80.8 |
81.1 |
81.0 |
|
柴油十六烷指数 |
25.7 |
25.7 |
26.4 |
26.5 |
|
产品硫含量 mg×
g-1 |
|
汽油 |
3600 |
225 |
55 |
18 |
|
柴油 |
29700 |
3400 |
900 |
300 |
|
澄清油 |
57800 |
11000 |
3000 |
1100 |
|
焦炭 |
30300 |
5700 |
1554 |
516 |
|
SOx
（ml/l） |
2030 |
410 |
120 |
42 |
随着FCC进料硫含量的降低，从产品分布看，目的产品（液化气、汽油和柴油）产率明显增加，而澄清油和焦炭等副产品的产率明显减少；从产品性质看，催化裂化各种产品的硫含量也相应大幅度降低。可见，在当前原油性质日益变差，进口含硫油加工量不断增加的形势下，要继续充分发挥FCC在原油深加工中的重要作用，生产符合环保要求的清洁燃料，一个行之有效的途径就是对FCC原料进行加氢预处理。
在反应总压6.0MPa～8.0MPa，体积空速0.52h-1～1.03h-1等条件下处理上述原料油，脱硫率为93～99％、脱氮率59～73％、脱残碳率77.8～88.5%，明显改善了FCC进料的性质。
劣质减压蜡油加氢处理工业应用及中试结果
|
装置规模 |
工业装置 |
工业装置 |
中试装置 |
|
工艺条件 |
|
|
|
|
反应器入口压力 MPa |
6.0 |
7.0 |
8.0 |
|
催化剂 |
CH-20 |
3966 |
FZC-22/3936 |
|
体积空速 h-1 |
1.03 |
0.81 |
0.52 |
|
氢油体积比 |
1250:1 |
600:1 |
800:1 |
|
油性 |
原料油 |
生成油 |
原料油 |
生成油 |
原料油 |
生成油 |
|
密度(20℃) g×
cm-3 |
0.8919 |
- |
0.9205 |
0.8889 |
- |
- |
|
馏程(ASTM
D-1160) ℃ |
219～491 |
- |
255～558 |
192～556 |
- |
- |
|
硫 mg×
g-1 |
8860 |
400 |
10000 |
61 |
21300 |
1500 |
|
氮 mg×
g-1 |
4502 |
1848 |
3985 |
1144 |
2314 |
830 |
|
碱氮 mg×
g-1 |
1560 |
434 |
－ |
- |
- |
- |
|
残炭 % |
0.09 |
0.02 |
0.61 |
0.07 |
3.09 |
0.55 |
|
脱硫率 % |
95.5 |
99.4 |
93.0 |
|
脱氮率 % |
59.0 |
71.3 |
64.1 |
|
脱残炭率 % |
77.8 |
88.5 |
82.2 |
典型工业重油加氢处理装置原料油性质
|
原料油名称 |
混合油 |
|
密度(20℃) g/cm3 |
0.9268 |
|
馏程(D-1160) ℃ |
|
|
IBP 10% |
322/400 |
|
30%/50% |
431/454 |
|
70%/90% |
495/574 |
|
EBP |
705 |
|
S m% |
2.21 |
|
N mg×
g-1 |
1310 |
|
残炭 m% |
1.57 |
|
金属 mg×
g-1 |
|
|
Fe |
0.15 |
|
Ni |
0.82 |
|
V |
0.79 |
典型工业重油加氢处理装置主要工艺条件
|
催化剂 |
FZC系列/3936 |
|
体积空速 h-1 |
1.0 |
|
氢油体积比(入口) |
800:1 |
|
反应器入口氢分压 MPa |
8.0 |
|
平均反应温度 ℃ |
394.4 |
|
收率 m%（对新鲜进料） |
|
|
NH3+H2S |
2.45 |
|
气体 |
0.96 |
|
<180℃ |
1.76 |
|
180～385℃ |
15.75 |
|
>385℃ |
80.01 |
|
化学氢耗 |
0.93 |
典型工业重油加氢处理装置产品性质
|
馏分 ℃ |
<180 |
180～385 |
>385 |
|
密度(20℃) g/cm3 |
0.7703 |
0.8681 |
0.8877 |
|
馏程 ℃： |
|
|
|
|
IBP/10% |
62/85 |
172/254 |
392/410 |
|
30%/50% |
98/126 |
301/323 |
431/445 |
|
70%/90% |
146/168 |
337/351 |
479/536 |
|
EBP |
183 |
367 |
602 |
|
S mg×
g-1 |
|
～200 |
～350 |
|
N mg×
g-1 |
|
～100 |
～200 |
|
十六烷指数(D4737-96a) |
|
48.8 |
|
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BMCI值 |
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31.9 |
100万吨/年重油加氢处理装置，新建约28000万元，加工费（包括氢气费用）86元/吨原料，可以利用部分旧加氢精制装置的设备。
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