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。 一段加氫裂化只有一個(gè)反應(yīng)器,原料油的加氫精制和加氫裂化在同一個(gè)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(guò)、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(gè)反應(yīng)器,分別裝有不同性能的催化劑。第一個(gè)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(duì)原料油進(jìn)行預(yù)處理;第二個(gè)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(duì)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(gè)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(gè)反應(yīng)器裝入脫硫脫氮活性好的加氫催化劑,第二個(gè)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(guò)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(dòng)一定顆粒粒度的催化劑運(yùn)動(dòng),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(dòng),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。