李翔(中國石油化工有限公司天津分公司煉油部, 300270)

提高加氫裂化裝置航煤收率的措施與討論

李翔(中國石油化工有限公司天津分公司煉油部, 300270)

本文從天津石化2#加氫裂化裝置的實際生產數據入手，通過分析影響航煤收率的各種因素，討論如何進一步提高航煤收率，并運用于生產實踐。

加氫裂化;航煤;應用研究

本裝置以減壓蠟油(VGO，360-510℃)為原料，采用單段雙劑串聯(lián)一次通過的加氫裂化工藝生產航煤，柴油，重整原料油，液化氣等產品。

1 加氫裂化綜述

1.1 加氫裂化反應

加氫裂化是重油深度加工的主要技術之一，即在催化劑存在的條件下，在高溫高壓狀態(tài)，使大分子的烴類轉化成為小分子的烴類，使油品變輕的一種加氫工藝。

目前認為加氫裂化過程的化學反應為平行，順序反應，使用加氫精制和加氫裂化催化劑，反應主要有烯烴飽和、芳烴飽和、加氫脫硫、加氫脫氮、加氫脫氧、加氫脫金屬、烷烴加氫裂化反應。

加氫裂化反應中裂解反應是吸熱反應，其他反應中大多數為放熱反應，總的熱效應是強放熱反應[1]。

1.2 加氫裂化裝置的主要工藝參數

加氫裂化裝置的主要工藝參數包括壓力，溫度，體積空速及氫油比[2]。

反應溫度是加氫過程的主要工藝參數之一。加氫裂化裝置在系統(tǒng)壓力，空速和氫油比確定之后，反應溫度是最行之有效的調控手段，調節(jié)反應溫度，對轉化率產生最直接的影響，兩者之間具有良好的線性關系。

反應壓力也是加氫裂化工藝中的重要參數，反應壓力越高對加氫裂化過程所涉及的化學反應越有利。在加氫過程中氫分壓具有重要意義。由于加氫裂化中眾多反應總體上是體積縮小的反應，提高壓力對加氫熱力學平衡有利。但操作壓力高，對反應器及相關容器的材質要求相應提高，耗費更高的成本。

體積空速是指單位時間內，單位體積的催化劑通過原料油的體積數。對于一定量的催化劑，增大進料量將增大空速，為確保一定的轉化率就需要進一步提高反應的溫度。空速小，油品在催化劑中停留的時間長，在反應壓力和溫度不變的情況下，裂解反應加劇，選擇性差，氣體收率增大。一般認為，在一定范圍內，提高反應溫度和降低體積空速的效果可以互補[3]。

氫油比，在工業(yè)上通用的氫油體積比，是指工作氫標準狀況體積流率與原料油體積流率之比。

2 影響航煤收率和質量的因素

2.1 原料對加氫裂化生產航煤的影響

(1)加氫裂化原料中硫含量對航煤質量的影響

原料中的硫含量對航煤中硫含量的影響十分明顯，本裝置設計硫含量≯3.5(w，%)。分析表明航煤中的硫主要是硫化氫和硫醇。裝置生產航煤控制銀片腐蝕等級為0級。

(2)原料密度對航煤密度的影響

噴氣燃料質量指標要求密度不小于775kg/m?。噴氣式飛行器連續(xù)續(xù)航時間長，飛行高度高，油箱的容積有限，這就要求其燃料的密度滿足一定的指標，在有限體積的燃料消耗下，最大限度的將化學能轉化成為機械能，且能量利用高效、安全。

在使用相同催化劑和相同的工藝條件下，產品的性質很大程度上取決于原料的性質，由圖表2-1中的數據可見噴氣燃料的密度與產品的密度變化趨勢一致，即原料密度高則航煤密度也高。

表2 .1 原料油密度與航煤產品的密度對照圖

2.2 工藝條件對航煤質量和收率的影響

(1)轉化率的產品分布的影響

加氫裂化過程是重油輕質化的過程，轉化率對產品的分布有重要的影響。轉化率越高尾油收率逐漸減少，輕組分收率逐步增加。通過查閱相關工藝研究結果表明[4]，隨著轉化率的升高，130～260℃的航煤餾分增長幅度十分明顯。

