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浆态床渣油加氢裂化技术特点及其工业应用

石油炼制与化工 2024年第6期55卷 36-43页

作者：许维相焉德臣钟湘生浙江石油化工有限公司浙江舟山316000 恒力石化(大连)有限公司

采用引进工艺技术的国内单体设计规模(3.0 Mt/a)最大的浆态床渣油加氢裂化装置在某公司首次开工,经连续运行期间(177 d)的工艺条件摸索,在实际加工负荷86%条件下开展了装置72 h性能测试。结果表明:装置加工残炭为23.68%、金属(镍+钒)质... 详细信息

采用引进工艺技术的国内单体设计规模(3.0 Mt/a)最大的浆态床渣油加氢裂化装置在某公司首次开工,经连续运行期间(177 d)的工艺条件摸索,在实际加工负荷86%条件下开展了装置72 h性能测试。结果表明:装置加工残炭为23.68%、金属(镍+钒)质量分数为138μg/g、硫质量分数为4.82%、C 5沥青质(正戊烷不溶物)质量分数为17.65%的减压渣油与催化裂化油浆混合原料,在新鲜原料油进料量为307.2 t/h、反应器压力为15.7 MPa、平均反应温度为428℃、新鲜原料油与减压分馏塔(简称减压塔)塔底循环油渣的质量比为1.21、混合进料钼质量分数为1650μg/g、持气率为26.0%~27.5%的条件下,渣油转化率为90.0%,产物减压塔塔底油渣中四氢呋喃不溶物质量分数为7%~8%,钼质量分数为2678μg/g,装置能耗为1906.50 MJ/t;减压塔下部填料床层结焦等导致标定期间的总压降为9.53 kPa,是设计值的25.1倍,提高装置负荷困难。可以通过调整减压塔操作及技术改造等方式尝试解决减压塔填料床层压降升高、油渣中蜡油组分拔出不足等问题。

关键词：浆态床渣油加氢裂化结焦

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浆态床渣油加氢技术现状与展望

石油炼制与化工 2022年第11期53卷 17-23页

作者：邵志才中石化石油化工科学研究院有限公司北京100083

近年来国内原油进口依存度一直处于高位,原油资源需要高效利用。重质馏分油特别是渣油的高效转化至关重要,浆态床渣油加氢技术由于其能加工劣质原料且转化率高,是将重油转化为高价值运输燃料和石化产品的较好选择。重点介绍了国内外典... 详细信息

近年来国内原油进口依存度一直处于高位,原油资源需要高效利用。重质馏分油特别是渣油的高效转化至关重要,浆态床渣油加氢技术由于其能加工劣质原料且转化率高,是将重油转化为高价值运输燃料和石化产品的较好选择。重点介绍了国内外典型浆态床渣油加氢技术,包括委内瑞拉国家石油公司的HDH-Plus技术、美国环球石油公司的Uniflex技术、美国雪佛龙鲁姆斯公司的LC-Slurry技术和VRSH技术、意大利埃尼公司的EST技术、中石化石油化工科学研究院有限公司的RMAC技术,比较了上述技术的特点,分析其技术难点,建议加强浆态床渣油加氢工艺、工程和催化剂等方面的研究。

关键词：浆态床渣油加氢现状展望

原子钼催化剂配位结构的动态演变促进氢分子在浆态床加氢裂化过程中的高效活化

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Science Bulletin 2023年第5期68卷 503-515,M0004页

作者：孙广洵刘东源李敏陶舒管泽坤陈彦飞刘士欢杜青洲国含苑馨月张心颖朱后禹刘宾潘原 State Key Laboratory of Heavy Oil Processing China University of Petroleum(East China)Qingdao 266580China School of Materials Science and Engineering China University of Petroleum(East China)Qingdao 266580China

开发具有高原子利用率和高转化频率的高效催化剂,用于减压渣油浆态床加氢裂化过程中H2分子的活化至关重要.本文采用“聚合-热解-原位硫化”策略,首次报道了一种高效稳定的单原子钼催化剂用于减压渣油浆态床加氢裂化反应,并发现了单原子M... 详细信息

开发具有高原子利用率和高转化频率的高效催化剂,用于减压渣油浆态床加氢裂化过程中H2分子的活化至关重要.本文采用“聚合-热解-原位硫化”策略,首次报道了一种高效稳定的单原子钼催化剂用于减压渣油浆态床加氢裂化反应,并发现了单原子Mo活性位点的原子配位结构动态演化机制.在VR加氢裂化过程中,与Mo配位的O原子逐渐被S原子取代,从而导致O/S交换过程.单原子钼的配位结构从反应前的Mo-O3S1演变为反应后的Mo-O1S3配位构型,有效促进了H2分子均裂活化为H自由基物种.所演变的单原子钼催化剂表现出优异的催化加氢活性和循环稳定性,其对减压渣油的单程转化率为65 wt.%,轻油收率为93 wt.%,焦炭产率仅为0.63 wt.%,按照所有金属计算的转化频率为0.35 s^(-1).理论计算表明,H2相互作用前后Mo 4d占据态的显著变化与单原子钼催化剂结构的动态演变有直接关系,并且Mo-O1S3位点较低的d带中心表明原子H扩散容易,有利于催化加氢.本文研究结果对于开发高原子经济性催化剂用于重油改质技术的工业应用具有重要意义.

