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重油精制成套工艺 / Coker Gas Oil Denitrogenation

焦化蜡油脱氮成套工艺
焦化蜡油脱氮剂 · 非加氢络合脱氮 · 脱碱氮率 70%~81%

将焦化蜡油碱性氮由 1000ppm 以上降至 300~600ppm,同步脱金属、脱残炭、降低加氢原料脱金属负荷,显著改善催化裂化(FCC)与加氢裂化进料品质,提高轻油收率

📋 索取脱氮项目方案 电话咨询技术工程师
🧪 国家专利络合脱氮技术
📉 脱碱氮率 70%~81%
⚙️ 常压罐区沉降 · 投资小
🏭 东营正航 · 弘润昌邑项目落地

为什么焦化蜡油必须脱氮?

焦化蜡油(CGO)是减压渣油在焦化过程中得到的二次加工中间馏分油,收率约占焦化产品的 20%~30%,主要用作催化裂化(FCC)和加氢裂化原料。与直馏蜡油相比,深度裂化的焦化蜡油含有较多的氮、稠环芳烃和胶质,碱性氮化物含量是直馏蜡油的 2~3 倍,通常高达 1000ppm 以上

在催化裂化过程中,这些碱性氮化物(吡啶、喹啉类)会优先吸附在催化剂的酸性中心上,使催化剂活性下降,进而:

  • 📈 焦炭产率上升,烧焦负荷增加
  • 📉 汽油、液化气收率下降,轻油收率降低
  • 🛢️ 外甩油浆增多,经济效益受损
  • 🧬 加氢裂化进料时,加速催化剂中毒、缩短运转周期

因此,通过脱氮降低碱性氮含量,是提高焦化蜡油催化裂化性能、增加催化装置轻收、提升炼厂经济效益的有效方法。作为焦化蜡油预处理(精制)的关键步骤,络合脱氮在脱碱氮的同时还能降低加氢原料的金属与残炭含量,同样适用于润滑油加氢前脱氮等场景。

焦化蜡油 vs 直馏蜡油 · 碱性氮对比

项目说明
焦化蜡油收率占焦化产品 20%~30%
碱性氮含量直馏蜡油的 2~3 倍
典型碱氮水平>1000 ppm
对FCC催化剂吸附酸性中心、降活性
处理目标脱后碱氮降至 300~600 ppm 级

国内外大型炼厂普遍采用渣油高压加氢脱氮,收率高但条件苛刻、投资大;非加氢络合脱氮以更低投资改善进料,中石油某炼厂委托建设的 10 万吨/年焦化蜡油脱氮装置是国内运行时间最长、仍在生产的示范装置。

核心脱氮效果指标与技术参数

70-81%
脱碱氮率
(加剂量1.0%~1.4%)
≤0.3
脱后油酸值
mgKOH/g(可一步到位)
97.6%
脱钙率
(同步脱Ni 64.7%/Fe 61.4%)
常压
罐区沉降工艺
80~100℃ · 无需氢源

以上为典型工况实测数据,实际效果随焦化蜡油性质与加剂量而异,建议送样小试评价

焦化蜡油络合脱氮原理

根据 Lewis 酸碱理论,油品中的碱性氮化物(如取代吡啶、喹啉)N 原子含有未屏蔽的孤对电子,属于电子对给予体(Lewis 碱);脱氮剂中的季鏻盐类酸性离子液体具有质子特性,可提供 H⁺ 与碱性氮的孤对电子络合成盐,从而将碱性氮从油品中"抓取"出来。

生成的含氮络合物不溶于油、密度大,通过罐区静置沉降即可与脱氮油分离。由于碱性氮多富集于芳烃、胶质中,焦化蜡油脱氮的同时,胶质和金属含量也大幅下降,实现"一剂多脱"。

脱氮剂主要组成

  • 🧪 季鏻盐酸性离子液体:化学/热稳定、不易燃、与油不混溶,易沉降分离,脱氮效率高
  • 🔗 多元(亚)磷酸酯、磺酸类多元酸:多酸性基团同时络合多个碱氮,形成大絮团,沉降更完全、脱后酸值更低
  • 🛡️ 复合缓蚀剂(两性咪唑啉+炔醇醚+曼尼希):抑制脱氮剂贮运及过程腐蚀
  • 💧 分散湿润剂、相转移催化剂:使脱氮剂在油中易于分散混合

脱氮剂质量指标

项目技术指标试验方法
外观均匀液体目测
密度(20℃) g/cm³≥1.70GB/T 1884
凝点 ℃≤-25GB/T 510
运动粘度(50℃) mm²/s≤80GB/T 265

脱氮前后理化性质对比(典型)

项目脱氮前脱氮后
碱性氮 μg/g2043598
硫 μg/g99609135
胶质 %7.15.3
H/C 原子比1.6471.694
运动粘度(50℃)20.4818.98

碱性氮降低 70% 以上,H/C 上升,硫、密度、胶质、粘度均下降,催化加工性能明显改善。

焦化蜡油脱氮工艺流程(罐区沉降法)

