目前的加氫裂化工藝絕大多數(shù)都采用固定床反應(yīng)器,根據(jù)原料性質(zhì)、產(chǎn)品要求和處理量的大小,加氫裂化裝置一般按照兩種流程操作:一段加氫裂化和兩段加氫裂化。除固定床加氫裂化外,還有沸騰床加氫裂化和懸浮床加氫裂化等工藝。
① 固定床一段加氫裂化工藝
一段加氫裂化主要用于由粗汽油生產(chǎn)液化氣,由減壓蠟油和脫瀝青油生產(chǎn)航空煤油和柴油等! ∫欢渭託淞鸦挥幸粋反應(yīng)器,原料油的加氫精制和加氫裂化在同一個反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行,反應(yīng)器上部為精制段,下部為裂化段。
以直餾柴油餾分(330~490℃)一段加氫裂化為例。原料油經(jīng)泵升壓至16.0MPa,與新氫和循環(huán)氫混合換熱后進(jìn)入加熱爐加熱,然后進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)器的進(jìn)料溫度為370~450℃,原料在反應(yīng)溫度380~440℃、空速1.0h、氫油體積比約為2500的條件下進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)物與原料換熱至200℃左右,注入軟化水溶解NH3、H2S等,以防止水合物析出堵塞管道,然后再冷卻至30~40℃后進(jìn)入高壓分離器。頂部分出循環(huán)氫,經(jīng)壓縮機(jī)升壓后返回系統(tǒng)使用;底部分出生成油,減壓至0.5MPa后進(jìn)入低壓分離器,脫除水,并釋放出部分溶解氣體(燃料氣)。生成油加熱后進(jìn)入穩(wěn)定塔,在1.0~1.2MPa下蒸出液化氣,塔底液體加熱至320℃后進(jìn)入分餾塔,得到輕汽油、航空煤油、低凝柴油和塔底油(尾油)。一段加氫裂化可用三種方案進(jìn)行操作:原料一次通過、尾油部分循環(huán)和尾油全部循環(huán)。
② 固定床兩段加氫裂化工藝
兩段加氫裂化裝置中有兩個反應(yīng)器,分別裝有不同性能的催化劑。第一個反應(yīng)器主要進(jìn)行原料油的精制,使用活性高的催化劑對原料油進(jìn)行預(yù)處理;第二個反應(yīng)器主要進(jìn)行加氫裂化反應(yīng),在裂化活性較高的催化劑上進(jìn)行裂化反應(yīng)和異構(gòu)化反應(yīng),最大限度的生產(chǎn)汽油和中間餾分油。兩段加氫裂化有兩種操作方案:第一段精制,第二段加氫裂化;第一段除進(jìn)行精制外,還進(jìn)行部分裂化,第二段進(jìn)行加氫裂化。兩段加氫裂化工藝對原料的適應(yīng)性大,操作比較靈活。
③ 固定床串聯(lián)加氫裂化工藝
固定床串聯(lián)加氫裂化裝置是將兩個反應(yīng)器進(jìn)行串聯(lián),并且在反應(yīng)器中填裝不同的催化劑:第一個反應(yīng)器裝入脫硫脫氮活性好的加氫催化劑,第二個反應(yīng)器裝入抗氨、抗硫化氫的分子篩加氫裂化催化劑。其它部分與一段加氫裂化流程相同。同一段加氫裂化流程相比,串聯(lián)流程的優(yōu)點(diǎn)在于:只要通過改變操作條件,就可以最大限度的生產(chǎn)汽油或航空煤油和柴油。
④ 沸騰床加氫裂化
沸騰床加氫裂化工藝是借助于流體流速帶動一定顆粒粒度的催化劑運(yùn)動,形成氣、液、固三相床層,從而使氫氣、原料油和催化劑充分接觸而完成加氫裂化反應(yīng)。該工藝可以處理金屬含量和殘?zhí)恐递^高的原料(如減壓渣油),并可使重油深度轉(zhuǎn)化。但是該工藝的操作溫度較高,一般在400~450℃。
⑤ 懸浮床加氫裂化工藝
懸浮床加氫裂化工藝可以使用非常劣質(zhì)的原料,其原理與沸騰床相似。其基本流程是以細(xì)粉狀催化劑與原料預(yù)先混合,再與氫氣一同進(jìn)入反應(yīng)器自下而上流動,并進(jìn)行加氫裂化反應(yīng),催化劑懸浮于液相中,且隨著反應(yīng)產(chǎn)物一起從反應(yīng)器頂部流出。