(2)氫分壓的影響

加氫裂化反應過程同時也是一個加氫過程，通過將氫氣與重質原料反應，使產品氫含量增加。因此，氫分壓是影響加氫裂化反應過程重要的影響因素之一。低氫分壓對產品質量有明顯的不利影響。

2.3 餾程切割對航煤收率的影響

根據噴氣燃料國家標準，航煤和柴油的切割調整范圍很廣，隨著航煤與柴油的切割點增加，航煤的收率逐漸增加，而柴油的收率逐漸下降。另外也有研究表明隨著航煤切重，其煙點有所降低[5]。

3 根據裝置現狀制定并實施增產航煤的措施方案

3.1 現狀調查

目前2#加氫裂化裝置加工量穩(wěn)定在219噸/小時，設計值為214噸/小時，裝置目前已達到最大負荷。操作壓力目前在15-16Mpa之間。高壓分離器入口溫度在245℃±4℃。設計值為245-250℃。系統(tǒng)壓力設計操作條件為15.5Mpa。精制反應器R101出口溫度在388-393℃左右，隨原料性質變化浮動。裂化反應器R102出口溫度在390-394℃左右，根據產品質量需要進行調節(jié)。當前反應溫度已達到更換催化劑后初期運行所能承載的最大溫度。從提高轉化率達到提高航煤產量的角度出發(fā)，可調節(jié)余地已經很小。因此選擇通過從流程切割角度增產航煤。

3.2 拓寬航煤餾程，增加航煤收率

(1)根據提高航煤收率的要求，拓寬航煤餾程，航煤干點由≯260℃提高至≯270℃，以提高航煤產品的收率，提高航煤干點至265℃(均值)。航煤干點由調整前平均值254℃提高至≮264℃。

(2)調整優(yōu)化措施，逐步將柴油抽出溫度由254℃提高至261℃，同時調節(jié)航煤抽出量，使航煤的抽出溫度由191℃提至193℃，主分餾塔C202二中回流量由85t/h降至70t/h，其他控制參數保持不變，觀察航煤干點的變化情況。

(3)調整階段，以每天提高柴油抽出溫度2℃的速度，逐步提高柴油的抽出溫度至261℃(調整前254℃)，同時提高航煤抽出量提高航煤抽出溫度至193℃左右；根據航煤抽出溫度情況及主分餾塔C202塔頂熱負荷情況，逐步降低二中回流量至70t/h，調整過程中每天對產品化驗結果進行觀察分析。

4 增產航煤情況

維持柴油抽出溫度261℃左右，航煤抽出溫度193℃左右，持續(xù)觀察航煤終餾點及航煤收率的變化情況。見圖4.1，圖4.2。

圖4.1

圖4.2

通過優(yōu)化調整，取得了較好的效果，航煤干點(均值)由253℃提至265℃(均值)，提高了12℃，航煤收率由調整前21.96提至24.2%，提高了2.24%。

5 對有關問題的討論

通過以上的方案，提高了航煤的收率，但是與此同時，也產生了新的問題。由于航煤增產，本裝置輸送航煤的離心泵已達到較高負荷，有超額定電流的危險。航煤外送量增大，也使得航煤出裝置空冷器負荷增大，外送溫度有超標的危險。為應對以上問題，已加裝臨時水噴淋對航煤外送溫度進行控制。并在日常生產中時刻注意離心泵運行電流情況，擇機更換大功率電機。

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[1，2]金德浩,劉建暉,申濤.加氫裂化裝置技術問答[j].北京：中國石化出版社，2006.

[3]李立權.加氫裂化裝置操作指南[M].中國石化出版社，2010.

[4]韓崇仁.加氫裂化工藝與工程[M].北京：中國石化出版社,2001.

[5]胡志海，熊震霖，聶紅.生產蒸汽裂解原料的加氫裂化工藝-RMC[J].石油煉油與化工，2005,36(1)∶1-5.