Гидрореакция и гидрокрекинг — консалтинг Куньлунь

Thread Content

Гидрореакция и гидрокрекинг являются основными технологиями для производства чистого топлива; они позволяют нефтеперерабатывающим заводам обладать относительно гибкой производственной мощностью, одновременно соответствуя все более строгим требованиям к качеству нефтепродуктов. В последние годы технологии гидрорегенерации и гидрокракинга сыграли важную роль в помощи нефтеперерабатывающим заводам повысить эффективность переработки, при этом они постоянно совершенствуются. 1) Технология гидрорегенерации сырой нефти. Технология гидрорегенерации сырой нефти на уровне технологического процесса уже считается высокоразвитой. Основной акцент в разработках этой технологии делается на создании новых схем процессов и проектировании новых элементов реакторов, что позволяет повысить активность катализаторов ； Поскольку многие технологические процессы уже достаточно совершенны, инновации в области катализаторов определяют перспективы развития гидрорафинирования традиционных сырьевых нефтей. Среди процессов гидрообработки, уже нашедших промышленное применение, (1) к наиболее распространенным относятся процесс UD-HDS (сверхглубокая гидродесульфурация), разработанный компанией Albemarle и использующий фракционированное нефтяное топливо в качестве сырья ； Технология Prime-G+ (селективное гидроразжижение серы) компании Axens на основе нейтрального нефтяного газа ； Технология Prime-D компании Axens на основе дизельного топлива ； Технология HYDROFINING компании EMRE/KBR ； Технология MQD Unionfining компании UOP, основанная на использовании VGO и фракционированных нефтей (технология совместной переработки для получения максимального количества качественных фракций), позволяет при производстве ULSD также обеспечить соответствие параметров азота, плотности, содержания ароматических веществ и октанового числа установленным стандартам. К таким технологиям относятся UD-HDS и HDAr компании Albemarle ； Prime-D от компании Axens ； FHI и SSHT компании SINOPEC ； Компания Haldor Topsøe использует традиционный процесс гидрогенизации с катализатором NiMo, а также процессы HDS/HDA ； REDAR от компании Shaw/BASF и MQD Unionfining от компании UOP и другие. (3) Процессы декомпрессионной дегидратации, способные повысить текучесть дизельного топлива при низких температурах, включают: CFI от компании Albemarle, MIDW от EMRE/KBR, процесс декомпрессионной дегидратации дизельного топлива от Haldor Topsøe, MOLDew от венгерской компании MOL, Unicracking/DW от UOP и FDW от SINOPEC. (4) К технологиям, способным снизить потребление водорода, относятся: IsoTherming от компании DuPont; процесс предварительной обработки SK HDS, при котором сырая нефть сначала насыщается водородом перед вводом в реактор; а также процедура удаления из сырой нефти, содержащей LCO или CGO, соединений, потребляющих водород, перед её гидрорегенерацией ； Технологии Prime-G+ от компании Axens, SCANfining от компании EMRE и Selectfining от компании UOP. Что касается катализаторов, используемых в промышленности для гидрореформинга обычных сырьевых нефтей, то их можно разделить на следующие категории: катализаторы для гидрореформинга нефтяного газа/фракционированной нефти/восковой нефти ； Катализатор для селективного гидродесульфурирования бензина FCC ； Катализатор предварительной обработки FCC, исключающий необходимость в постобработке бензина ； Катализатор для предварительной обработки в ходе гидрокракинга ； Катализатор для гидрорафинирования более тяжелых сырьев ； Катализатор для дегидроотпечатки дизельного топлива ； защитный агент ； 2) Технология гидрокракинга обычной сырой нефти. В настоящее время установки для гидрокракинга обладают более высокой способностью к переработке нефти низкого качества по сравнению с прошлым. Они позволяют получать больше дизельного топлива, соответствующего стандартам конечного продукта. В то же время продукт, получаемый в результате каталитического кракинга, требует дальнейшей обработки для соответствия все более строгим стандартам качества дизельного топлива. Поэтому процесс гидрокракинга постепенно становится более эффективным способом преобразования, чем процесс каталитического кракинга. В промышленно используемых процессах гидрокракинга: (1) одноэтапный и двухэтапный циклы являются наиболее распространенными схемами процессов гидрокракинга. Выборочность и реактивность двухэтапных циклических схем превосходят аналогичные показатели у одноэтапных циклических схем. Как правило, двухэтапные циклы более подходят для крупных установок гидроразкисления, целью которых является полная конверсия сырья, причем они способны обрабатывать сырое масло с высоким содержанием азота ； Устройства с одним сегментом являются предпочтительным вариантом для нефтеперерабатывающих заводов, у которых ограничены инвестиционные расходы. (2) Схема гидрокракинга, способная работать при более низких условиях (например, при более низком давлении, температуре и расходе водорода), позволяет по сравнению с традиционной схемой гидрокракинга с одноэтапным циклом получать такой же или даже более высокий уровень выхода фракционного масла при более низком давлении, температуре катализатора и расходе водорода. (3) Технологии частичной гидрокракинговой конверсии, способные повысить гибкость процессов водородирования на нефтеперерабатывающих заводах, включают: технологию оптимизированной частичной конверсии (OPC) компании Chevron Lummus Global и технологию селективного этапирования (Selective Staging), а также технологию этапированной частичной конверсии (SPC) компании Haldor Topsøe ； Продвинутый процесс преобразования компании