Buen artículo y detallado‖ Descripción general y principios del proceso de la unidad de hidrogenación de aceite residual, ¡vale la pena recopilarlo!

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1. Descripción general de la instalación 1. Introducción a la instalación La escala nominal de la instalación es de 1,7 millones de toneladas/año y las horas de funcionamiento anuales son de 8.000 horas. La instalación es para el oleoducto Shengli, Omán (4: 6) Se utiliza como materia prima una mezcla de aceite residual de vacío, aceite de cera pesada de primera destilación y aceite de cera coque de petróleo crudo mixto. La fuente de hidrógeno es el hidrógeno producido por la unidad de producción de hidrógeno. Después de la reacción de hidrogenación catalítica, se eliminan impurezas como azufre, nitrógeno y metales, y el contenido de carbono residual se reduce para proporcionar materias primas para la unidad de craqueo catalítico de petróleo pesado. Al mismo tiempo, se produce algo de diésel y se produce como subproducto una pequeña cantidad de nafta y gas seco. La flexibilidad operativa del dispositivo es del 60% al 110%. Este dispositivo se compone principalmente de una parte de materia prima, una parte de reacción (incluido un compresor de hidrógeno nuevo, un compresor de hidrógeno en circulación, una parte de desulfuración de hidrógeno en circulación), una parte de fraccionamiento y una parte de ingeniería pública. El dispositivo está dispuesto en el lado norte del área de la nueva fábrica, cubriendo un área de 83×196=16268 metros cuadrados, y el dispositivo de producción de hidrógeno de soporte está en el lado este. 2. Características técnicas Para evitar que el reactor sea bloqueado por partículas sólidas en la alimentación y cause una caída excesiva de presión en el reactor, lo que afectaría el funcionamiento a largo plazo del dispositivo, se instala un filtro de retrolavado automático para las materias primas del dispositivo y las materias primas de aceite de cera coque para eliminar partículas sólidas de más de 25 micrones. Para evitar que el aceite de materia prima, el líquido de amina pobre y la inyección de agua de reacción entren en contacto con el aire, lo que provoca que parte de las materias primas se oxiden para formar polímeros y coloides, provocando incrustaciones en el sistema y afectando el funcionamiento del catalizador, el sistema de inyección de aceite de materia prima, líquido de amina pobre y agua de reacción se sella con gas seco o nitrógeno. Inyecte un agente antical en el aceite crudo para ralentizar la incrustación del aceite crudo y mejorar la eficiencia del intercambio de calor. La contaminación del aceite de alimentación en la unidad de hidrogenación provoca una rápida disminución en el coeficiente de transferencia de calor del intercambiador de calor del aceite de alimentación, lo que resulta en un aumento en la carga de enfriamiento del efluente de reacción y la carga del horno de calentamiento de reacción. En casos severos, el ciclo de operación se acortará. Al mismo tiempo, durante el período de parada, también se reduce la carga de trabajo de mantenimiento del intercambiador de calor y otros equipos. El reactor adopta una configuración de lecho único, que es fácil de cargar y descargar el catalizador, especialmente la descarga del catalizador. Según la experiencia de producción in situ de dispositivos similares, es difícil descargar el catalizador del reactor, por lo que el reactor de este dispositivo está montado en un solo lecho. Para recuperar completamente la energía, se instala una turbina hidráulica entre el separador caliente de alta presión y el separador caliente de baja presión para accionar la bomba de alimentación de hidrogenación. Una de las bombas es impulsada por una turbina hidráulica y un motor asíncrono a prueba de explosiones, y la otra es impulsada únicamente por un motor asíncrono a prueba de explosiones. La parte de reacción adopta un proceso térmico de alta eficiencia, que no solo reduce el consumo de energía, sino que también ahorra área de intercambio de calor. El aceite crudo adopta una red de intercambio de calor con escoria constante, separación de gases calientes y aceite generado por reacción para aumentar la temperatura de entrada del horno de calentamiento de alimentación de reacción, reducir la carga del horno de calentamiento, mejorar la utilización de energía y reducir el consumo de energía del dispositivo. La parte de reacción adopta un esquema de mezcla de hidrógeno frente al horno para mejorar la eficiencia del intercambio de calor y reducir el grado de coquización. Para hacer que la distribución de la temperatura de la reacción sea razonable y evitar que la temperatura del reactor sea demasiado alta y dañe el catalizador, se utiliza hidrógeno de extinción para ajustar la temperatura de entrada de cada reactor para garantizar el funcionamiento a largo plazo del dispositivo. Para evitar que el H2S y el NH3 generados durante el proceso de hidrogenación formen