李江松， 鄭佰龍， 張英華

（中國(guó)石油遼陽(yáng)石化公司，遼寧 遼陽(yáng) 111003）

KF757、KF767加氫精制催化劑的運(yùn)行分析

李江松， 鄭佰龍， 張英華

（中國(guó)石油遼陽(yáng)石化公司，遼寧 遼陽(yáng) 111003）

裝置裝填KF757、KF767新催化劑后，對(duì)該催化劑在加氫精制裝置上初期運(yùn)行情況進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，隨著反應(yīng)溫度升高，催化劑具有良好的加氫脫硫反應(yīng)活性，在一定的溫度、壓力、空速、氫油比條件下， KF757、KF767催化劑可以生產(chǎn)滿足國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)的精制柴油。

加氫精制；催化劑；柴油；運(yùn)行；分析

隨著環(huán)境保護(hù)法的日益嚴(yán)格，對(duì)車用燃料的質(zhì)量提出更高的要求，柴油指標(biāo)中不但對(duì)硫、氮含量提出新的要求而且十六烷值（或十六烷指數(shù)）、芳烴含量、冷流動(dòng)性、90%或95%流出溫度、密度等也提出了更為嚴(yán)格的要求，其中深度脫硫是最難解決的問題之一［1］。石油產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)越來越苛刻，因此，柴油的低硫化是世界各國(guó)和地區(qū)柴油新規(guī)格的發(fā)展趨勢(shì)［2］。

中國(guó)石油遼陽(yáng)石化公司200萬t/a加氫精制裝置，由中國(guó)石化集團(tuán)洛陽(yáng)石油化工工程公司設(shè)計(jì)，采用兩段一次通過流程，兩段均采用非貴金屬催化劑。裝置以直餾柴油、焦化汽油和焦化柴油的混合油為原料，使用雅保公司生產(chǎn)的KF757、KF767催化劑，經(jīng)過催化加氫反應(yīng)進(jìn)行脫硫、脫氮、烯烴飽和，用以生產(chǎn)精制石腦油和精制柴油。

裝置由反應(yīng)部分、分餾部分及公用工程設(shè)施組成。裝置采用先進(jìn)、成熟、可靠的工藝技術(shù)，確保產(chǎn)品質(zhì)量，降低能耗。反應(yīng)部分采用冷高分流程、爐前混氫方案、設(shè)置循環(huán)氫脫硫設(shè)施。分餾部分采用“汽提塔+分餾塔”的雙塔汽提流程。催化劑采用密相裝填方式以滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。采用高效、可靠的設(shè)備，以確保裝置長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。采用新型反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件及反應(yīng)器冷氫箱專利技術(shù)。裝置采用 DCS 控制系統(tǒng)，優(yōu)化操作，以提高裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性，提高產(chǎn)品收率和質(zhì)量，并設(shè)置自動(dòng)保護(hù)和聯(lián)鎖停車系統(tǒng)。

1 原料油及催化劑性質(zhì)

200萬t/a加氫精制裝置原料有罐區(qū)混合油和裝置間熱供料，罐區(qū)供料為直餾柴油、焦化汽柴油混合油，裝置間熱供料為常減壓裝置直接供給，供給比例為直餾柴油74.8%，焦化汽柴油混合油25.2%，原料油性質(zhì)見表 1，催化劑性質(zhì)見表2。

表1 混合原料油性質(zhì)Table 1 Properties of mixed feedstock

表2 催化劑性質(zhì)Table 2 Catalyst properties

2 催化劑運(yùn)行情況與分析

2.1 催化劑裝填

催化劑裝填嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，反應(yīng)器設(shè)有兩個(gè)床層，各床層裝填數(shù)據(jù)見表3。

表3 催化劑裝填數(shù)據(jù)Table 3 Catalyst loading data

2.2 催化劑的干燥

裝置催化劑干燥采用氮?dú)庋h(huán)升溫的方法，對(duì)高壓換熱器組、加熱爐、反應(yīng)器、空冷器、高壓分離器以及物流管線組成的高壓反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行烘干，將設(shè)備水壓試驗(yàn)或水沖洗過程殘留在反應(yīng)系統(tǒng)的水脫除干凈，避免開工過程中，催化劑受潮使其機(jī)械強(qiáng)度下降增加催化劑床層壓降，縮短裝置生產(chǎn)周期。

