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中国炼油手艺世界领先 实现油渣提炼变废为宝
[2018/08/05 ]

  可是这种简练的反映器形式•☆▓■,正在渣油面前显得懦弱无力=▷★▪▲。举例来说▼▽☆■▪,想要让原料进入反映器☆◇★…□,至多要原料的流动性-■◆◁○。然而沥青十分稀薄=★▷▲★△,若是进入到反映器内-☆○▽◁,很容易把催化剂的裂缝堵住-•★•,最终导致完全无法流动▲▪△-。那把温度提高到200℃以上呢▷●△•?如许确实能够让沥青软化=△=▓▷…,变为易流动的形态▷=-★▷,然而温度提高会形成沥青缩合•▪•▲■,最终变为焦炭…▷△■▪★,仍然会把反映器堵住*

  中国制制目前正处于成长的黄金期间★□◁■▲,所有范畴都争当第一▲▷▪,正在渣油加氢范畴也不破例☆•▼▽!

  ▲STRONG沸腾床专利反映器○▲○=☆=,通过内部布局设想使无轮回泵的反映器实现了催化剂完全流化%

  ▲H-Oil工艺中的轮回泵•☆◇,简单布局的背后是满满黑科技的材料手艺◇•□☆◇▷,其使用场景和专利工艺手艺慎密连系△-☆▼■○,小众的使用市场使任何仿照手艺或安拆都面对庞大的研发成本压力*

  去除轮回泵后•-○-▷□,反映器内的液体速度不脚以维持催化剂流化形态■▼•▪。通过反映器内的布局设想★□-,研究人员使反映器内流体构成内轮回▪▼◁▷,操纵渣油本身流动和氢气气泡浮力▽☆▪☆▓,带动了反映器内部流体的轮回-●-▼☆△,使反映器液体速度大幅提拔•■□…○,催化剂跟从渣油一路轮回▲•●■★△,最终正在无需外部动力插手的环境下使反映器本身达到完全流化的形态▷■•◇?▓

  既然是全新开辟的手艺★◆▲☆,当然能够避免走很多的弯◆-▽△◇。首当其冲的◁□◆▷●,就是若何去掉麻烦的轮回泵◆◁●▲•◆!

  ▲中国沸腾床手艺对油品的(最左为原料渣油••◁▪•,左侧为的蜡油▽◁○▼◆○、柴油◁◇▼、石脑油等)▽●▽☆…□?▓

  取国外同类手艺对比◆•■▽,中国的沸腾床手艺单线%渣油率□■●■;脱硫率△△▼●、脱金属率等环节目标能够达到95%以上■◆□▪◁,等同或略好于国外同类手艺○•★▽。前往搜狐▷◆●◆…-,查看更多◁◁•◆!

  20世纪50年代起头●…▲▲,美国就研发了使用于渣油加氢过程的流化床反映器…★◁☆•。因为加氢反映过程需要通入大量的氢气▲●□▓=,正在反映器内构成大量气泡▪▽▽-,这个过程很是像烧开水的沸腾形态△□▪△◆•,因而将这种反映器起名为沸腾床反映器*

  要实现如许的机能…☆◆-,H-Oil和LC-Fining工艺中的轮回泵浑身都是黑科技…□•△,听说可能用到了航天策动机材料手艺▪☆▲•。要晓得•○◇••,航空策动机每运转几百小时后都要大修一次◁--▷▷,而这台泵要全年8000小时全负荷运转◇▲○,持续工做3~4年以上□△○▼••,曲到炼油厂检修才能停工…--★☆?▓

  正在越来越严酷的环保要乞降油价猛烈波动的市场下…▓-,炼油厂面对着两难的境地◁◁▼△,若是不处置渣油▼▪=…,那么将削减一大块的汽柴油产出•▓▲◁;若是处置渣油•○▽★▽•,不单产出的沥青▷△▽▼、石油焦无法发卖☆□★△,以至都不克不及用于船用燃料油▽■▼▪△=。沙特的炼油厂就呈现过用大面积的厂区囤积无法发卖的高硫石油焦的环境△=•★,当沙尘暴袭来=▽○◇▷,焦炭粉末混着沙子飞向戈壁的场景实正在是令人惊骇