cristales de NH4HS a una determinada temperatura y los depositen en el haz de tubos enfriados por aire, provocando un aumento en la caída de presión del sistema, se inyecta agua desoxigenada antes de que el efluente de la reacción ingrese al enfriador de aire. Instalar una torre de desulfuración de hidrógeno circulante para reducir la corrosión de equipos y tuberías y mejorar la pureza del hidrógeno circulante. La parte de fraccionamiento adopta un proceso de doble torre. La torre de extracción de desulfuro de hidrógeno se extrae con vapor sobrecalentado de 3,5 MPa y la torre de fraccionamiento del producto se calienta mediante un horno de calentamiento de alimentación. La torre de fraccionamiento está equipada con reflujo en la sección media para generar vapor a baja presión, lo que reduce la carga de enfriamiento en la parte superior de la torre y mejora la utilización de energía. Se instala una instalación de inyección de inhibidor de corrosión en la parte superior de la torre de extracción de sulfuro de hidrógeno para reducir la corrosión del sistema aéreo causada por el sulfuro de hidrógeno en el efluente aéreo. El proceso de intercambio de calor del dispositivo se optimiza, la energía se utiliza paso a paso y el producto de escoria suele ser rico en energía para generar vapor a baja presión. Para garantizar la seguridad de los catalizadores, los equipos de alta presión y los operadores, se proporcionan instalaciones de alivio de presión de emergencia en la tubería de entrada del compresor. 2. Principio del proceso Debido a factores como recursos petroleros limitados, petróleo crudo más pesado y peor, mayor demanda de destilados medios y regulaciones ambientales cada vez más estrictas, la tecnología de aligeramiento de petróleo residual continúa desarrollándose. El petróleo residual después del hidrotratamiento se envía a una unidad de craqueo catalítico para su procesamiento y producir una gran cantidad de petróleo ligero calificado. El aceite residual al vacío es el aceite con mayor densidad y mayor contenido de impurezas después del procesamiento del petróleo crudo. Contiene una cantidad considerable de metales, azufre, nitrógeno, residuos de carbono y otras sustancias. Los metales impuros y el nitrógeno harán que los catalizadores de los dispositivos posteriores pierdan actividad, lo que afectará gravemente el ciclo de producción de los dispositivos posteriores. ； El sulfuro corroerá los equipos y las tuberías de los equipos de producción. ； Durante el procesamiento profundo de la unidad de craqueo catalítico en la unidad aguas abajo, el residuo de carbono es extremadamente inestable y puede coquearse fácilmente, lo que afecta el funcionamiento a largo plazo de la unidad de craqueo catalítico. ； Agregar aceite de cera pesada al vacío y aceite de cera de coque a las materias primas del dispositivo puede reducir eficazmente la viscosidad y el contenido de impurezas de la alimentación de aceite residual, lo que es beneficioso para la reacción de hidrogenación catalítica y el funcionamiento y funcionamiento a largo plazo del dispositivo. Este dispositivo adopta un proceso de hidrogenación en lecho fijo. En condiciones apropiadas de temperatura, presión, relación hidrógeno-aceite y velocidad del aire, el petróleo crudo y el hidrógeno reaccionan bajo la acción de un catalizador para convertir las impurezas del petróleo, concretamente azufre, nitrógeno y óxidos, en el correspondiente H2S, que es fácil de eliminar. Se eliminan el NH3 y el H2O y las impurezas de metales pesados ​​reaccionan con el H2S para formar sulfuros metálicos que se depositan sobre el catalizador. Los hidrocarburos aromáticos de anillo condensado y algunos hidrocarburos insaturados se hidrogenan y saturan para producir aceite de alimentación calificado para dispositivos posteriores, y algo de diésel y nafta son subproductos. Durante el proceso de hidrotratamiento del aceite residual se producen muchas reacciones químicas, que además son muy complejas. Sin embargo, se producen principalmente las siguientes reacciones:: 1) Reacción de hidrodesulfuración 2) Reacción de hidrodesmetalización 3) Reacción de hidrodesnitrificación 4) Reacción de hidrodescarbonización 5) Reacción de hidrodesoxigenación 6) Reacción de saturación aromática 7) Reacción de saturación de olefinas 8) Reacción de hidrocraqueo 9) Reacción de coquización por condensación 1. Reacción de hidrodesulfuración (HDS) La reacción de hidrodesulfuración del aceite residual es la reacción química más importante que ocurre durante el aceite residual hidrotratamiento. Bajo la acción de catalizadores e hidrógeno, diversos compuestos que contienen azufre se convierten en hidrocarburos libres de azufre y H2S mediante la reacción de hidrodesulfuración. Los hidrocarburos permanecen en el producto, mientras que el H2S se elimina de los reactivos. La mayor parte del azufre del petróleo crudo se encuentra en el petróleo residual. El azufre en el petróleo residual se distribuye principalmente en aromáticos, gomas