关键词：加氢裂化减压渣油轻油收率配位结构单原子动态演变浆态床原子利用率

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浆态床油溶性加氢催化剂前体的研究进展

化工进展 2020年第9期39卷 3669-3676页

作者：王廷侯焕娣董明陶梦莹龙军中国石化石油化工科学研究院北京100083

浆态床渣油加氢工艺是加工劣质油品的有效方法,由于原料具有高沥青质、高金属含量的特点,工艺的核心在于提供稳定高效的加氢裂化催化剂。油溶性催化剂前体能够原位转化为纳米级尺寸的催化剂活性相,其分散度高、加氢活性高,因而成为浆态... 详细信息

浆态床渣油加氢工艺是加工劣质油品的有效方法,由于原料具有高沥青质、高金属含量的特点,工艺的核心在于提供稳定高效的加氢裂化催化剂。油溶性催化剂前体能够原位转化为纳米级尺寸的催化剂活性相,其分散度高、加氢活性高,因而成为浆态床渣油加氢工艺的首选。本文主要介绍了4类常见的油溶性有机钼化合物,即二烷基(芳基)二硫代氨基甲酸钼(Mo-DTC)和二烷基二硫代磷酸钼(Mo-DTP)、环烷酸钼(MoNaph)、异辛酸钼、六羰基钼,比较它们在氢气和硫作用下的转化过程以及对重质原料的加氢性能,找出各自在应用过程中的优缺点,为深入研究和设计开发油溶性催化剂前体提供思路和借鉴。

关键词：催化剂浆态床加氢有机化合物二硫化钼

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浆态床渣油加氢物料中钼含量的测定方法研究

石油炼制与化工 2022年第11期53卷 123-127页

作者：侯小敏王轲徐茜吴梅中石化石油化工科学研究院有限公司北京100083

采用干灰化的样品预处理方法,使用电感耦合等离子体发射光谱仪,建立浆态床渣油加氢物料中钼(有机钼和无机钼)含量测定的分析方法。考察样品前处理过程中的灰化温度、灰化时间和酸处理条件等对钼含量测定的影响。结果表明,当灰化温度为43... 详细信息

采用干灰化的样品预处理方法,使用电感耦合等离子体发射光谱仪,建立浆态床渣油加氢物料中钼(有机钼和无机钼)含量测定的分析方法。考察样品前处理过程中的灰化温度、灰化时间和酸处理条件等对钼含量测定的影响。结果表明,当灰化温度为430-480℃、灰化时间不小于10 h、溶解灰分的酸为盐酸或硝酸时,可准确测定浆态床渣油加氢物料中的钼(有机钼和无机钼)含量。该方法的相对标准偏差不大于1%,加标回收率为97%-102%。满足元素分析的一般要求。与国家标准GB/T 37160—2019方法相比,该方法降低了灰化温度,减少了酸用量,钼含量测定结果更准确。

关键词：浆态床渣油加氢干灰化钼含量

浆态床渣油加氢机理与全局资源优化耦合模型研究与应用

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炼油技术与工程 2023年第1期53卷 22-25,35页

作者：关立涛陈博中国石油化工股份有限公司茂名分公司广东省茂名市525000 中石化(大连)石油化工研究院有限公司辽宁省大连市116000

炼油厂全流程设计过程中,如何通过机理模型获得准确的工艺装置操作预测值,并将其有效地整合至全流程优化模型中,是算法耦合与计算的难点。浆态床加氢裂化工艺是一种典型的复杂重油加工处理方法,但在炼油厂设计与规划过程中,如何高效地... 详细信息

炼油厂全流程设计过程中,如何通过机理模型获得准确的工艺装置操作预测值,并将其有效地整合至全流程优化模型中,是算法耦合与计算的难点。浆态床加氢裂化工艺是一种典型的复杂重油加工处理方法,但在炼油厂设计与规划过程中,如何高效地实现浆态床产品分布的准确预测和全流程优化是现有优化软件及算法的难题。本研究建立了浆态床渣油加氢机理模型,并将其与非线性混合整数规划的全局资源优化算法及软件集成,实现了机理模型与运筹规划算法的耦合,为炼油厂设计与规划提供了更高效的设计工具。利用所提出的模型与算法实现了炼油厂全流程的优化,综合商品率提升2.44百分点。