  ▲H-Oil工艺和LC-Fining工艺沸腾床反映器△◇▲■…,除个体细节外…◁■▓,二者几乎没有差别

  ▲废催化剂的分拔取收受接管再操纵▲△●△,高活性催化剂能够前往反映器▽△☆•,废催化剂能够进行金属收受接管或材料收受接管*

  中国的这项手艺取名为●★◆▪“STRONG…■○”沸腾床■•▼◆,2016年△★□◆,首套STRONG沸腾床示范安拆开工●◆○□△,至今已完成了2000千余小时的持续运转*

  沿着这个思-☆◆▷◁▓,中国开辟出新型的球形催化剂…●•◁•■,并降低催化剂曲径=☆=,达到500μm◁◁☆◇◆◁,使催化剂的流化机能提高了4~8倍==•▪▪。通过优化催化剂出产过程-▓-▷,节制球形催化剂出产成本取条形相当▽□-=,中国处理了催化剂对沸腾床反映器的*

  ▲世界石油探明储量逐年上升◆△◆▽,委内瑞拉更是快速占领了世界石油储量第一的▽▼★□◆!

  加氢过程的焦点正在于操纵氢气的反映活性使无机物中的硫◇•-▪○、氮等生成硫化氢◆◇★■△、氨气•★●……-,辅以高温下的大无机物热裂化★▲◆■▓,使金属等从无机物中析出▷◁▷-▷▓,最初实现杂质的脱除=◁●▼●。反映中同时存正在着加氢裂化和热裂化过程○=★,因而部门沉质渣油会成轻质的石脑油★•●▓、柴油等◆■★•,正在必然程度上提高产物价值%

  适才提到过▽…-◆,高温高压极端工况下阀门的制价都已冲破天际-◁★▪,而反映器中的轮回泵也不是省油的灯◁◇▓!

  球形催化剂还有一个益处◇○•☆▽,就是易于离心分选☆▷◇=☆▲。能够想见■•★○•,排出的催化剂中必定有部门仍然具有活性的催化剂○▷△□▷,且密度取废催化剂分歧•▼○▲。中国的沸腾床手艺球形催化剂正好有益于催化剂的分手▓=★○,通过密度差进行分选▓▲▼■◇,从而无效操纵废催化剂□▷●■,进一步降低出产成本%

  对于油中的次要杂质元素●☆▓-,如硫▪☆□…、氮◇☆▲、金属等▷◇◇•,最无效的方式就是通过加氢反映使杂质取氢原子连系而被脱除○◁◆△▽?▓

  渣油▽●•▪,又称为○□□▽☆▓“桶底油▽-▽○■”■•◇●,是石油中最难以操纵的沉质组分▼…▼▽,不单硫含量极高(2~4%以上)▪▷•■▓•,金属含量更是高达200ppm以上(次要为镍和钒)△△=▪▽。渣油凡是只能做为沥青或炼制焦炭利用…•○△,经济价值极低★◆•○-,因此往往是石油工业的鸡肋

  目宿世界能源的焦点◁•△“硬通货▼◇-●”仍然是石油资本★•☆▷•,占领了世界能源耗损的33%以上▲△○▼▼。按照BP公司(British Petroleum=●•…★,英国石油公司)正在2017年演讲中的阐发数据…☆=•◁★,目宿世界探明石油储量已持续多年上涨▲□●△◁,比拟20年前增加了1□▷▲◆.5倍之多(达到1▓▼◇=▪▲.7×1012桶)▪•▓◁,完全宣布了石油峰值理论的破产%

  石油被称为黑色黄金☆■▽•,其价值不问可知◆■▓◇□,从平分离获得的各类组分的产物更是人类整个工业系统的焦点••△◇■▼。从天然气到汽柴油■▷=•,从汽车轮胎到LEGO玩具塑料■•□★●•,无不是由石油及其成品获得□•▪★。因而▼-□,充实操纵石油中的每个组分□•○▼,是合适当下社会环保=□▽、节约的最佳出产体例