y asfaltenos, y la mayor parte del azufre existe en forma de tiofeno y derivados de tiofeno. El enlace CS de esta macromolécula se rompe mediante una reacción de hidrogenolisis, convirtiendo S en H2S. Tomando como ejemplos el tiofeno y el benzotiofeno, la fórmula de la reacción de hidrodesulfuración es:: El azufre presente en los no asfaltenos es más fácil de eliminar en condiciones de hidrogenación y puede alcanzar una mayor profundidad de conversión. Sin embargo, el azufre presente en los asfaltenos es difícil de eliminar debido a la estructura macromolecular de los asfaltenos. Por lo tanto, la tasa de desulfuración del proceso de hidrodesulfuración de petróleo residual tiene un cierto límite. La reacción de desulfuración es una reacción fuertemente exotérmica y el calor de reacción es de aproximadamente 550 kcal/m3. El consumo de hidrógeno se debe a que la reacción de desulfuración tiene el mayor grado de conversión entre varias reacciones de hidrogenación, por lo que contribuye más al calor total de reacción en el reactor. 2. Reacción de hidrodesmetalización (HDM) La mayoría de los metales en varios petróleos crudos existen en el petróleo residual. Aunque el contenido de metales (principalmente Ni, V, etc.) en el aceite residual es muy pequeño, sólo del orden de partes por millón, puede envenenar y desactivar fácilmente los catalizadores HDS, HDN y FCC de forma permanente. Por lo tanto, se deben eliminar trazas de compuestos metálicos en la materia prima del petróleo residual. La reacción de hidrodesmetalización del aceite residual es también una de las reacciones químicas importantes que se produce durante el hidrotratamiento del aceite residual. Bajo la acción de un catalizador, varios compuestos metálicos reaccionan con H2S para formar sulfuros metálicos. Los sulfuros metálicos generados se depositan entonces sobre el catalizador y se eliminan. Los metales Ni y V en el petróleo residual existen principalmente en forma de compuestos de porfirina y asfaltenos (como se muestra en la Figura 2-1). Las estructuras de estos dos compuestos son bastante complejas. En esta estructura macromolecular no sólo contienen metales, sino también impurezas como S y N. Los compuestos de Ni y V sufren principalmente hidrogenación e hidrogenólisis durante la reacción de hidrogenación y finalmente se depositan sobre las partículas del catalizador en forma de sulfuros metálicos. El sulfuro de Ni metálico tiene una gran capacidad para penetrar las partículas de catalizador y se deposita de manera relativamente uniforme dentro y sobre la superficie exterior de las partículas de catalizador. El sulfuro del metal V tiene una capacidad relativamente débil para penetrar las partículas de catalizador y se deposita principalmente cerca de los poros y las superficies exteriores de las partículas de catalizador. Cuando los sulfuros metálicos se depositan dentro de las partículas del catalizador, tendrán dos efectos negativos:: Una es envenenar el centro activo del catalizador, pero este efecto de envenenamiento no es tan grave como estimamos. ； El segundo es obstruir los microporos del catalizador y limitar la difusión de los reactivos en los microporos, lo que resulta en una reducción de la actividad de reacción aparente. Cuando se deposita sulfuro metálico en la superficie exterior del catalizador, por un lado, bloquea los microporos del catalizador y, por otro lado, reduce la porosidad del lecho del catalizador, lo que finalmente conduce a un aumento en la caída de presión del lecho. Cuando el sulfuro metálico se distribuye de manera desigual en el espacio del lecho, la caída de presión del lecho aumenta más rápido. Figura 2-1 Diagrama esquemático de la estructura de los asfaltenos medida mediante el método 3 de difracción de rayos X. Reacción de hidrodesnitrificación (HDN) Aproximadamente del 70 % al 90 % del nitrógeno del petróleo crudo existe en el petróleo residual, y aproximadamente el 80 % del nitrógeno del petróleo residual se concentra en coloides y asfaltenos. La mayor parte del nitrógeno existe en forma de estructuras cíclicas. Compuestos de nitrógeno en el aceite residual Se puede dividir en dos categorías: básicos y no básicos. Los compuestos nitrogenados no básicos típicos incluyen pirrol, indol y carbazol. Los compuestos nitrogenados básicos típicos incluyen piridina, quinolina, acridina, dibenzoacridina, etc. Su fórmula estructural es la siguiente: Durante el proceso de hidrogenación del aceite residual, se hidrogenan diversos compuestos que contienen nitrógeno para generar amoníaco e hidrocarburos bajo la acción de catalizadores. El amoníaco se elimina del producto de reacción, mientras que los hidrocarburos permanecen en el producto. La principal fórmula de reacción del proceso de hidrodesnitrificación es la siguiente:: Para eliminar el nitrógeno de su compuesto, se debe romper el enlace CN, y la energía necesaria para romper el enlace CN es mucho mayor que la energía necesaria para romper el enlace CS. Por lo tanto, la reacción de hidrodesnitrificación del aceite residual es difícil de llevar a cabo y su tasa de eliminación es menor que la tasa de desulfuración. Al mismo tiempo, se requiere que el catalizador HDN sea altamente ácido, pero cuando el catalizador es demasiado ácido, puede causar fácilmente una reacción de coque violenta y envenenar el centro activo del catalizador. La reacción de hidrodesnitrificación del aceite residual también es una reacción fuertemente exotérmica. El calor de reacción es de aproximadamente 650 kcal/m3 y el consumo de hidrógeno es de aproximadamente 650 kcal/m3. Sin embargo, debido a su bajo grado de reacción, su contribución al calor total de la reacción no es tan alta como la de la reacción de desulfuración. 