催化劑干燥條件為：高分壓力1.5 MPa，反應(yīng)器入口溫度130 ℃，循環(huán)氫壓縮機(jī)全量循環(huán)。

2.3 催化劑的預(yù)硫化

新裝填的KF757、KF767催化劑需要進(jìn)行硫化，有利于提高催化劑的活性和穩(wěn)定性。采用濕法硫化，硫化劑攜帶油，熱容大，硫化產(chǎn)生的熱量易于帶走，避免硫化反應(yīng)時(shí)形成熱點(diǎn)；同時(shí)也相對(duì)減少了環(huán)境污染和設(shè)備腐蝕，本次KF757、KF767催化劑采用濕法硫化。

催化劑硫化條件為：高分壓力 6.0 MPa；硫化溫度 150～ 290 ℃；循環(huán)氫量85 000 Nm3/h；循環(huán)氫純度92.12%（v）；硫化劑為二硫化碳；硫化油為直餾柴油；硫化油循環(huán)量145 t/h。

2.4 催化劑初活穩(wěn)定及運(yùn)行情況分析

催化劑硫化結(jié)束后，引入常二線直餾柴油進(jìn)行催化劑初活穩(wěn)定，同時(shí)裝置分餾部分接反應(yīng)生成油，并開始對(duì)分餾塔底油進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量分析；精制柴油質(zhì)量全部合格后裝置分別配入焦化汽油及焦化柴油，最后產(chǎn)品同時(shí)合格。至此， 裝置安全一次投料試車成功 。

裝置反應(yīng)器入口溫度以≯15 ℃/h速率提溫，其它工藝參數(shù)不變，反應(yīng)器入口溫度逐步提到 330℃，分析了不同反應(yīng)溫度點(diǎn)時(shí)精制柴油中的硫含量，反應(yīng)器入口溫度與精制柴油硫含量關(guān)系見圖1。

圖1 反應(yīng)溫度與硫含量關(guān)系Fig.1 Reaction temperature and sulfur content

從圖1中可以看出：隨著入口溫度升高，精制柴油硫含量降低，當(dāng)反應(yīng)器入口溫度為330 ℃時(shí)，精制柴油硫含量為27 μg/g，精制柴油硫含量由77 μg/g降低到27μg/g，說明加氫脫硫反應(yīng)在此加氫反應(yīng)溫度范圍內(nèi)不受熱力學(xué)控制［3］，因此提高反應(yīng)溫度加氫脫硫速率增加。

反應(yīng)器入口溫度與硫、氮脫除率關(guān)系見圖2。

圖2 反應(yīng)溫度與脫除率關(guān)系Fig.2 Reaction temperature and removal rate content

從圖 2 中可以看出：隨著反應(yīng)器入口溫度升高，精制柴油中脫硫率和脫氮率升高， KF757、KF767催化劑加氫脫硫活性高于加氫脫氮活性。

反應(yīng)器入口溫度為 330 ℃時(shí)的主要操作條件見表4。

反應(yīng)器入口溫度為330 ℃時(shí)的KF757、KF767催化劑運(yùn)行數(shù)據(jù)見表5。

由表4和表5可以看出：反應(yīng)器床層溫升（≯70℃）、壓降（≯0.4 MPa）符合要求，KF757、KF767催化劑表現(xiàn)了良好的硫、氮脫除率，當(dāng)入口溫度為330 ℃時(shí)，脫硫率和脫氮率分別為98.8%和95.8%。

表4 主要操作條件Table 4 Main operating conditions

表5 催化劑運(yùn)行數(shù)據(jù)Table 5 Catalyst running data

目前工況下，氫油體積比偏低于設(shè)計(jì)值（不低于300），較低的氫油比有利于裝置的節(jié)能降耗，有利于保護(hù)循環(huán)氫壓縮機(jī)，但不利于抑制催化劑結(jié)焦，不利于反應(yīng)熱的帶出，同時(shí)可能導(dǎo)致爐管結(jié)焦等；［4］從催化劑的運(yùn)行數(shù)據(jù)看，裝置目前反應(yīng)相對(duì)緩和，從催化劑床層的表征數(shù)據(jù)分析，沒有開冷氫閥，在較低氫油比的條件下，難以發(fā)生飛溫現(xiàn)象，催化劑床層溫度可控。所以，在目前的反應(yīng)條件下，可以確保裝置的穩(wěn)定生產(chǎn)。