  然而▽•▼□,跟着环保问题的日益严峻◆…●○☆•,中国曾经公布了最新的沥青▓△▪、石油焦▓▓△▪◇-、船用燃料油尺度◆●-▲◆=,此中严酷了这几种产物中的硫和金属含量•◆▓▷。焦化过程的道理决定了其出产过程不克不及脱除任何杂质▪▲□▪•,因此其出产的石油焦都是不满脚市场规范的△=☆◆,完全无法发卖%

  然而▪…▲△,挪动的微球催化剂也形成了催化剂夹带的难题•△▓☆▪。若何催化剂不被带出反映器是渣油加氢过程不变工做的前提▪-▷△。通过设想特殊布局的三相分手器=☆★-,中国科研人员将催化剂前往反映器▓▷●◇,从而了反映过程一般进行%

  石油被开采出之后■▲…△★-,必需颠末精辟才能够被操纵▼◆▼●●,以满脚分歧用处的特殊要求▽◆•▓。通过沸程的差别能够将石油划分为石脑油■●■●○、汽柴油○★▓◇-▼、航空火油•□▪▷…、沉质蜡油和减压渣油等组分▽○▼•■;通过进一步的沉整▲○■□、加氢精制▲○☆•●、催化裂化•◇▼■▼、加氢裂化▷▷▼•■▲、烷基化等单位安拆的处置…•▓◁,这些馏分油被精了我们熟知的聚乙烯☆▪…=、塑料○□☆☆■、汽油▷★■◆◁◆、柴油▪△、火油◇☆-★▽-、润滑油等产物%

  当所有轻组分都被榨干后•=-▲,留下来的就是最难处置操纵的☆•-○“减压渣油▼▽▷◆★”▷■▽●,又被称为沥青或■○□△“桶底油★◇•▓▲○”•▲•▓▓▷。渣油的性质极差◁…-▼,不单碳含量高…•▲,性质稀薄▽★•◆,此中也富集了石油中90%以上的硫◁●◁▷▼、氮■▪…、镍■▲☆▽、钒等元素▪□…◆◇,能够说几乎没有益用价值%

  此外□▽•■◇△,这个轮回泵还需要搭配一整套节制手段△△★▽…,才能连结正在各类气液流速下▲■◆▓,催化剂料面一直处于轮回杯之下○○○▷,既流化形态◇☆、又不会带出反映器•▓◁…●?▓

  通过完全挪动的催化剂▲▼□■,完满处理了处置沉质渣油○◇…△=、沥青过程中的各类□▲-,让渣油过程做到了高效■▽▼…△、持续▷▓☆■□,即便正在油价持续低迷的今天○△▷●▲,也可渣油加氢处置过程获得极高的利润率○○▲★?▓

  这个轮回泵不竭将400度高温○▲□▷◇、150~180大气压的渣油和氢气抽出并增压前往●▓,同时必需持续工做3年曲到停工检修▼○◁○▽,两头不克不及有毛病□□▷▓△◆,并且还要出产过程的平稳进行◆▓○•★?▓

  炼油厂中遍及采用焦化(Coker)对渣油进行处置★△▓•,通过富集碳原子★•▲▷△,让渣油变成焦炭□◁▽□▽☆,同时将部门渣油为轻质的汽柴油和液化石油气○□★◇▪,使又净又稠的渣油获得了必然程度的操纵%

  通过以上巧妙的设想■◇…▪,中国自从研发的沸腾床手艺完全绕开了国外沸腾床手艺必需利用轮回泵的死穴▓●◇●▓,采用微球催化剂提拔了催化剂流化机能●▓△◁▲,通过反映器布局改良推进了内部流体轮回▓•◆•,设想三相分手器防止催化剂夹带★◇…▪、拓宽操做域▽•■,中国炼油手艺世界领先用简单=▷=◇▲、靠得住的反映器实现了完全沸腾床渣油加氢过程%

  中国每年加工近6亿吨石油=○☆•,此中渣油含量达到了1□◇▽▪.3~1○★.6亿吨△★-●…。以70~80%的率计•□●◁,这部门渣油至多能产出5000~8000万吨轻油○△-●▲,顶得上3~4个2000万吨大型炼油厂的年加工量▽…▓◇●!