4. Reacción de hidrogenación y eliminación de carbono (HDCR) La reacción de hidrogenación y eliminación de carbono también es una reacción importante en el proceso de hidrogenación del aceite residual. La tasa de conversión del carbono residual es un indicador importante del proceso de hidrogenación del aceite residual. A diferencia de impurezas como S, N y metales, la cantidad de residuos de carbono en el petróleo representa la tendencia a la coquización de los componentes de alto punto de ebullición en el petróleo, como los hidrocarburos aromáticos policíclicos, coloides y asfaltenos durante el procesamiento, y generalmente se expresa mediante el valor de residuos de carbono. Según análisis químicos, los hidrocarburos aromáticos de cinco anillos y condensados ​​con más de cinco anillos son precursores para generar residuos de carbono. Los coloides y asfaltenos en el petróleo residual tienen los valores más altos de residuos de carbono, lo que es consistente con el hecho de que los coloides y asfaltenos contienen una gran cantidad de hidrocarburos aromáticos de anillo condensado e hidrocarburos aromáticos heterocíclicos. Durante la reacción de hidrogenación del aceite residual, los hidrocarburos aromáticos del anillo condensado, que son los precursores del residuo de carbono, se hidrogenan y saturan gradualmente, y el grado de anillo fusionado disminuye gradualmente. Algunos de ellos se convierten en hidrocarburos aromáticos con menos de cinco anillos y ya no son precursores de residuos de carbono. 5. Reacción de hidrodesoxigenación (HDO) Los compuestos orgánicos que contienen oxígeno en las fracciones del petróleo incluyen principalmente fenoles (derivados de fenol y naftol) y compuestos heterocíclicos con anillos de oxígeno (derivados de furano). Además, existen pequeñas cantidades de alcoholes, ácidos carboxílicos y compuestos similares. Los alcoholes, ácidos carboxílicos y compuestos similares se hidrodesoxigenan fácilmente para generar los correspondientes hidrocarburos y agua, mientras que los compuestos de ácidos carboxílicos se descarboxilan o el grupo carboxilo se convierte en un grupo metilo en condiciones de reacción de hidrogenación. La hidrodesoxigenación de fenoles incluye hidrodesoxigenación directa o hidrogenación y saturación del anillo primero y luego hidrodesoxigenación. El proceso de reacción de hidrodesoxigenación de compuestos policíclicos de dibenzofurano que contienen oxígeno es similar al proceso de reacción de hidrodesulfuración de compuestos de dibenzotiofeno policíclicos que contienen azufre. Puede hidrogenarse y desoxigenarse directamente, o puede desoxigenarse después de la hidrogenación y saturación del anillo. 6. Reacción de saturación por hidrogenación de hidrocarburos aromáticos. La reacción de saturación de hidrogenación de hidrocarburos aromáticos del aceite residual es principalmente la hidrogenación de hidrocarburos aromáticos de anillo condensado. Este tipo de reacción es el tipo de reacción más difícil entre todas las reacciones de hidrogenación en el proceso de hidrotratamiento de aceite residual. Los hidrocarburos aromáticos monocíclicos son más difíciles de hidrogenar y saturar. Tomando como ejemplo la reacción de hidrogenación y saturación de naftaleno y fenantreno, la fórmula de la reacción y las constantes de equilibrio químico a 327°C y 427°C son:: http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/35JHtweQnntuvGKt9kw95ia9GCLhroeYZj06yh5YQk0sjO1wl3miblr6c32n5IZVGQW9922bMuB1GYlJMPsib59aw/0?wx_fmt=jpeg Las características de la reacción de hidrogenación de hidrocarburos aromáticos de anillo condensado son:: (1) La hidrogenación y la saturación se llevan a cabo anillo por anillo, y la dificultad de la hidrogenación aumenta anillo por anillo. ； (2) La reacción de hidrogenación de cada anillo es una reacción reversible y está en equilibrio. ； (3) La profundidad de hidrogenación de los hidrocarburos aromáticos condensados ​​a menudo está limitada por el equilibrio químico. ； (4) Si hay sustituyentes unidos al anillo de benceno, la hidrogenación y saturación de los hidrocarburos aromáticos será más difícil y, a medida que aumente el número de sustituyentes, la hidrogenación y saturación de los hidrocarburos aromáticos serán cada vez más difíciles. A una presión parcial de