孫 明 立

(中國石化青島煉化公司，山東 青島 266000)

柴油加氫裝置產(chǎn)品質(zhì)量升級的措施

孫 明 立

(中國石化青島煉化公司，山東 青島 266000)

介紹了中國石化青島煉化公司柴油加氫裝置在催化劑使用末期，由生產(chǎn)滿足國Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)柴油改產(chǎn)滿足國Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)柴油所面臨的問題及應(yīng)對措施。通過優(yōu)化全廠柴油加工方案、優(yōu)化原料性質(zhì)、提高裝置氫分壓和氫油比等措施，自2014年8月起順利生產(chǎn)出硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于50 μgg的滿足國Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)柴油產(chǎn)品，且平穩(wěn)運轉(zhuǎn)至2015年6月，解決了柴油加氫裝置產(chǎn)品質(zhì)量升級所面臨的一系列矛盾，為全廠帶來了可觀的經(jīng)濟效益。

柴油 加氫裝置 國Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn) 工藝優(yōu)化

1 柴油加氫裝置現(xiàn)狀

青島煉化柴油加氫裝置自2013年8月更換催化劑后運轉(zhuǎn)至2014年8月，一直生產(chǎn)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于350 μgg的國Ⅲ柴油，此階段反應(yīng)器加權(quán)平均溫度隨運轉(zhuǎn)時間的變化見圖1。由圖1中數(shù)據(jù)計算可知，柴油加氫裝置生產(chǎn)國Ⅲ柴油產(chǎn)品的催化劑失活速率約為0.0478 ℃d，到2014年8月床層平均溫度已達(dá)到358 ℃。按照生產(chǎn)國Ⅲ柴油的失活速率計算，運轉(zhuǎn)到2015年6月全廠大檢修時催化劑床層加權(quán)平均溫度為371 ℃。結(jié)合上周期使用FHUDS催化劑的經(jīng)驗(見圖2)，床層平均溫度370 ℃為催化劑運轉(zhuǎn)末期的反應(yīng)溫度。因此，在生產(chǎn)國Ⅲ柴油的工藝條件下，裝置可平穩(wěn)運轉(zhuǎn)至2015年6月。

圖1 反應(yīng)器加權(quán)平均溫度隨運轉(zhuǎn)時間的變化

圖2 上周期反應(yīng)器床層平均溫度隨運轉(zhuǎn)時間的變化

自2014年8月15日起，柴油加氫裝置需要生產(chǎn)國Ⅳ柴油產(chǎn)品，在不改變其它工藝條件的基礎(chǔ)上，反應(yīng)器床層平均溫度需要提高10 ℃以上，按此估計催化劑床層平均溫度接近370 ℃，很難保證裝置平穩(wěn)運轉(zhuǎn)至2015年6月。因此，需結(jié)合全廠裝置運轉(zhuǎn)情況，通過優(yōu)化柴油加氫裝置原料配比及工藝條件，順利完成柴油加氫裝置在生產(chǎn)國Ⅳ柴油的工況下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)至2015年6月的生產(chǎn)目標(biāo)。

2 生產(chǎn)國Ⅳ柴油的措施

2.1 優(yōu)化柴油加工方案

青島煉化共有兩套裝置生產(chǎn)柴油產(chǎn)品，一套是柴油加氫精制裝置，另一套是加氫裂化裝置。自2014年8月到2014年12月，青島煉化每月需生產(chǎn)80 kt國Ⅳ柴油產(chǎn)品。根據(jù)兩套裝置的生產(chǎn)現(xiàn)狀，決定在此期間由兩套裝置間歇性共同生產(chǎn)國Ⅳ柴油，并確定如表1所示的生產(chǎn)指標(biāo)。柴油加氫裝置每月花費120 h生產(chǎn)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)100 μgg的柴油產(chǎn)品，即可完成全廠國Ⅳ柴油的生產(chǎn)任務(wù)。在當(dāng)前工藝條件下，將柴油加氫裝置反應(yīng)溫度提高到361 ℃，比生產(chǎn)國Ⅲ柴油期間的平均溫度僅提高3 ℃，即可完成生產(chǎn)任務(wù)。同時，加氫裂化裝置在此前柴油循環(huán)的工藝流程下能夠外甩部分柴油，可以降低裝置氫耗，提高裝置的經(jīng)濟性。鑒于2015年后出廠柴油產(chǎn)品均需滿足國Ⅳ柴油標(biāo)準(zhǔn)要求，因此，該加工方案只能在短期內(nèi)實施。2015年后仍需對柴油加氫裝置進(jìn)行原料、工藝條件等方面的優(yōu)化，以滿足生產(chǎn)國Ⅳ柴油的要求。

表1 加氫裂化裝置與柴油加氫裝置協(xié)同生產(chǎn)國Ⅳ柴油方案

2.2 優(yōu)化原料性質(zhì)

青島煉化柴油加氫裝置生產(chǎn)國Ⅲ柴油產(chǎn)品時，原料為常三線直餾柴油和催化裂化柴油的混合油，而在生產(chǎn)國Ⅳ柴油產(chǎn)品時，原料以常三線直餾柴油為主，催化裂化柴油的摻煉比例降低，根據(jù)產(chǎn)品性質(zhì)適量摻入部分催化裂化柴油，多余的催化裂化柴油進(jìn)加氫裂化裝置。

