摘要: 临氢加工是指在氢气气氛中加工的所有工艺过程,主要包括加氢精制(加氢处理,hydrotreating)和加氢裂化(hydrocracking)。随着我国对环保的要求日益严苛,石油产品必须经过加氢除去硫、氧、氮等有害杂原子,需要建设更多的加氢精制工艺。随着市场竞争的日益激烈,石化行业产业结构的调整以及产业链的延长,需要更多的如加氢裂化等临氢工艺建设。
量值准确可靠的标准溶液是优化临氢工艺中工艺、保证企业高质量发展规划、实现节能减排和预定双碳目标的重要物质保证。本文重点介绍了天津先德科技有限责任公司在在油品加氢脱硫、柴油临氢降凝临氢等工艺配套标准溶液定制方面的工作。
关键词:临氢加工;标准溶液;先德科技;定制
临氢加工是指在氢气气氛中加工的所有工艺过程。如加氢精制、加氢裂化、催化重整等。加氢精制(加氢处理,hydrotreating):指在氢压和催化剂存在下,使油品中的硫、氧、氮等有害杂质转变为相应的硫化氢、水、氨而除去,并使烯烃和二烯烃加氢饱和、芳烃部分加氢饱和,以改善油品的贮存安定性、颜色、气味、粘温性能、燃烧性能等指标质量。
加氢裂化(hydrocracking)是催化裂化技术的改进。在临氢条件下进行催化裂化,可抑制催化裂化时发生的脱氢缩合反应,避免焦炭的生成。在高温、高压操作条件下反应得到不含烯烃的高品位产品。加氢裂化过程中,氢气经催化剂作用使重质油发生加氢、裂化和异构化反应,转化为轻质油(汽油、煤油、柴油或催化裂化、裂解制烯烃的原料)的加工过程,其实质是加氢和催化裂化过程的有机结合,能够使重质油品通过催化裂化反应生成汽油、煤油和柴油等轻质油品。
此外,我国是一个“多煤少油”的国家,煤化工主要包括煤制油、煤制天然气、煤制甲醇、煤制烯烃等过程。煤焦油加氢裂化技术,是利用煤焦化的副产品煤焦油和荒煤气,使其中的芳烃达到饱和,并脱出硫、氧、氮等杂原子的过程。
标准溶液的质量直接影响生产企业的产品质量、规格和效益。临氢工艺中,需要使用标准溶液,对原料、中间产物、仪器性能评价、人员考核、产品检测以及贸易结算等供应链、产业链的关键环节进行质量控制。
标准溶液研制生产对人员、仪器、原料、方法以及实验室环境都有严格的要求。石化生产企业为保证标准溶液质量、降低生产成本,将项目配套的标准溶液委托给有技术实力的单位。
天津先德科技有限责任公司(简称先德科技)是专注为石化项目提供标准溶液定制化技术服务的科技型公司,作为烃加工协作组成员单位,将在烃加工协作组专刊介绍系列大型石化项目提供标准溶液定制化服务的典型案例。本文介绍先德科技在临氢工艺配套标准溶液定制。
1 前言
1.1临氢工艺在炼油工业应用
临氢工艺在我国的应用随着石化工业的发展和技术的进步,临氢工艺不仅在炼油和乙烯生产中得到应用,在煤制油工业中也得到大量应用。
炼油工业中,加氢精制工艺是将直馏和二次加工生产的汽油、煤油、柴油和润滑油在氢气和催化剂的作用下,在加氢精制反应器中通过加氢反应将油品中的有害杂质如硫、氮、氧及金属杂质除去,并使一些稳定性不好的烯烃和多环芳烃在不同程度上得到饱和,从而得到质量好的油品。
加氢精制工艺的操作温度一般在350℃左右,操作压力在4~8MPa。现代环境保护要求越来越严格,油品燃烧产生的二氧化硫和一氧化氮都将严重污染空气,损害人身健康,因此要求必须对粗加工的油品进行加氢精制,否则就不允许出厂。因此在炼油厂中配备汽油加氢精制工艺、柴油加氢精制工艺、 煤油加氢精制工艺以及润滑油加氢精制工艺等。
加氢裂化是在氢气和催化剂的作用下,在450℃高温和10~20MPa高压下,使重质原料油(减压渣油、焦化渣油和脱沥青油等)中的大分子烃类发生裂化、加氢、异构化反应,从而得到质量好的轻质油,如液化气、汽油、煤油、柴油、润滑油基础油和石脑油。
1.2临氢工艺在乙烯工业应用
乙烯工业中,乙烯裂解装置是将柴油或石脑油经高温裂解,分离出乙烯、丙烯和碳四等重要化工原料的龙头生产装置,剩余的裂解汽油主要成分是碳五馏分,其中芳烃含量约为70%,是制取芳烃的好原料,但其中还存在一定数量的烯烃、硫、氮以及氧化物等杂质,必须经过加氢除去杂质后方可使用。裂解汽油加氢装置多采用二段加氢,在300~400℃温度和4~7MPa压力下,在氢气和催化剂作用下,通过加氢反应得到碳六~碳八,即芳烃原料,可以生产苯、甲苯和二甲苯等重要化工产品。
1.3临氢工艺在化纤工业应用
化纤工业中,精对苯二甲酸(PTA)是生产涤纶的重要原料。在PTA生产中,粗对苯二甲酸在300℃左右温度和8MPa压力下,通过加氢反应除去杂质,生成精对苯二甲酸(PTA)。
1.4临氢工艺在煤制油工业应用
煤制油工业中,直接液化技术是将水煤浆在480℃温度和20MPa压力下,在氢气和催化剂的作用下,通过加氢反应生成液体和气体石油初级产品,然后再经过进一步蒸馏和加氢处理,得到汽油、柴油等石油产品。
1.5 标准样品在临氢工艺中的作用
标准溶液是实物标准,是科学制定与有效实施文本标准、提升产品质量、促进科技创新的重要技术基础,具有均匀性、稳定性、准确性和溯源性的基本特性。可用来校准仪器、评价测量方法和给材料赋值。石化行业标准溶液是具有一种或多种化学的、物理的、工程技术的性能特征。