hidrógeno más alta y una temperatura de reacción más baja, el equilibrio químico de la reacción de saturación de hidrogenación de hidrocarburos aromáticos se desplaza hacia la derecha, lo que favorece el progreso de la reacción de saturación de hidrogenación de hidrocarburos aromáticos. Por el contrario, a una presión parcial de hidrógeno más baja y una temperatura de reacción más alta, el equilibrio químico saturado de los hidrocarburos aromáticos se desplaza hacia la izquierda, lo que favorece la reacción de deshidrogenación y condensación de los naftenos para formar hidrocarburos aromáticos policíclicos, que a su vez se condensan para formar coque, que se deposita en el catalizador, reduciendo la actividad del catalizador. Por lo tanto, durante el proceso de hidrotratamiento del aceite residual, intente mantener una presión parcial de hidrógeno alta y, al mismo tiempo, la temperatura del catalizador HDN no debe ser demasiado alta para facilitar la hidrogenación y saturación de los aromáticos. 7. Reacción de saturación de hidrogenación de olefinas. En todas las reacciones de hidrotratamiento de petróleo residual, la velocidad de reacción es relativamente rápida, solo superada por la velocidad de reacción de hidrodesmetalización. A la temperatura de la reacción de hidrodesulfuración, la reacción de hidrogenación de olefinas básicamente alcanza la saturación completa. La fórmula típica de la reacción de saturación de hidrogenación de olefinas es la siguiente: http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/35JHtweQnntuvGKt9kw95ia9GCLhroeYZceTVmQxrcm5PKDgCH9htKLC8wDIWqP0aZ1icKojTSROeCFl6lOawlXw/0?wx_fmt=jpeg La saturación de hidrogenación de olefinas es una reacción fuertemente exotérmica, pero debido al bajo contenido de olefina en el aceite residual, aunque la reacción de hidrogenación de olefinas es rápida y tiene un calor de reacción alto, no contribuye mucho al calor de reacción total. 8. Reacción de hidrocraqueo El hidrocraqueo es una reacción que convierte moléculas de hidrocarburos más grandes en la alimentación en moléculas pequeñas en presencia de hidrógeno y catalizadores. Tomando como ejemplo alcanos y olefinas, la fórmula típica de la reacción de hidrocraqueo es:: CnH2n+2+2 H2 CmH2m+2 + Cn-mH2(nm)+2CnH2n + 2H2 CmH2m+2 + Cn-mH2(nm)+2 El alcance de la reacción de hidrocraqueo se mide por la tasa de conversión. En condiciones normales de operación, la tasa de conversión de petróleo residual es del 30% al 38%, produciendo principalmente VGO, seguido por diésel y un pequeño porcentaje de nafta y gas. La reacción de hidrocraqueo es una reacción exotérmica y el calor de reacción es de aproximadamente 450 kcal/m3, lo que consume hidrógeno y contribuye significativamente al calor total de la reacción. La tasa de conversión aumenta con el aumento de la temperatura de reacción, pero al final de la operación, debido a una severa desactivación del catalizador, este efecto de calentamiento se debilitará. Además, el hidrocraqueo a altas temperaturas intensifica la reacción de coquización en el catalizador y provoca la inversión de la reacción de saturación aromática, lo que no favorece las reacciones de desnitrificación y desulfuración, por lo que el rango de aumento de temperatura es limitado. 9. Reacción de coquización de condensación Durante el proceso de hidrogenación del aceite residual, a medida que se desarrollan diversas reacciones, se producirá un cierto grado de reacción de coquización de condensación. El coque se deposita en las superficies exterior e interior de las partículas del catalizador, provocando envenenamiento y desactivación del catalizador. La deposición de carbono sobre el catalizador se produce principalmente dentro de los 15 días posteriores a que se completa la presulfidación del catalizador y se cambia la materia prima del petróleo residual. Los depósitos de carbón en el catalizador tenderán a estabilizarse durante las ejecuciones posteriores. Por lo tanto, cuando se pone en marcha la unidad de hidrogenación de aceite residual y se cambian las materias primas, se debe hacerlo lentamente para aprovechar al máximo la actividad y estabilidad del catalizador. 10. Características del proceso de hidrogenación de aceite residual. Se estudió y resumió el proceso de hidrogenación de aceite residual en lecho fijo, y se resumieron las siguientes características.: En primer lugar, existen diferencias en diferentes lechos de reacción o diferentes partes del mismo lecho. 1) La reacción de hidrotratamiento es una reacción exotérmica. En los reactores industriales se produce un aumento de temperatura en el mismo lecho, es decir, la temperatura de reacción en la parte inferior del lecho es mayor. 2) Las sustancias fácilmente reactivas reaccionan primero en la parte superior del lecho o en el primer lecho, mientras que las sustancias de difícil reacción reaccionan en la parte inferior del lecho o en los lechos siguientes. 