根據(jù)全廠生產(chǎn)需要，對全廠加工原油種類進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。從2015年初到2015年6月全廠大檢修期間，盡可能減少性質(zhì)較差的伊朗重質(zhì)原油和巴士拉原油的加工量，增加性質(zhì)較好的沙特中質(zhì)原油、沙特重質(zhì)原油和科威特原油的加工量。全廠原油加工種類改變前后柴油加氫裝置的原料性質(zhì)對比見表2。由表2可知，與優(yōu)化前原料相比，優(yōu)化后原料的密度略有提高，但硫、氮含量顯著降低，因此可大幅度降低柴油加氫裝置的苛刻度，對反應(yīng)溫度進(jìn)行小幅調(diào)整即可滿足生產(chǎn)國Ⅳ柴油的要求。

表2 優(yōu)化前后柴油加氫裝置原料的性質(zhì)

2.3 提高反應(yīng)氫分壓

提高反應(yīng)氫分壓，不僅可以使催化劑的加氫脫硫反應(yīng)活性提高，而且可以降低催化劑的失活速率，是延長柴油加氫裝置使用壽命的重要手段。柴油加氫裝置可通過增加循環(huán)氫中廢氫排放量來提高循環(huán)氫的氫純度，從而達(dá)到提高反應(yīng)氫分壓的目的。2015年1月到2015年6月柴油加氫裝置循環(huán)氫的氫純度變化趨勢見圖3。柴油加氫裝置調(diào)整循環(huán)氫中廢氫排放量后，循環(huán)氫純度從79%逐漸提高到85%以上，氫分壓從6.00 MPa提高到6.46 MPa。

圖3 循環(huán)氫的氫純度變化趨勢

2.4 提高反應(yīng)氫油比

通過提高反應(yīng)氫油比可間接提高反應(yīng)氫分壓，在一定范圍內(nèi)能夠改善物流在催化劑床層的分配情況，使催化劑的加氫脫硫反應(yīng)活性提高。柴油加氫車間通過將柴油加氫裝置循環(huán)氫壓縮機轉(zhuǎn)速從7 200 rmin提高至8 300 rmin，使循環(huán)氫量(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))增加14 000 m3h，氫油體積比從325提高到350，在一定程度上改善了催化劑的加氫脫硫反應(yīng)性能，降低了催化劑的失活速率。

3 柴油加氫裝置生產(chǎn)國Ⅳ柴油的運轉(zhuǎn)情況

通過優(yōu)化柴油加工方案、優(yōu)化原料性質(zhì)、提高反應(yīng)氫分壓、提高反應(yīng)氫油比等措施，柴油加氫裝置自2015年1月至2015年6月生產(chǎn)國Ⅳ柴油。2015年1月上旬柴油加氫裝置的主要工藝參數(shù)見表3，柴油產(chǎn)品的主要分析數(shù)據(jù)見表4，新鮮進(jìn)料量及柴油產(chǎn)品硫含量隨運轉(zhuǎn)時間的變化見圖4。由表4及圖4可知，通過采取上述措施，柴油加氫裝置床層平均溫度在比生產(chǎn)國Ⅲ柴油時僅提高3 ℃左右即可滿足生產(chǎn)國Ⅳ柴油的要求，柴油產(chǎn)品的硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于50 μgg。

表3 生產(chǎn)國Ⅳ柴油的主要工藝參數(shù)

表4 國Ⅳ柴油產(chǎn)品性質(zhì)分析數(shù)據(jù)

圖4 新鮮進(jìn)料量及柴油產(chǎn)品硫含量隨運轉(zhuǎn)時間的變化◆—硫含量； ▲—新鮮進(jìn)料量

4 結(jié)束語

青島煉化在柴油加氫裝置催化劑不更換的情況下，通過優(yōu)化全廠柴油加工方案、優(yōu)化原料性質(zhì)、提高裝置氫分壓和氫油比等措施，自2014年8月起由生產(chǎn)國Ⅲ柴油改產(chǎn)國Ⅳ柴油產(chǎn)品，順利生產(chǎn)出硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于50 μgg的柴油產(chǎn)品，且平穩(wěn)運轉(zhuǎn)至2015年6月，解決了柴油加氫裝置產(chǎn)品質(zhì)量升級所面臨的一系列矛盾，為全廠帶來了可觀的經(jīng)濟效益。

MEASURES FOR DIESEL QUALITY UPGRADING BY HYDROTREATING

Sun Mingli

(SINOPECQingdaoPetrochemicalCompany，Qingdao，Shandong266000)

Under the background of the catalyst at the end of run， measures for diesel quality upgrading from national Ⅲ to Ⅳ in hydrotreating unit of SINOPEC Qingdao Petrochemical Company were introduced. By optimizing the feedstocks， increasing hydrogen partial pressure and volume ratio of H2to oil， the unit produced the national Ⅳ diesel (mass fraction of sulfur is less than 50 μgg)from Aug 2014 to Jun 2015 with considerable economic benefit.

diesel； hydrotreating unit； national Ⅳ emission standard； process optimization

2015-11-25； 修改稿收到日期： 2016-02-23。

孫明立，學(xué)士，工程師，主要從事加氫工藝管理工作。

孫明立，E-mail：sml.qdlh@sinopec.com。