UOP Unicracking (APCU) ； (4) Процесс гидрокрекинга, позволяющий эффективно снизить потребление водорода ； (5) Технология гидрокрекинга, позволяющая преобразовывать LCO в компоненты, пригодные для использования в смесях дизельного топлива. Что касается катализаторов для гидрокракинга, то в промышленном использовании находятся катализаторы, в которых активный металл нанесен на кислый носитель. Большинство металлов состоит из Пт, Pd, Ni, Mo, Co, W и т. д. В некоторых катализаторах также добавляются органические вспомогательные вещества (например, B, P или Si) для повышения активности и селективности ； Носителем может быть молекулярный сито и/или аморфный материал; катализаторы с молекулярным ситом в качестве носителя способствуют производству бензина путем гидрокракинга, тогда как катализаторы с аморфным материалом в качестве носителя способствуют получению большего количества дизельного топлива. 3) Технология гидрореформинга нефтяных фракций: по мере увеличения тяжести сырой нефти и роста спроса на высококачественную продукцию, нефтеперерабатывающие предприятия сталкиваются с задачей сохранения прибыльности в условиях изменчивого рынка. Гидрореформинг нефтяного гудра является одним из лучших промышленных способов на нефтеперерабатывающих заводах для преобразования такого сырья в продукты высокого качества и высокой ценности. При этом происходит преобразование HDM, HDN, HDS, а также удаление коксующегося остатка и асфальтенов. По сравнению с традиционными методами гидрореформинга, при гидрореформинге нефтяного гудра температура и давление в процессе выше, в связи с чем увеличиваются затраты на строительство оборудования и операционные расходы. Прогресс в технологии гидрорегенерации нефтяного гудра проявляется прежде всего в усовершенствованиях процесса, катализаторов и конструкции реакторов. С точки зрения технологий, в промышленном масштабе уже реализованы процессы гидрообработки нефтяного грязевого фракта; к ним относится, в частности, технология Hyvahl компании Axens ； Технология RDS/VRDS компании Chevron Lummus Global ； Технология переработки остаточных продуктов компании ExxonMobil ； Технология гидродесульфуризации нефтяного грязи SROH от Shell Global Solutions ； Технология RCD Unionfining от UOP ； Что касается катализаторов, то промышленно используемые катализаторы получают путем нанесения оксидов Co, Mo, Ni или W на носители Al2O3, SiO2 или SiO2/Al2O3. Для достижения необходимой степени преобразования и соответствия требованиям к конечному продукту необходимо оптимизировать активность катализатора, размер частиц, диаметр и распределение пор, селективность и форму. Компании, способные поставлять катализаторы для гидрореформинга промышленного нефтяного гудра, в основном включают Catalysts and Chemicals Industries, Criterion Catalysts & Technologies, Haldor Topsøe и Sinopec. Что касается реакторов, то для процесса гидрогенизации нефтяного фракта могут использоваться реакторы с твердым слоем, кипящим слоем, подвижным слоем и пастообразным слоем. Выбор конкретного типа реактора определяется в основном характеристиками исходной нефти и требуемыми свойствами готового продукта. В некоторых технологиях для оптимизации процесса обработки используется схема комбинированных реакторов (например, фиксированный слой + подвижный слой). Некоторые технологии предусматривают установку реакторов-защитных слоев перед реактором HDS для удаления большей части металлов и асфальтенов из нефти с высоким содержанием смол, что способствует предотвращению преждевременной деградации катализатора HDS в последующих этапах обработки. 4) Технология гидроразклачивания нефтяного гудра. Во многих регионах мира имеются значительные запасы нестандартной тяжелой нефти. Технология гидроразклачивания нефтяного гудра будет играть важную роль в преобразовании этих сырьевых материалов в продукты высокой ценности. Технология гидрокракинга нефтяного гудра может использоваться для получения подходящего сырья для процесса FCC (для производства бензина), а также высококачественного дизельного топлива с чрезвычайно низким содержанием серы. В уже развитых технологиях гидроразклачивания нефтяного гудра в качестве реакторов используются реакторы с фиксированным слоем или с кипящим слоем. Типичной технологией с фиксированным слоем является процесс гидрокракинга нефтяного гудра HYCON от компании Shell Global Solutions. Благодаря возможности постоянного добавления свежего катализатора и удаления избыточного катализатора, реактор с кипящим слоем позволяет перерабатывать сырую нефть с высоким содержанием металлов. Типичный процесс гидрокракинга нефтяного гудра в котле с бурлящим слоем включает: (1) H-Oil от компании Axens ； (2) Технологии LC-FINING и LC-MAX в CLG ； (3) Технология HCAT компании Headwaters ； (4) Технология STRONG, совместно разработанная Исследовательским институтом Sinopec и Лоянским институтом ； Самый серьезный недостаток как технологии фиксированного слоя, так и технологии кипящего слоя заключается в снижении стабильности нефтяного остатка при высоком уровне конверсии, что ограничивает максимально достижимый уровень конверсии. Поэтому разработка новой технологии гидроразклачивания нефтяного фракта с использованием пастообразного слоя является одним из ключевых направлений развития этой отрасли в последние годы. Однако технология гидрокрекинга в пастообразном слое пока ещё не была внедрена в промышленную практику. Основными вариантами такой технологии являются: (1) технология VCC компании BP/KBR ； (2) EST компании Eni ； (3) HDHPLUS компании PDVSA ； (4) Uniflex от компании UOP ； (5) Технология RMD от Научно-исследовательского института нефти Sinopec.