3) La concentración de reactivos en la parte superior del lecho es mayor, mientras que la concentración de reactivos en la parte inferior del lecho es menor. Es decir, la conversión de reacción en la parte superior del lecho es mayor y la carga es mayor. 4) La reacción de hidrotratamiento consume hidrógeno para generar sulfuro de hidrógeno y amoníaco, por lo que las concentraciones de H2, H2S y NH3 en la parte superior e inferior del lecho son diferentes. En segundo lugar, el aceite residual contiene una gran cantidad de impurezas y componentes no ideales. Su peso molecular promedio es grande y la viscosidad es alta, lo que resulta en un bajo rendimiento de la reacción y una fácil desactivación del catalizador. Por lo tanto, las condiciones operativas del proceso de hidrotratamiento de aceite residual son duras, con alta presión y temperatura y baja velocidad espacial. En tercer lugar, el petróleo residual genera más sólidos como coque y sulfuros metálicos durante el hidrotratamiento en lecho fijo. La deposición de estos sólidos en el lecho hará que la diferencia de presión del lecho aumente hasta alcanzar el límite de diseño y el dispositivo se vea obligado a apagarse. Cuarto, el proceso de hidrotratamiento de aceite residual debe adoptar una tecnología de llenado con combinación de catalizadores. 11. Catalizador de hidrogenación de aceite residual 1) Composición y principio del catalizador 2) Embalaje combinado de catalizador (CCS) 3) Catalizador de protección 4) Catalizador de desmetalización 5) Catalizador de desulfuración 6) Catalizador de desnitrificación 7) Impacto de los cambios de calidad del catalizador durante el uso en los métodos de producción y ajuste 8) El proceso de manipulación del catalizador nuevo 9) Desactivación del catalizador 12. Principales factores que afectan la hidrogenación del aceite residual El propósito de determinar y Ajustar los parámetros del proceso es convertir las materias primas en productos calificados. Un cambio en un parámetro del proceso a menudo desencadena el ajuste de varios otros parámetros, por lo que es importante comprender la interacción entre varios parámetros del proceso y el impacto en las propiedades del producto. 1) Propiedades del aceite crudo 2) Presión de reacción 3) Presión parcial de hidrógeno 4) Cantidad de alimentación 5) Hidrógeno circulante 6) Temperatura de reacción 3. Breve descripción del flujo del proceso 1. El aceite crudo mezclado en la parte de reacción ingresa al tanque intermedio de aceite crudo V101 bajo el control en cascada del nivel de líquido y el caudal. El aceite crudo sale por el fondo del tanque intermedio de aceite crudo V101. Después de ser impulsado por la bomba de refuerzo de aceite crudo P101, ingresa a la sección de fraccionamiento y ingresa al intercambiador de calor de aceite residual hidrogenado/aceite crudo E101A/B/C/D para intercambiar calor con el aceite residual hidrogenado. Luego ingresa al filtro de aceite crudo SR101 para eliminar impurezas mayores a 25 μm en el aceite crudo. El aceite crudo filtrado ingresa al tanque intermedio de aceite crudo filtrado V102. Después de que el aceite crudo sale del fondo de V102, es impulsado por la bomba de alimentación de hidrogenación P102. El aceite crudo potenciado se mezcla con la mezcla de hidrógeno precalentada por E104 y luego precalentada por el intercambiador de calor de gas altamente fraccionado caliente/alimentación mixta E103 y el intercambiador de calor de efluente de reacción/alimentación de reacción E102. Luego ingresa al horno de calentamiento de reacción F101 y se calienta a la temperatura requerida para la reacción. Luego ingresa al primer reactor R101. La temperatura de entrada del primer reactor se controla ajustando la cantidad de combustible del horno de calentamiento de alimentación de reacción. Luego ingresa a los otros tres reactores R102, R103 y R104 en secuencia para realizar reacciones de hidrogenación catalítica para eliminar azufre, nitrógeno, metales, etc. La temperatura de entrada de cada reactor se controla ajustando la cantidad de hidrógeno frío inyectado en la tubería entre los reactores. El producto de reacción que sale de R104 pasa a través del intercambiador de calor E102 de efluente de reacción/alimentación de reacción y luego ingresa al separador caliente de alta presión V103. El efluente de la reacción se separa en gas y líquido en el separador caliente de alta presión V103. El gas caliente altamente fraccionado que sale de la parte superior es intercambiado por el intercambiador de calor de gas caliente altamente fraccionado/alimentación mixta E103 y el intercambiador de calor caliente de gas altamente fraccionado/mezcla de hidrógeno E104, y luego ingresa al enfriador de aire caliente de gas altamente fraccionado A101. Después del enfriamiento, ingresa al separador frío de alta presión V105 para la separación trifásica de gas, petróleo y agua. El líquido caliente a alta presión que sale del fondo del separador caliente de alta presión pasa a través de la turbina hidráulica HT101 para recuperar energía bajo el control del nivel de líquido y luego ingresa