杜邦公司收购Process Dynamics公司的IsoTherming加氢技术是一项突破性的技术,能为炼油商提供一种更经济和更灵活生产超低硫柴油的新手段。
常规的加氢技术反应在液相进行。大量的富氢循环气与原料油一道送进反应器,以确保反应所需要的氢气转移到液相。Iso Therming技术的核心是能够通过饱和液体循环油提供反应需要的氢气,这样就不再需用循环氢压缩机。流体通过反应器变成了单一的液相。加氢处理过的液体循环油用来把所需要的氢气送到反应器中,也起有冷源的作用并造成更等温的反应条件,减少非受控的裂化反应,因此生成的轻馏分减少。由于不需要在反应器中溶解氢气,所以加氢过程中就没有反应的传质限制,反应速度受动力学限制,比原先进行得更快一些。因此,现在反应器的大小就可以按加氢反应本身而定,不是按反应混合物中溶解氢而定。对炼油厂而言,在反应器设计中这种变化有以下一些优点:
(1)减少总投资。在工艺目的不变的情况下催化剂用量减少,因而反应器就可以小一些。不仅反应器和催化剂成本降低,而且省掉循环压缩机系统和有关的设备如胶吸收塔、分离塔、换热器等,最终界区内的投资减少20%-40%,决定于实际应用情况。
(2)缩短设备交付时间。现在厚壁反应器的制造时间是2-4年,且世界上能够制造大型高压反应器的工厂很少。现在交付离心压缩机的时间近3年。 IsoTherming加氢反应器小一些,可以便壁厚减薄一些,因此就可以增加制造的数量。不需要使用循环压缩机,就既没有制造也没有运输问题。
(3)减少轻馏分。通过IsoTherming反应器的温升降低,可以在非理想裂化反应减至最少的同时,得到符合规格要求的目的产品,这样就使价值有限的轻馏分的收率降低。此外,减少裂化反应能在满足产品规格要求的同时降低氢气消耗。当然,降低的程度决定于许多因素,如原料油、操作条件和催化剂等。对于高度不饱和的原料如轻循环油(LCO)和焦化瓦斯油(CGO),降低通过反应器的温升,不仅减少裂化,而且平均温度降低,能有效处理难以脱除的氮化物,对硫的再结合反应没有不利影响。
(4)延长催化剂寿命。裂化反应减至最少,催化剂上焦炭沉积也减至最少。这通常是催化剂寿命的限制因素。热量的质量提高和使表面完全润湿,也有助于延长催化剂的寿命。
(5)减少维修和操作费用。由于取消了循环氢系统,因此可以节省大量维修费用。催化剂用量减少和寿命延长,可以降低催化剂更换的成本和有关金属/废料的处理成本。此外,对于含有一定量裂化组分的原料油,Iso Therming可以回收反应热并把热的加氢处理产品循环返回到反应器的入口,因此,原料加热炉通常就是开工和硫化时的负荷。在正常操作条件时不需要用原料油加热炉,因此可以节省大量的燃料气成本和减少大量烟囱的排放物。循环泵的用电量通常仅是循环气压缩机的10%。
(6)流程的灵活性大。对于想改造原有加氢处理装置的炼厂而言,IsoTherming技术就可以提供这样一种方案,即把IsoTherming反应器放在原有加氢处理反应器的前面,作预处理用。这样的投资只是竞争加氢脱硫技术的一部分。IsoTherming预处理反应器完成大部分加氢脱硫反应,原有的常规反应器只完成很少一部分加氢脱硫反应。常规滴流床反应器的传质限制不再是约束条件,因为事实上IsoTherming反应器已经把大量氢气转移到油中。由于这个原因,在常规反应器中,由于生焦造成的催化剂失活大大减少原有的低压力日氢处理装置,可以改造为压力高一些的IsoTherming系统,充分利用原有的装置,总投资可以减至最少。