  颠末多年成长和完美□▲=▲•,目前渣油沸腾床加氢工艺构成了两家寡头垄断的市场■★•▷★,别离为法国石油研究院Axens公司的H-Oil工艺和美国谢夫隆-鲁姆斯国际合伙的CLG公司的LC-Fining工艺▓▽■。这两家的工艺可谓同源同▽-☆,几乎没有差别■•-,都采用0▽▓◆◆□■.8~0□◇□▼.9mm的条形催化剂◇▲◇=▷,通过轮回泵抽出反映器内的液体并打回反映器内■●•,实现内部流动的提速%

  从的引见中能够看出-=•○☆▪,催化剂固定不动是固定床反映器的症结所正在▽●△●。机智的石油工程师想到让催化剂动起来☆▼□,也就是所谓的流化床反映器%

  连系催化剂描摹设想和反映器布局设想…▽◆,催化剂得以充实流化•▷○=▓□,使反映器堵塞问题送刃而解▲▓☆▽;因为球形催化剂接触更为充实▓▼☆,因此反映过程更为不变可控▪•○■★,结焦风险也大幅降低

  加氢工艺需要正在高温高压下进行(60~150大气压▪▼…▲,200~450℃)☆☆▼…▲,对于汽柴油▲△-□、航空火油等油品●▓★▽,只需将催化剂堆积正在反映器内…-★□◇,让原料油取氢气一同流过反映器并取催化剂接触▷=▼◇●▼,就能实现加氢反映过程○▷--=•。这种催化剂堆积正在反映器内不挪动的形式□▓▓,被称为=-◁▷▪▓“固定床▽▼▪…▽”反映器▪△●•-?▓

  轮回泵的▷=▓●,实现油渣提炼变废为宝加之国外手艺的垄断和专利设备的漫天要价…▽-,让沸腾床渣油加氢工艺的成本居高不下%

  这项手艺使用60余年来▓•▷,Axens公司和CLG公司已累计设想了38套沸腾床安拆▲▪…◇○,且安拆处置量越来越大△◇▪=,工艺越来越复杂…=☆▪▲◁,渣油越来越深☆■…☆。最新正在建的炼油厂中▽…=◇,H-Oil渣油加氢手艺的处置量以至达到了530万吨/年=○▓☆,每年耗损催化剂将达到3000吨以上*

  所以●•▽…,固定床反映器想要应对渣油加氢工艺◁•=◆,要么选择插手蜡油▓●☆★、柴油稀释△▼▓▲,要么屡次停工改换催化剂●▷◇▓△,利润很是低◇▽◇▪◆。当然▷○▓,我们也能够预备多个反映器▓•…▷●,随时进行切换持续运转…□■•★,一个反映器堵塞了顿时换到另一个反映器☆★●△●。可是△☆▓,这种方式工程较多•□,仅切换管的堵截阀就需要耐住150大气压的压力差和400℃的高温▓▼◁◆▷,光如许的一个阀门的价钱就能够高达6000万人平易近币★◆▷•?▓

  为了降低石油炼制过程的污染★◇▼▪□,提高炼油利润▲▷◆▪,将渣油加氢为汽柴油等经济油品是最佳的出产线■▪◁▼▲。中国颠末数十年的研发•☆▷★●,终究冲破国外手艺垄断=◇○,斥地全新的手艺线▷--,操纵专利手艺反映器和催化剂实现了渣油自轮回沸腾床加氢手艺◁△=,使低成本渣油洁净成为了可能•□-◆▪○?▓

  从泉源阐发能够发觉•=…•▽◇,轮回泵的存正在需要性是维持催化剂流化□▲▼▷●。那么若是让催化剂变得易于流化•■□◆,能否可免得去轮回泵的搅扰◁□●?

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