王方光

摘 要：惠州石化催化柴油原本由煉油一期加工處理，煉油二期不處理催化柴油。由于2019年一季度煉油一期停工檢修，導(dǎo)致煉油二期所產(chǎn)催柴無(wú)法連續(xù)加工。這時(shí)就提出了由煉油二期相關(guān)裝置來(lái)繼續(xù)加工煉油二期所產(chǎn)催柴是否可行的問(wèn)題。經(jīng)研究決定由液相蠟油加氫裝置、渣油加氫裝置和液相柴油加氫裝置三套裝置共同處理煉油二期所產(chǎn)催化柴油。經(jīng)實(shí)踐，液相蠟油加氫裝置和渣油加氫裝置摻煉催化柴油最大能力為100t/h，由液相柴油加氫裝置所產(chǎn)精制柴油產(chǎn)品能夠達(dá)到國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)，摻煉催化柴油對(duì)液相柴油加氫裝置催化劑活性負(fù)面影響大，方案不適宜長(zhǎng)時(shí)間實(shí)施。

關(guān)鍵詞：液相柴油加氫;催化柴油;催化劑失活;國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)

1 裝置特點(diǎn)與工藝流程說(shuō)明

液相柴油加氫裝置采用美國(guó)杜邦公司 IsoTherming“全液相等溫床”加氫專(zhuān)利技術(shù)，催化劑床層溫升小，溫度分布均勻，無(wú)局部過(guò)熱及“飛溫”現(xiàn)象，使得加氫過(guò)程更安全、可控。

采用熱低分+冷低分流程，提高熱量回收率 ，氣體及石腦油產(chǎn)率低、催化劑使用壽命長(zhǎng)，取消循環(huán)氫系統(tǒng)，流程簡(jiǎn)單、建設(shè)投資少、運(yùn)行能耗低，裝置本質(zhì)安全性能更高;高壓換熱器采用纏繞管換熱器，提高傳熱效率，進(jìn)一步降低建設(shè)投資。

本裝置采用美國(guó)杜邦公司IsoTherming等溫液相床加氫專(zhuān)利技術(shù)，反應(yīng)產(chǎn)物分離采用“熱低分+冷低分+分餾塔”工藝流程。與常規(guī)“滴流床”加氫工藝相比，該技術(shù)具有流程簡(jiǎn)單、生產(chǎn)過(guò)程更安全、催化劑壽命長(zhǎng)、能耗低等特點(diǎn)。

2 摻煉催柴生產(chǎn)標(biāo)定

為了檢驗(yàn)液相柴油加氫裝置摻煉催化柴油的能力和可行性，首先進(jìn)行了標(biāo)定。隨著催柴摻煉量的增加，原料密度由839.3kg/m3逐漸增加至857.4kg/m3，原料中的總芳烴含量增加，十六烷值下降，當(dāng)摻煉量達(dá)到80t/h時(shí)，原料中的總芳烴含量增加10.5%，十六烷值下降12.9單位。整個(gè)摻煉催柴過(guò)程中，精制柴油產(chǎn)品硫、氮含量滿足國(guó)Ⅵ要求。柴油加氫精制柴油產(chǎn)品顏色逐漸加深，精制柴油色度由摻煉前的0.5上升至1.5，但滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。隨著催柴摻煉量的逐步增加，精制柴油產(chǎn)品十六烷值逐步下降，當(dāng)摻入量達(dá)到70t/h時(shí)，精制柴油十六烷值為50.9低于國(guó)標(biāo)要求（國(guó)Ⅵ要求≥51），可適當(dāng)加入一定十六烷值改進(jìn)劑即可。當(dāng)催柴摻煉量提高到80t/h時(shí)，反應(yīng)器入口溫度較之前提約7℃，一反加權(quán)平均溫度上升7.5℃，二反加權(quán)平均溫度上升8.5℃。整個(gè)標(biāo)定過(guò)程精制柴油產(chǎn)品硫含量小于10ppm。綜合標(biāo)定數(shù)據(jù)分析情況可知，液相柴油加氫裝置摻煉催柴，可以生產(chǎn)合格的國(guó)Ⅴ質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)柴油產(chǎn)品;摻煉催柴過(guò)程會(huì)導(dǎo)致液相柴油加氫裝置原料的總芳烴含量增加，十六烷值下降;摻煉催化柴油會(huì)導(dǎo)致精制柴油產(chǎn)品十六烷值降低，色度增加;摻煉催化柴油生產(chǎn)質(zhì)量合格的國(guó)Ⅴ質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)柴油，需要更高的反應(yīng)溫度。

