炼厂干气作为制氢原料的技术探讨与工业应用1.docVIP

炼厂干气作为制氢原料的技术探讨 与工业应用 彭成华 （北京海顺德钛催化剂有限公司 北京 100176） 摘 要：对炼厂干气作为制氢装置原料的可行性进行了分析，针对焦化干气和催化干气作为制氢原料中存在有机硫和烯烃等问题提出了不同加氢处理工艺以及与此相配套的低温性能良好的加氢催化剂。工业运转数据表明，北京海顺德钛催化剂有限公司研发的新一代加氢催化剂T205A-1/T205，具有初活性温度低、烯烃饱和性能好、抗结炭性能好等优点，可以很好的处理焦化干气和/或催化干气，使之满足水蒸气转化催化剂对原料的要求。 关键词：制氢原料 炼厂干气 加氢精制 工业应用 前言 随着世界石油资源重质化、劣质化趋势的加剧以及各项环保法规的日益严格，加氢技术在原油二次加工过程中的应用日益广泛，相应的氢气需求也迅速增加。而在加氢装置的加工成本中，氢气成本约占50%，因此降低加氢成本，提供更多廉价的氢气已经成为发展加氢技术，提高炼油企业综合经济效益的关键。 目前，蒸汽转化制氢工艺由于其技术可靠、流程简单、投资低廉、操作简便，而在制氢装置中占主导地位。对此工艺来讲，原料消耗在制氢成本中占有很大比例，因此如何选用合适的原料以降低氢气生产成本，成了制氢装置首要考虑的问题。 本文探讨了炼油企业中常常作为燃料用的低廉的炼厂干气作为制氢原料的可行性，并列举了相应的工业运转实例。 炼厂干气作为制氢原料的技术探讨 2.1 炼厂干气性质比较与分析 炼厂干气是指原油加工过程中副产的各种尾气，包括催化裂化干气、焦化干气、催化重整气、热裂解气、高压加氢裂化尾气等。各种炼厂干气的组成变化较大，表1列出了炼厂干气的典型性质。 从表1数据可以看出，加氢裂化干气、加氢精制干气和重整干气基本不含有机硫和烯烃，经过湿法脱硫后硫化氢的含量一般也小于20μg·g-1，是制氢的良好原料。焦化干气和催化裂化干气中烯烃和有机硫的含量较高，必须经过加氢处理，降低烯烃和硫含量，才能作为制氢装置的原料。 焦化气体是原油经减压蒸馏后的渣油经常压高温热裂化、聚合、焦化反应的气体产物，所以烯烃和有机硫的含量较高。以往，焦化装置排出的富气经压缩机升压后用柴油吸收，回收其中C5以上的轻汽油组分，未被冷凝吸收下来的组分称为焦化干气。焦化干气中含有一定的烯烃，必须经过加氢处理，使烯烃含量降到1v%以下才能满足转化催化剂的要求；其次焦化干气中有机硫含量较高，硫的形态比较复杂，因此必须采取能彻底脱除有机硫的脱硫技术，以满足转化催化剂对总硫含量小于0.5μg·g-1的要求。 ?催化裂化干气是炼厂的主要副产气体，由于催化裂化是在催化剂作用下的裂解反应，与焦化干气相比，它的烯烃含量更高（一般在10~15v%），还会含有一些氧气，这些都是作为制氢原料所不希望存在的。如果原料气中的氧含量较高，会对加氢催化剂带来不利影响，也大量消耗其中的氢气，通常要控制原料气中O2≯2v%。 焦化干气和催化干气作为廉价的制氢原料，已越来越受到重视，国内制氢装置利用炼厂焦化干气和/或催化干气做制氢原料，已成功推出了全焦化和/或催化干气制氢工艺。 由此可见，炼厂干气包括焦化干气、催化裂化干气、加氢干气和重整干气等气源，将逐渐成为制氢装置的主要原料来源之一。 表1 炼厂干气的典型性质 组 成, v%加氢裂化干气 1 加氢精制干气 2 重整干气 3 焦化干气 4 催化裂化干气 5 H2 32.00 55.31 86.52 12.82 35.09 CH4 20.00 16.57 4.47 58.94 23.60 C2H6 10.00 14.40 3.94 17.83 9.73 C2H4 0.00 0.00 0.00 4.88 10.89 C3H8 14.00 7.53 2.74 1.15 0.10 C3H6 0.00 0.00 0.00 1.24 0.61 C4H10 17.00 2.88 1.47 0.25 0.00 C4H8 0.00 0.00 0.00 0.27 0.00 C5H12 6.00 2.06 0.96 0.28 0.00 CO 0.00 0.00 0.00 0.00 1.32 CO2 0.00 0.00 0.00 0.30 1.14 O2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.27 N2 0.00 1.15 0.00 2.04 15.25 H2S/μg·g-1 5~30 5~30 5~30 5~30 5~30 有机硫/μg·g-1 0 0 0 100~200 100~200 注：加工原料分别为 1 大庆/卡宾减压蜡油; 2 FCC柴油; 3 大庆石脑油连续重整; 4 大庆/卡宾减压渣油; 5 管输减压蜡油掺减压渣油. 2.2 炼厂干气加氢精制工艺 通常情况下，对于烯烃含量≯7v%的炼厂