于曉明（中海石油中捷石化有限公司，河北 滄州061101）

一、前言

中捷石化公司所加工的原油多以重質(zhì)油原油為主， 為環(huán)烷基、石蠟基混合原油，混合比例約為4∶1。 公司為典型的燃料性煉廠配置。 生產(chǎn)的柴油不能夠直接作為產(chǎn)品銷售， 需要進一步加工。 中捷石化公司2006 年設計投產(chǎn)了柴油加氫精制裝置，反應部分采用爐前混氫、中壓加氫精制和冷高分工藝，反應后的汽、柴油采用經(jīng)精制后作為產(chǎn)品外送； 主要反應條件： 氫分壓6.0MPa，反應溫度330/380 ℃，設計耗氫10 kg 氫/t 油；最初的產(chǎn)品指標按國標Ⅱ設計。

原油劣質(zhì)化的趨勢越來越明顯， 且國家加快了對柴油產(chǎn)品的質(zhì)量升級步伐， 中捷石化目前的流程配置難以生產(chǎn)符合車用柴油標準(GB19147-2009)柴油產(chǎn)品。 主要是經(jīng)加氫精制后的柴油產(chǎn)品密度高、硫/氮含量高、比色度大。因此，對提升柴油產(chǎn)品品質(zhì)已勢在必行。

中捷石化的現(xiàn)有加氫催化劑為國內(nèi)通用催化劑類型， 主要成分為氧化鋁載錳、鎢、鎳等金屬組分和助劑，形狀為三葉草，直徑在1.3mm 左右，此催化劑對性質(zhì)較好柴油具有良好的的脫硫、脫氮能力，但是對劣質(zhì)柴油脫硫、脫氮能較差，對柴油降低密度、提高十六烷值效果不十分明顯。 DN-3551 催化劑組分鎳、鉬，形狀、直徑均與前者相同，比表面積比前者高出10m2/g 左右。 本文通過DN-3551 催化劑試驗結(jié)果對比中捷石化公司目前催化劑應用情況，為企業(yè)柴油產(chǎn)品質(zhì)量升級提供了改造思路。

二、試驗情況

中捷石化采用DN-3551 催化劑，并在小試裝置進行了試驗，通過試驗結(jié)果驗證了該催化劑對本單位油品升級的效果。

1、原料性質(zhì)

目前公司的催化裂化柴油其密度在0.920 g/cm-3左右，主要是因為加工了劣質(zhì)原油所致。 公司希望利用現(xiàn)有的柴油精制裝置提高柴油的十六烷值，降低柴油的密度，降低其硫/氮含量并改善色度。 本次試驗的原料按公司現(xiàn)有的實際進料數(shù)據(jù)模擬，試驗條件進料貼近生產(chǎn)裝置運行時的操作參數(shù)， 催化柴油主要性質(zhì)見表1。

由表1 可見，中捷石化公司加氫裝置原料的密度高達0.920 g/cm3， 硫含量為1740 ppm，氮含量為1170 ppm，其餾程范圍是常規(guī)柴油餾程。

表1：中捷石化公司催柴原料性質(zhì)

2、催化劑

試驗采用的催化劑DN-3551， 試驗的主要工藝條件是按照該裝置設計條件確定的。 DN-3551 主要的活性金屬為Ni-Mo，其脫硫、脫氮和芳烴飽和能力均較強，對加氫脫氮效果明顯。

3、試驗裝置

試驗流程如圖1 所示。

將柴油產(chǎn)品放置于原料罐中進行升壓至72bar，試驗在一套雙管并聯(lián)固定床加氫試驗裝置上進行， 兩個反應器之前均設置單獨的流量計， 便于控制反應器的柴油流量， 為使反應溫度一致，兩個反應器采用同一熱源，氫氣管道均設置流量、壓力控制，盡量模擬同等的反應條件，反應壓力約為72bar。 分餾系統(tǒng)同樣按照裝置的實際效果布置， 設置了等同的加熱溫度、 回流比等等。

三、試驗結(jié)果

工藝條件具體為：氫分壓為72bar，體積空速為1.43h-1，氫油比為500v/v， 反應溫度分別為350℃、360℃。 試驗催化劑及中捷石化公司目前催化劑生產(chǎn)情況對比評價的主要結(jié)果見表2。

圖1

表2：主要試驗結(jié)果

通過以上數(shù)據(jù)對比， 該催化劑在壓力72 bar 和350 ℃/360 ℃的溫度下均可得到脫硫率95%以上， 密度降低值在0.0275 g/cm3 以上，較原有催化劑有明顯提升。 DN-3551 催化劑對降低產(chǎn)品密度、脫硫、脫氮和芳烴飽方面能力更加突出，更適合目前現(xiàn)有的生產(chǎn)裝置， 可以在現(xiàn)有裝置的操作條件下下達到密度降低值超過0.033 g/cm3、十六烷值提升9 個單位，HDN/HDS 率在95%以上，較原催化劑提升近20%，因此，該催化劑可以對中捷石化公司的柴油實現(xiàn)升級， 通過產(chǎn)品調(diào)和可使柴油滿足質(zhì)量要求。

四、結(jié)論

DN-3551 催化劑的試驗數(shù)據(jù)表現(xiàn)良好，對柴油密度、脫氮脫硫和芳烴飽和方面能力突出， 現(xiàn)階段在不對裝置進行大幅度改造的情況下， 僅通過更換催化劑可使柴油產(chǎn)品實現(xiàn)進一步的質(zhì)量升級，解決了目前企業(yè)催化柴油密度大、十六烷值低的現(xiàn)狀。精制后的產(chǎn)品通過調(diào)和能夠滿足調(diào)和要求，經(jīng)銷售測算項目投用后的的年經(jīng)濟效益可達2000 萬元。

[1] 劉勇. DN-3551 催化劑在遼陽石化加氫裂化裝置精制段上的應用[C].標準催化劑公司2009 年中國研討會

[2] 熊震林. 中海石油中捷石化高比重催柴加氫試驗報告[R].北京海順德2009.7