1计量混合

焦化装置来的 95~105℃ 焦化蜡油,与计量泵来的脱氮剂经静态混合器充分混合、反应。

2保温沉降

油/剂混合物进入脱氮反应沉降罐,在 80~100℃ 下保温沉降分离 24~48 小时

3取脱氮油

脱氮精制油从沉降罐中上层抽出,送往催化裂化或加氢裂化装置作进料。

4排络合物

碱氮络合衍生物(类沥青质)从罐底排出,掺沥青或石油焦外送,无废水产生。

非加氢络合脱氮的优势

  • 💰 投资小、上马快:常压罐区沉降,无需高温高压反应器与氢源
  • 🌿 工艺清洁:络合物可掺沥青/石油焦外送,基本无废水
  • 🎯 一剂多脱:脱碱氮同时脱金属、脱残炭、降胶质
  • 🔬 专有配方+专利技术:低酸值脱氮剂可将脱后酸值控制在 0.3 mgKOH/g
  • 🤝 现场技术服务:工程师驻厂跟踪小试、中试与装置标定

主要操作条件

指标数值
原料油进料温度80~100 ℃
沉降罐温度80~100 ℃
油品停留时间>24 h(24~48h)
含氮络合物抽出温度105~130 ℃
脱氮剂加注量1.0%~1.4%(按碱氮调整)

多家炼厂焦化蜡油脱氮实测数据

焦化蜡油来源原料碱氮 μg/g脱后碱氮 μg/g脱碱氮率 %脱氮剂用量 %
中石油某炼厂1129397.263.61.15
昌邑石化1136429.864.21.1
青州石化1585772.573.91.1
武汉石化143845068.71.4
大庆石化132231376.31.3
石家庄炼化141526881.11.4

数据来源:本心/润尔华焦化蜡油络合脱氮试验汇总。该剂对不同焦化蜡油均有较好脱氮性能,加剂量 1.0%~1.2% 时脱氮率约 70%~80%。

焦化蜡油脱氮项目案例

焦化蜡油脱氮项目方案
东营正航石油化工

本心为东营正航编制焦化蜡油络合脱氮项目建设方案,采用罐区沉降工艺改善其焦化蜡油催化裂化进料品质。

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焦化蜡油脱氮项目方案
弘润(昌邑)石化

弘润集团昌邑、青州焦化蜡油经低酸值脱氮剂精制,碱氮由 1136/1585μg/g 降至 429.8/772.5μg/g,脱后酸值 0.15~0.19mgKOH/g。

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10万吨/年脱氮装置(行业示范)
中石油某炼厂(三叶实业)

国内运行时间最长、仍在生产的焦化蜡油脱氮装置,是非加氢络合脱氮技术成熟可靠的有力佐证。

行业示范

焦化蜡油脱氮常见问题

焦化蜡油为什么需要脱氮?
焦化蜡油是减压渣油焦化得到的二次加工馏分油,碱性氮含量为直馏蜡油的 2~3 倍,通常高达 1000ppm 以上。碱性氮会优先吸附在催化裂化催化剂的酸性中心上,降低催化剂活性,使焦炭产率上升、汽油和液化气收率下降、外甩油浆增多。通过脱氮降低碱性氮,可显著提高焦化蜡油的催化裂化性能与轻油收率。
络合脱氮与加氢脱氮有什么区别?
加氢脱氮(HDN)收率高、无废物,但工艺条件苛刻、投资大、需要氢源与高温高压反应器。络合脱氮属非加氢化学法,常温至 60℃ 常压罐区即可操作,投资小、上马快,利用脱氮剂与碱性氮络合成盐后沉降分离,适合没有加氢能力或希望以较低投资改善 FCC 进料的炼厂。两者互补。详见 脱氮处理和加氢精制有什么区别?
焦化蜡油脱氮率能达到多少?脱后酸值如何控制?
加剂量 1.0%~1.4% 时,对不同炼厂焦化蜡油的脱碱氮率一般在 70%~81%,可将碱性氮由 1000ppm 以上降至 300~600ppm 级。随着低酸值脱氮剂配方优化,脱氮精制油酸值现已可控制在 0.3 mgKOH/g 以内,基本无需补充精制即可一步到位。
脱氮剂的加注量和适用工况是多少?
推荐加注量约为焦化蜡油质量的 1.0%~1.4%(按碱氮含量与目标脱氮率调整)。罐区沉降工艺进料温度 80~100℃,反应沉降罐停留时间大于 24 小时(24~48 小时),脱氮油从中上层抽出,碱氮络合衍生物从罐底排出。参考 蜡油脱氮剂是什么?
脱氮产生的碱氮络合衍生物如何处理?
脱氮剂与碱性氮络合成盐后形成的络合衍生物为黑色固体或粘稠膏状,性质类似沥青质,既难溶于溶剂油也难溶于水。可定期从沉降罐底部抽出,掺入沥青或石油焦用罐车外送处理,工艺清洁、无废水产生。
焦化蜡油脱氮剂怎么选?
选焦化蜡油脱氮剂主要看三点:①脱碱氮率与目标碱氮(焦化蜡油通常需由 1000ppm 以上降至 300~600ppm);②脱后油酸值是否可控(低酸值型可将脱后酸值控制在 0.3 mgKOH/g 以内,省去补充精制);③是否同步脱金属、脱残炭并与现有罐区沉降工艺匹配。本心可按您焦化蜡油的碱氮、酸值等性质做小试选型并出具脱氮效果指标。

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