在临氢工艺中,对供应链、产业链的关键质量检测,如原料、中间产物、仪器性能评价、人员考核、产品检测以及贸易结算等环节都需要使用标准溶液。量值准确可靠的标准溶液是保证企业高质量发展规划、优化临氢工艺中工艺、实现节能减排和预定双碳目标的重要物质保证。
2先德科技在临氢工艺标准溶液定制方面的工作
2.1 主营业务简介
先德科技创办于2018年,专注为石化行业企业全产业链提供标准物质定制、重点项目配套质量控制解决方案等技术咨询及服务。自主研发石油化工标准物质、标准样品、质控样品等3400余种,已为石化项目提供ASTM、UOP、GB/T及SH/T等对标标准物质定制1600余种。
公司现为AAA级信用单位、烃加工协作协作组成员单位、天津市雏鹰企业、全国化学标准化技术委员会委员单位、全国化学标准化技术委员会化学试剂分委会委员单位,并通过ISO9001标准物质研制/生产质量体系认证。
公司已获授权国家专利15项,已获软件著作权13项;已申报国家标准样品18项;获石化联合会科技进步一等奖1项。
2.2 石化行业项目相关大规模定制业绩
1) 为大型石化项目生产线过程控制、供应商原料质量控制、中间物流中控、装置中控、产品纯度、产品杂质等质量控制提供定制标液1600余种,涵盖ASTM、UOP、GB等标准方法;
2) 为安捷伦、岛津等国际知名仪器供应商提供方法开发、仪器性能验证以及项目配套的标准溶液定制服务;
3) 为行业企业检测实验室提供质控样品定制
2.3 临氢工艺配套标准溶液定制
中石化某临氢工艺项目,根据临氢工艺需求及定制方案,先德科技承担气相色谱仪用混合标准溶液的定制,代表性标准溶液58项,部分所列见表1,对应单标标准溶液148种,用于临氢工艺的质量控制,所有定制的标准溶液全部成功应用于临氢工艺调试和生产运行。
表1 配套混标标准溶液清单汇总表
序号 | 标液名称 | 对应标准 | 编号 |
1 | 芳烃中微量噻吩标液 | ASTM D7701 | CRM06202 |
2 | 苯中噻吩标液系列 | ASTM D 4735 | CRM06295 |
3 | 液体中硫化物标液 | ASTM D5623 | CRM08262 |
4 | 二硫化物标液 | 专利商标准 | CRM06267 |
5 | AMS加氢后异丙基环己烷 | QCL-155-FR | CRM07049 |
6 | AMS加氢物料标液 | QCL-155-FR | CRM07050 |
7 | 酰胺和废酸中甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸 | / | CRM07Y55 |
8 | 油中钼催化剂 | ASTM D7303 | SCH D7303 |
9 | 汽油中三苯标液 | UOP 744 | CRM06201 |
10 | 粗汽油三苯标液 | UOP 744 | CRM06217 |
11 | 催化剂中异丙醇 | 方法39 | CRM07019 |
12 | 苯乙烯渣油标液 | / | CRM06209 |
13 | 汽油中醇醚定性标样 | ASTM D4815、SH/T 0663 | SCH 0663D |
14 | 汽油切割醇醚样 | ASTM D4815、SH/T 0663 | SCH 0663Q |
15 | 汽油中醇醚内标 | ASTM D4815、SH/T 0663 | SCH 0663N |
16 | 汽油中12组分醇醚校正标样 | ASTM D4815、SH/T 0663 | SCH 0663J |
17 | 汽油中MTBE校正标样 | ASTM D4815、SH/T 0663 | SCH 0663J1 |
18 | 汽油中ETBE校正标样 | ASTM D4815、SH/T 0663 | SCH 0663J2 |
19 | 汽油中甲醇校正标样 | ASTM D4815、SH/T 0663 | SCH 0663J3 |
20 | 汽油中乙醇校正标样 | ASTM D4815、SH/T 0663 | SCH 0663J4 |
21 | 2,6-萘二甲酸 | / | SCH 1141-38-4 |
2.4 相关国家标准样品申报立项
先德科技已申报国家标准样品18项,覆盖高纯物质、生物替代能源以及石化行业等,包括碳五产品、苯产品、乙苯产品、苯乙烯产品以及异丙醇产品、二乙二醇产品等标准样品。
3 先德科技优势
3.1全链条技术服务
可为用户根据项目生产目标,提供行业咨询报告、工艺先进性专利导航、标准物质定制、质量标准制定及项目风险分析等全链条技术服务。
3.2可信赖的技术团队
海归博士领衔,兼具丰富的石油化工及标准样品行业背景。
3.3准确可靠的量值结果
严格遵照质量体系及程序文件要求,CRM可追溯至国家/国际标准。
3.4丰富专业的定制经验
为石化、环境等领域提供BTC的定制服务,具有为炼化一体化项目、临氢工艺、水专项等项目定制标准物质的丰富经验。
3.5稳定的行业供应链保障能力
拥有较丰富的标准物质产业链、供应链资源,具有稳定的标准物质合成、纯化及生产技术资源,为客户提供优于同行的供应链保障。
3.6 专业贴心的售后服务支撑
提供专业贴心的售后服务,并可根据项目需求为用户提供标准物质培训交流。