al separador caliente de baja presión V104 para la separación gas-líquido. Para evitar que las sales de amonio precipiten a bajas temperaturas y obstruyan la tubería, se inyecta agua desoxigenada impulsada por la bomba de inyección de agua P103 delante del enfriador de aire caliente de alta temperatura A101 para disolver las sales de amonio. El gas frío de alta fracción (hidrógeno circulante) desde la parte superior del separador frío de alta presión ingresa al tanque de separación de líquidos V107 en la entrada de la torre de desulfuración de hidrógeno circulante para eliminar los hidrocarburos líquidos transportados y reducir la tendencia a la formación de espuma de la torre de desulfuración de hidrógeno circulante. El disolvente de desulfuración de la torre de desulfuración de hidrógeno circulante T101 utiliza una solución de metildietanolamina (MDEA). El líquido de amina pobre se extrae del tanque intermedio de líquido de amina pobre V113 y es impulsado por la bomba de líquido de amina pobre de alta presión P104 y luego ingresa a la parte superior de la torre de desulfuración de hidrógeno en circulación. El líquido de amina rica que sale del fondo de la torre ingresa al tanque de flasheo de líquido de amina rica V114 para su desgasificación y se envía fuera del dispositivo. Después de que el hidrógeno en circulación elimina el H2S, ingresa al tanque de separación de líquidos V108 en la entrada del compresor de hidrógeno en circulación para eliminar las gotas de líquido transportadas. El hidrógeno en circulación que sale de la parte superior del tanque ingresa al compresor de hidrógeno en circulación C101 para su impulso. El hidrógeno circulante potenciado se divide en dos partes. Una parte se mezcla con el hidrógeno nuevo del nuevo compresor de hidrógeno C102 y se recicla de nuevo a la parte de reacción. ； La otra parte se utiliza como hidrógeno apagado para controlar la temperatura de entrada del reactor (parte del hidrógeno residual debe descargarse a la sección de desulfuración a baja presión al final de la operación). El compresor de circulación de hidrógeno es un compresor centrífugo accionado por una turbina de contrapresión. El líquido frío de alta separación que sale del fondo del separador frío de alta presión V105 se descomprime bajo control de nivel de líquido y se mezcla con el gas caliente enfriado de baja separación del separador caliente de baja presión V104, y luego ingresa al separador frío de baja presión V109 para la separación gas-líquido. Después de la separación, el líquido frío de bajo fraccionamiento se descarga desde el fondo del tanque bajo control de nivel de líquido y entra al intercambiador de calor de gas caliente de bajo fraccionamiento/aceite frío de bajo fraccionamiento E105 y al intercambiador de calor de diésel/aceite de bajo fraccionamiento frío E201/ABC y luego ingresa a la torre de extracción T201. El gas frío a baja temperatura que sale de la parte superior de V109 se mezcla con el gas del tanque de reflujo V201 en la parte superior de la torre de extracción bajo control de presión y luego se envía a la parte de desulfuración de gas de la unidad de hidrogenación de gasolina y diésel de 2,4 millones. El agua ácida que contiene H2S y NH3 ingresa al tanque de desgasificación de agua ácida V115 y se desgasifica centralmente antes de salir del dispositivo. El aceite caliente poco fraccionado se descarga desde el fondo del tanque V104 bajo control de nivel de líquido y luego pasa a la sección de fraccionamiento. El gas caliente de bajo fraccionamiento se intercambia mediante el intercambiador de calor de gas caliente de bajo fraccionamiento/aceite frío de bajo fraccionamiento E105 y luego ingresa al enfriador de aire de gas caliente de bajo fraccionamiento A102 para enfriarlo y luego ingresa al separador frío de baja presión V109 para la separación de gas-líquido. Para evitar que las sales de amonio precipiten y obstruyan la tubería a bajas temperaturas, se agrega una inyección de agua intermitente frente al enfriador de aire de gas caliente de bajo fraccionamiento para disolver la sal de amonio. El hidrógeno nuevo se envía desde la red de hidrógeno de toda la planta, ingresa al nuevo compresor de hidrógeno C102, se somete a compresión e impulso de tres etapas y se mezcla con el hidrógeno en circulación en la salida del compresor de hidrógeno en circulación. El hidrógeno mezclado se devuelve a las respectivas partes de reacción. Hay dos compresores de hidrógeno nuevos, uno encendido y otro en espera. Cada uno tiene compresión de tres etapas. La entrada de la primera etapa de cada unidad está equipada con un tanque de separación de líquidos de entrada y hay refrigeradores y tanques de separación de líquidos entre las etapas. 