3 產(chǎn)品分析

反應(yīng)溫度為330 ℃時(shí)，對(duì)精制柴油產(chǎn)品進(jìn)行了采樣分析化驗(yàn)，以考核催化劑的運(yùn)行效果，精制柴油產(chǎn)品采樣分析數(shù)據(jù)見表6。

表6 產(chǎn)品分析數(shù)據(jù)Table 6 Product analysis data

由表6分析結(jié)果可以看出：精制柴油餾程滿足車用柴油國(guó)Ⅳ質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求；閃點(diǎn)為 80 ℃，凝固點(diǎn)為-12 ℃，滿足車用柴油國(guó)Ⅳ質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求；硫含量為27 mg/kg，滿足車用柴油國(guó)Ⅳ質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求；反應(yīng)器入口溫度為330 ℃時(shí)，KF757、KF767催化劑能生產(chǎn)滿足國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)的精制柴油。

4 結(jié) 論

（1）KF757、KF767催化劑經(jīng)過預(yù)硫化和初活穩(wěn)定后運(yùn)行情況良好，反應(yīng)器床層各工藝參數(shù)都能控制在工藝卡片要求的指標(biāo)范圍內(nèi)。

（2）KF757、KF767催化劑加氫脫硫反應(yīng)在一定反應(yīng)溫度范圍內(nèi)不受熱力學(xué)控制，加氫脫硫氮反應(yīng)活性隨著反應(yīng)溫度提高而增加，反應(yīng)溫度為 330℃時(shí)，脫硫率和脫氮率分別達(dá)到 98.8%和95.8%；KF757、KF767催化劑加氫脫硫活性高于加氫脫氮活性。

（3）從產(chǎn)品分析結(jié)果看，在高分壓力6.0 MPa、進(jìn)料量210 t/h、空速1.60 h-1，氫油比287、反應(yīng)溫度330 ℃的條件下， KF757、KF767催化劑可以生產(chǎn)滿足國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)的精制柴油。

［1］韓杰定，裴有娟，公為軍.FH-UDS催化劑在柴油加氫精制裝置的標(biāo)定［J］.化工管理，2014（7）:149-150.

［2］丁石，高曉東，聶紅韓.柴油超深度加氫脫硫（RTS）技術(shù)開發(fā)［J］. 石油煉制與化工，2011，42（6）:23-27.

［3］徐春明，楊朝合. 石油煉制工程［M］.第四版.北京：石油工業(yè)出版社2009:121-122.

［4］王軍，穆海濤，戴天林. FHUDS-6催化劑在4.1Mt/a柴油加氫裝置上的工業(yè)應(yīng)用［J］.石油煉制與化工，2012，43（5）:49-52.

Running Analysis of KF757 and KF767 Hydrorefining Catalysts

LI Jiang-song， ZHENG Bai-long， ZHANG Ying-hua
（PetroChina Liaoyang Petrochemical Company， Liaoning Liaoyang 111003，China）

After filling KF757 and KF767 catalysts， early operation condition of the hydrofining unit was analyzed. The results show that， with the increase of the reaction temperature， the catalyst has good hydrodesulfurization activity；under certain reaction condition， the KF757 and KF767catalysts can meet the requirement to produce national IV standard refined diesel oil.

Hydrogenation； Catalyst； Diesel； Running； Analysis

TE 624.8

A

1671-0460（2015）12-2913-03

2015-08-12

李江松（1969-），男，遼寧遼陽(yáng)人，副總工程師，畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)石油煉制專業(yè)，研究方向：從事煉油生產(chǎn)和技術(shù)管理工作。E-mail：lijiangsong@petrochina.com.cn。

鄭佰龍（1982-），男，工程師，研究方向：從事煉油生產(chǎn)和技術(shù)管理工作。E-mail：zhengbailong@petrochina.com.cn。