UOP公司生产清洁燃料技术

目前炼油厂正面临清洁燃料升级换代、轻馏分油特别是柴油需求量增加、渣油需求量减少和含硫量降低的挑战，急需进行技术改造，提高原料油加工苛刻度和加工深度，减少氢气消耗，扩大氢气来源，增加氢气供应。可供炼厂选用的装置改造的成熟技术主要有以下几项。

（1）催化重整技术。固定床半再生式催化重整改造为全连续再生或部分连续再生，可以多产氢气，提高多供氢气的能力，是一种经济上很有吸引力的办法。UOP公司新开发的CycleX系统就是一种把固定床半再生式重整改造为部分连续再生操作的低成本方案。这种系统由新加热炉、反应器和再生器组成，能在三台反应器的装置上新增第四台反应器，其催化剂可以连续再生。

换用活性/选择性更好的催化剂，也是提高重整装置产氢量的措施之一。如：UOP公司的固定床半再生式重整R-86催化剂、R-274和R-264连续重整催化剂等，在原有装置不投资增加新设备，既能提高加工能力，又能提高产氢量。

（2）加氢裂化与加氢处理。UOP公司开发的先进的部分转化加氢裂化（APCU）和高转化Hycycle加氢裂化技术能更有效地利用氢气。与常规低转化加氢裂化相比，APCU在较低压力下操作，可使氢气得到更有效的利用。加氢裂化产物与脱硫的催化裂化原料在强化高压分离器中分离，后面跟着一台馏分油加氢处理反应器，控制馏分油的质量不受催化裂化原料质量的影响，使氢消耗减至最少。与常规缓和加氢裂化相比，APCU氢耗可降低5%～10%。

与常规加氢裂化相比，Hycycle加氢裂化的氢耗降低和生产中馏分油的选择性提高。其单程转化率低，过度裂化和催化剂结焦大大减少，选择性开环反应使平衡转向更有利于在低压下操作。由于裂化反应减至最少，原料油中的芳烃更多地饱和，使氢气的需求量减少，较多的富含烷烃化合物保留在中馏分油中，中馏分油收率提高5%。

加氢裂化催化剂也与氢气消耗有关。UOP公司的HC-215催化剂是一种生产中馏分油催化剂，其活性和选择性都优于全无定形催化剂。HC-150是一种可灵活生产大量中馏分油或石脑油的催化剂，已用于欧洲一家炼油厂。HC-53催化剂能使芳烃选择性饱和，生产的中馏分油有较多的氢，轻馏分油中氢较少，因此能得到高十六烷值柴油和高辛烷值汽油。HC-34是一种裂化/饱和组分比例高的催化剂，生产石脑油的活性和选择性高，得到的石脑油产品芳烃含量高、辛烷值高。

（3）氢气回收与净化技术。用作炼厂燃料气或制氢原料的富氢气体可以经济地回收氢气，其成本可以低到制氢工艺的30%。回收技术有变压吸附、膜分离和深冷分离三种。

在氢气和燃料气价差大的情况下，投资新建氢气回收装置是合适的。如果要求回收氢气的纯度高于99%，通常选用变压吸附（PSA）技术，UOP公司的多床层PSA系统能生产CO小于10μg/g的高纯度氢气。膜分离可以得到纯度大于95%的氢气，但要求富氢原料气的压力为氢气产品的2～5倍，以使氢气得到有效分离；废气中含有所有的非氢组分，压力与原料气一样，可以进一步分离回收有价值的烃类；在生产能力不大时生产成本最低，但随着生产能力提高，其成本效率下降。深冷分离可以得到纯度大于95%的氢气，还能够得到其他副产品，在生产能力不大时生产成本较高，但其规模经济性较好。

（4）催化轻循环油加工技术。高硫高芳烃的催化轻循环油不能用作清洁柴油组分。传统的加工方法是把催化轻循环油与直馏石脑油混合进行加氢处理。为生产超低硫柴油，就要提高加氢处理的苛刻度，压力提高，催化剂装填量增加，氢耗增多。另-种方法是在生产超低硫柴油的同时，生产缺氢的高辛烷值汽油或芳烃，即部分转化加氢裂化，既有加氢处理生产超低硫柴油的作用，也有调节转化率和改变生产超低硫柴油和汽油/芳烃比例的灵活性。

（5）渣油加工技术。燃料油需求量减少、含硫量降低，需要加工渣油的新方法。延迟焦化是许多国家炼油厂转化渣油的工业方法，但所得到的高硫高氮液体产物用于生产清洁燃料，要消耗大量氢气，因此需要替代延迟焦化的新方法。一种方法是全部常压重油加氢处理生产低硫的催化裂化原料油和低硫燃料油，虽然液体产品收率提高，但氢气消耗和投资也高。渣油加氢裂化生产清洁燃料，氢气消耗、投资和操作费用都大大增加，但可由高价值产品得到补偿；未转化渣油通过部分氧化生产氢气、合成气（主要是CO和H₂）以及电和蒸汽，氢气可用于生产超低硫柴油，合成气可用于生产合成油、合成醇、合成氨等产品，电与蒸汽可供其他装置使用，但投资和操作费用都很高。      （易向葵）