托普索：助推煤焦油加氫產(chǎn)業(yè)升級(jí)
目前，我國(guó)煤焦油加氫裝置普遍存在催化劑壽命短、壓降高、結(jié)焦快且嚴(yán)重、設(shè)備頻繁因堵塞而停車、管道設(shè)備選材不合理而導(dǎo)致腐蝕，及工藝設(shè)計(jì)不合理而導(dǎo)致運(yùn)行能耗高且負(fù)荷低等瓶頸。這些問(wèn)題怎么破解?記者近日在天津召開(kāi)的“2016年托普索煤焦油加氫技術(shù)交流會(huì)”上了解到，經(jīng)過(guò)幾年努力，丹麥公司托普索在煤焦油加氫預(yù)處理、反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件、加氫裂化等方面取得重要成果，形成了一整套完整的加氫技術(shù)，可有效解決上述問(wèn)題，助推我國(guó)煤焦油加氫產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
中國(guó)的煤焦油加氫行業(yè)在經(jīng)歷數(shù)年快速發(fā)展之后，隨著油價(jià)的的下跌，市場(chǎng)的熱度也快速降溫，直至冰點(diǎn)。目前，由于各種技術(shù)問(wèn)題導(dǎo)致煤焦油加氫行業(yè)開(kāi)工率不足40%。在低油價(jià)背景下，實(shí)現(xiàn)裝置的長(zhǎng)周期高負(fù)荷運(yùn)行，無(wú)疑是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑之一。
據(jù)了解，煤焦油中含有Fe、As、Ca、Mg等金屬雜質(zhì)，如果不脫除這些金屬雜質(zhì)，床層壓降將升高，催化劑將快速失活和結(jié)碳。一般傳統(tǒng)的過(guò)濾預(yù)處理工藝只能脫除部分顆粒物和灰;水洗工藝則只能脫除無(wú)機(jī)鹽，且脫除金屬的效率均不高(低于20%)，這是因?yàn)榇蟛糠纸饘偈且杂袡C(jī)物的形式溶于煤焦油中的。托普索RUB研發(fā)總經(jīng)理Rasmus在會(huì)上介紹到，托普索世界首創(chuàng)的酸洗預(yù)處理工藝，采用成熟的混合分離技術(shù)，可用較低的運(yùn)營(yíng)成本，有效脫除90%以上的Fe、Ca等金屬雜質(zhì)和抑制反應(yīng)的有機(jī)氮，同時(shí)對(duì)C、H分子無(wú)影響，整個(gè)預(yù)處理過(guò)程對(duì)煤焦油的損失極小，且可適用于不同的煤焦油。與此同時(shí)酸洗處理可以脫除煤焦油中50%左右的有機(jī)氮，這樣不僅降低了加氫難度，同時(shí)減少了加氫催化劑裝量。
同時(shí)，記者在會(huì)上得知，通過(guò)三年對(duì)中低溫煤焦油全餾分加氫方案的潛心研究，托普索在不斷的優(yōu)化和完善全餾分加氫工藝方案。在確保長(zhǎng)周期運(yùn)行，高質(zhì)量產(chǎn)品指標(biāo)的基礎(chǔ)上，相對(duì)于大多數(shù)采用加壓蒸餾，或延遲焦化的工藝，產(chǎn)品收率大幅提高20%以上。
煤焦油加氫裝置運(yùn)行過(guò)程中會(huì)有焦粉、催化劑粉末、鐵、鹽、大碳質(zhì)顆粒等外部固體污染物產(chǎn)生，輔以反應(yīng)產(chǎn)物的聚集，會(huì)造成催化劑床層的積垢，使反應(yīng)器壓力降低，嚴(yán)重者將影響裝置運(yùn)行。原料過(guò)濾、積垢籃等通用做法并不能有效去除這些雜質(zhì)。記者在采訪中了解到，托普索獨(dú)家推出的“級(jí)配”方案可有效降低固定顆粒及其他污染物，對(duì)煤焦油非常有效?！凹?jí)配催化劑”是托普索35年前發(fā)明的，主要原理是某種反應(yīng)或工藝需要采用多種催化劑或不同尺寸、形狀和活性的催化劑進(jìn)行匹配、配合使用，解決某單一催化劑的局限性或使用單一催化劑帶來(lái)的副產(chǎn)物等。至今，托普索已有超4000批次級(jí)配催化劑走向市場(chǎng)，在全世界超350家煉油企業(yè)中得到應(yīng)用。
托普索新能源部經(jīng)理吳穹笑介紹到，目前市場(chǎng)上催化劑在生產(chǎn)中要求大量補(bǔ)硫，而托普索基于自身催化劑的性能和加氫反應(yīng)的條件分析包括實(shí)際工業(yè)裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)分析。托普索的催化劑在生產(chǎn)過(guò)程中不需要進(jìn)行補(bǔ)硫，這帶來(lái)直接益處是每年節(jié)省數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的補(bǔ)硫成本，同時(shí)大幅降低含硫污水的處理量。
會(huì)上，一位與會(huì)的行業(yè)專家認(rèn)為，解決催化劑補(bǔ)硫的問(wèn)題，對(duì)煤焦油加氫技術(shù)將是一個(gè)劃時(shí)代的提升。
托普索基于自身催化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)酸洗預(yù)處理、級(jí)配催化劑的應(yīng)用以及反應(yīng)器塔內(nèi)件的合理配置使用等手段實(shí)現(xiàn)了煤焦油加氫關(guān)鍵指標(biāo)質(zhì)的飛躍。比如，在中低溫全餾分解決方案中可以把主產(chǎn)品柴油的十六烷指數(shù)提高到45以上，密度減低到0.85。針對(duì)高溫煤焦油的餾分油，如蒽油/洗油等，對(duì)高含氮(7000-10000ppm)，高芳烴(95%以上)的原料進(jìn)行充分的脫氮(降至10ppm以下)和芳烴飽和(降至20-30%以下)，進(jìn)而采用選擇性好的裂化劑進(jìn)行處理。相對(duì)現(xiàn)有的工藝，柴油收率可以提高5%以上，總液收可以提高2-5%，密度可以大幅下降0.05kg/l。
托普索NBU全球銷售總監(jiān)蘇仁德(SorenSelde Enevoldsen)認(rèn)為，雖然目前是煤焦油加氫行業(yè)的低谷期，但也是煤焦油加氫技術(shù)更新?lián)Q代期。行業(yè)需要在反思審視的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，需要對(duì)既有的技術(shù)進(jìn)行發(fā)展，對(duì)存在問(wèn)題進(jìn)行徹底的解決。做好煤焦油加氫會(huì)為中國(guó)煤的分級(jí)/提質(zhì)利用行業(yè)發(fā)展奠定一個(gè)重要基礎(chǔ)。
據(jù)了解，目前，托普索已經(jīng)在煤焦油原料的基礎(chǔ)研究，煤焦油預(yù)處理和長(zhǎng)周期運(yùn)行，加氫工藝的中試和優(yōu)化，煤焦油加氫催化劑機(jī)理研究和開(kāi)發(fā)，工業(yè)化應(yīng)用等各個(gè)領(lǐng)域都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。其首個(gè)工業(yè)化應(yīng)用案例客戶——河北新啟元對(duì)托普索的催化劑和技術(shù)服務(wù)給予了充分的肯定。