2. Parte de fraccionamiento La parte de fraccionamiento incluye tres torres y un horno, a saber, una torre de extracción de hidrógeno desulfurado, una torre de fraccionamiento, una torre de extracción de diésel y un horno de calentamiento de alimentación de la torre de fraccionamiento. El aceite caliente de bajo porcentaje de la parte de reacción y el líquido frío precalentado de bajo porcentaje ingresan a la torre de extracción de sulfuro de hidrógeno T201. El fondo de la torre se decapa con vapor de media presión. La fase gaseosa en la parte superior de la torre se condensa y se enfría mediante el enfriador de aire A201 en la parte superior de la torre de extracción y luego ingresa al tanque de reflujo V201 en la parte superior de la torre de extracción para la separación gas-líquido. El gas en V201 se envía a la parte de desulfuración de gas de la unidad de hidrogenación de gasolina y diésel de 2,4 millones. ； El líquido que sale del fondo de V201 se divide en dos partes después de ser impulsado por la bomba de reflujo superior de la torre de extracción P201. Una parte se devuelve a la parte superior de la torre como reflujo superior y la otra parte del líquido se envía fuera del dispositivo bajo el control del nivel de líquido en el tanque de reflujo. Para reducir la corrosión de las tuberías superiores y los intercambiadores de calor, se utiliza una bomba inhibidora de corrosión para aumentar la presión del inhibidor de corrosión y luego inyectarlo en las tuberías superiores de la torre de extracción. El aceite del fondo de la torre de extracción se calienta a una temperatura adecuada mediante el horno de calentamiento de alimentación de la torre de fraccionamiento F201 y luego ingresa a la torre de fraccionamiento T202. La torre de fraccionamiento está equipada con una línea lateral de extracción de diesel y una sección intermedia de reflujo. La fase gaseosa en la parte superior de la torre se condensa y enfría mediante el enfriador de aire superior de la torre de fraccionamiento A202 y luego ingresa al tanque de reflujo superior de la torre de fraccionamiento V202 para la separación gas-líquido. El tanque de reflujo está sellado con gas combustible. ； El líquido que sale del fondo del tanque de reflujo V202 se divide en dos partes después de ser impulsado por la bomba de reflujo P202 en la parte superior de la torre de fraccionamiento. Una parte se devuelve a la parte superior de la torre como reflujo superior y la otra parte del líquido se enfría con E206 bajo el control del nivel de líquido en el tanque de reflujo y se envía fuera del dispositivo. Las aguas residuales aceitosas descargadas de la bolsa de agua en el fondo del tanque de reflujo son impulsadas por la bomba de aguas residuales aceitosas P203 y luego ingresan al tanque de inyección de agua V106 como agua de proceso. El diésel de línea lateral se extrae de la torre de fraccionamiento y ingresa a la torre de extracción de diésel T203. Se instala un hervidor E203 en la parte inferior de la torre de extracción de diésel. El aceite del fondo de la torre de fraccionamiento se utiliza como fuente de calor y el gas de la parte superior regresa a la torre de fraccionamiento. El diésel se extrae de la parte inferior de la torre y es impulsado por la bomba diésel P204, luego se enfría a 50 °C mediante el intercambiador de calor de diésel/aceite de baja fracción fría E201, la refrigeración por agua E208 y el enfriador de aire diésel A203 antes de enviarse al dispositivo. El aceite de reflujo de etapa intermedia se bombea desde el tanque colector de aceite de la torre de fraccionamiento utilizando la bomba de reflujo de etapa intermedia P206. Después de ser impulsado, el generador de vapor de aceite de reflujo E202 de etapa intermedia toma calor y regresa a la torre de fraccionamiento. El aceite del fondo de la torre de fraccionamiento (aceite residual hidrogenado) se extrae del fondo de la torre utilizando la bomba de fondo de la torre de fraccionamiento P205. Después de aumentar la presión, primero pasa a través del rehervidor de aceite residual hidrogenado/diesel E203, y luego pasa a través del intercambiador de calor de aceite residual hidrogenado/aceite crudo E101. Luego ingresa al generador de vapor de residuos de hidrogenación E204, y el enfriamiento por agua de residuos de hidrogenación E209 se enfría a 170 °C hasta la unidad de craqueo catalítico de petróleo pesado. También se puede enfriar a 90°C mediante el sistema de refrigeración por agua E210 y luego salir del dispositivo al área del tanque. 3. El líquido de amina pobre de la parte de desulfuración de gas del dispositivo ingresa al tanque intermedio de líquido de amina pobre V113, es impulsado por la bomba de líquido de amina pobre de alta presión P104 y luego ingresa a la torre de desulfuración de hidrógeno circulante T101. ； El gas poco fraccionado del separador de baja presión y autoenfriamiento V109 se mezcla con el gas de la parte superior de la torre de extracción del tanque de reflujo superior de la torre de extracción V201, el gas de la parte superior del tanque de líquido rico en amina V114 y el gas ácido del tanque de desgasificación de agua ácida V115, y luego va a la parte de desulfuración de gas seco de la unidad de hidrogenación de gasolina y diésel de 2,4 millones.