关键词：浆态床渣油加氢全局资源优化耦合模型加氢机理反应动力学参数

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煤间接液化费托合成浆态床反应器的研究进展

过程工程学报 2023年第3期23卷 359-374页

作者：张丽杨勇高军虎张煜张丽丽杨超李永旺中科合成油技术股份有限公司煤基清洁燃料国家能源研究中心北京101407 中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室北京100190

随着煤炭间接液化技术在百万吨级商业示范装置上的成功应用,作为其核心设备的费托合成浆态床反应器,涉及气液固三相湍流流动、传热传质及反应,其随反应器直径放大及内构件结构布局的变化而发生改变,进而影响反应器性能的多个复杂过程,... 详细信息

随着煤炭间接液化技术在百万吨级商业示范装置上的成功应用,作为其核心设备的费托合成浆态床反应器,涉及气液固三相湍流流动、传热传质及反应,其随反应器直径放大及内构件结构布局的变化而发生改变,进而影响反应器性能的多个复杂过程,导致在反应器设计、放大及操作优化上面临巨大挑战,科研及工业界仍然持续重视。本综述分析了影响浆态床反应器流体力学性能的主要因素,对浆态床反应器的流型、气含率、气泡行为、传热等研究进行了总结。介绍了浆态床反应器核心内构件的结构特点及发展状况,回顾了浆态床在费托合成反应过程中的工业应用历程,并展望了费托合成浆态床的研究趋势。

关键词：费托合成浆态床流体力学内构件工业应用

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浆态床渣油加氢油溶性催化剂研究进展

现代化工 2021年第4期41卷 34-37页

作者：于祺李瑞峰田宏宇吴显军中国石油天然气股份有限公司大庆化工研究中心黑龙江大庆163714

介绍了近年来浆态床加氢裂化处理渣油工艺中油溶性分散催化剂的研究进展,阐述了油溶性单金属催化剂和油溶性双金属催化剂的研究现状,并展望了油溶性催化剂应用于浆态床渣油加氢裂化工艺的发展前景。

关键词：浆态床渣油加氢裂化油溶性催化剂金属前驱体

费托浆态床反应器多层气体分布器的CFD优化

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洁净煤技术 2022年第8期28卷 119-125页

作者：卜亿峰潘腾门卓武成有为北京低碳清洁能源研究院北京100211 浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310027

气体分布器是费托合成浆态床反应器的主要内构件,影响反应器的流体力学状态和反应性能。根据已有的工程实际经验设计了多层结构的管式气体分布器,以充分利用底部封头的空间。在给定的5层气体分布器整体尺寸及基准设计条件下,采用计算流... 详细信息

气体分布器是费托合成浆态床反应器的主要内构件,影响反应器的流体力学状态和反应性能。根据已有的工程实际经验设计了多层结构的管式气体分布器,以充分利用底部封头的空间。在给定的5层气体分布器整体尺寸及基准设计条件下,采用计算流体力学方法 (CFD)对其进行模拟计算和结构优化。首先气体按三维稳态不可压缩流体处理,由于分布器喷嘴出口处于湍流状态,因此选用SST-kω单相湍流模型以匹配分布器存在曲率流动的工况;随后在流体的连续性方程和动量方程等控制方程基础上建模,采用计算流体力学软件STAR-CCM+求解方程组,并对多层气体分布器的三维流场进行数值模拟,发现基准设计条件下的分布器存在偏流和流量分布不均的问题;最后,以各层喷嘴的数量、直径和长度为设计变量,以气体分布均匀性为目标函数,在分布器喷嘴出口气体速度不高于75 m/s的限制条件下,采用SHERPA算法,对15个设计参数进行了120次迭代计算和优化,优化过程覆盖了各参数的取值范围。优化结果为每层喷嘴数量在9~15个、喷嘴半径在9~14 mm、喷嘴长度接近150 mm的上限,调节流体通过的压降,克服分布器各层最大的静压差,使气体在各层环形分布管之间均匀分配;同时喷嘴半径应随层数的增加而增加,喷嘴数量也须与半径和长度相互协调,才能得到最优的气体均布性能。最终优化设计的分布器可以获得均匀合理的流量分配,不存在短路现象,且流线较为光滑,不存在局部漩涡等非理想流场。

关键词：气体分布器浆态床湍流模型 STAR-CCM+ 结构优化