3 實(shí)際摻煉過(guò)程分析及對(duì)策

2019年2月1日，柴油加氫裝置完成摻煉催柴生產(chǎn)標(biāo)定，開(kāi)始轉(zhuǎn)入正式實(shí)施摻煉催柴方案。摻煉過(guò)程持續(xù)至2019年5月結(jié)束。

2019年1至5月份，柴油加氫裝置催柴摻煉量范圍為0t/h-100t/h，實(shí)際摻煉量的選擇是根據(jù)煉油二期催化（II）裝置催柴產(chǎn)量以及中間罐容選擇的合適摻煉量，其中2月中旬至4月下旬，實(shí)際摻煉催柴量大于標(biāo)定期間確定的最大摻煉量80t/h。精制柴油硫含量變化范圍為4.0ppm-10.3ppm，隨著催柴摻煉量的變化和摻煉時(shí)間的增長(zhǎng)，精制柴油硫含量總體是增加的。截止到4月末，精制柴油硫含量進(jìn)本可以達(dá)到控制指標(biāo)不大于8ppm，進(jìn)入5月份，精制柴油硫含量大部分時(shí)間處于8ppm-10ppm之間，按照原定的工藝卡片，是屬于超標(biāo)的，但是根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，以及對(duì)精制柴油產(chǎn)品性質(zhì)的預(yù)判，5月前，經(jīng)與指揮中心請(qǐng)示，在保證不影響產(chǎn)品出廠的前提下，提前將產(chǎn)品硫含量控制指標(biāo)修改為不大于10ppm。這樣就保證了1月至5月份摻煉催柴期間的所有精制柴油產(chǎn)品完全達(dá)到了指標(biāo)要求。針對(duì)整個(gè)摻煉過(guò)程中的精制柴油硫含量變大以及精制柴油色度變大問(wèn)題。經(jīng)過(guò)研究，采用了增加蠟油加氫和渣油加氫反應(yīng)深度和氫分壓的操作方法盡量讓芳烴飽和反應(yīng)在高氫分壓下進(jìn)行，嚴(yán)格控制加氫柴油流程不大于360℃，降低柴油加氫的脫硫壓力，降低柴油加氫裝置反應(yīng)苛刻度，保證了精制柴油色度不大于2。整個(gè)摻煉過(guò)程中精制柴油產(chǎn)品十六烷值在50左右，低于產(chǎn)品控制指標(biāo)，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，經(jīng)與指揮中心溝通，可以通過(guò)適當(dāng)加入一定十六烷值改進(jìn)劑即可解決。

4 摻煉催化柴油對(duì)反應(yīng)催化劑的影響及對(duì)策

液相柴油加氫裝置設(shè)計(jì)的反應(yīng)入口末期溫度為368℃，床層允許最高溫度為400℃，由圖1可以看出，可以看出摻煉催柴過(guò)程中，反應(yīng)各溫度已經(jīng)接近甚至達(dá)到了設(shè)計(jì)末期溫度。這還是實(shí)踐過(guò)程中平均加工負(fù)荷低于滿負(fù)荷的表現(xiàn)。若加工負(fù)荷為滿負(fù)荷，那么反應(yīng)溫度數(shù)據(jù)顯然將更加高。說(shuō)明摻煉催柴對(duì)液相柴油加氫裝置反應(yīng)催化劑負(fù)面影響很大。裝置開(kāi)工穩(wěn)定后，WABT整體為提溫趨勢(shì)。沒(méi)摻煉催柴前平均失活速率約0.63℃/月;摻煉催柴期間失活速率高達(dá)1.2℃/月。反應(yīng)加權(quán)平均溫度為最高達(dá)到390℃（設(shè)計(jì)末期溫度為387℃），若按摻催柴失活速率計(jì)算，催化劑能使用至2019年12月上旬，催化劑實(shí)際使用壽命將低于設(shè)計(jì)使用周期。若按不摻催柴失活速率計(jì)算，催化劑能使用至2020年5月上旬，催化劑使用壽命可以達(dá)到設(shè)計(jì)的使用周期。自5月下旬停止摻煉催柴，根據(jù)精制柴油產(chǎn)品化驗(yàn)分析情況，反應(yīng)器溫度逐步降低，截止2019年6月末，反應(yīng)器入口溫度降至351.5℃，較摻煉催柴時(shí)最高溫度降低15℃。但相比1月份摻煉催柴前的343℃的反應(yīng)入口溫度仍高8.5℃。根據(jù)截止到2019年6月的相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，可以知道，反應(yīng)催化劑活性在摻煉催柴過(guò)程中損失較大。為了降低催化劑失活速率，生產(chǎn)實(shí)際操作中，采取了如下操作方法：及時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)控催化柴油原料性質(zhì)，保證催化柴油密度和餾程嚴(yán)格控制在指標(biāo)內(nèi);保證液相蠟油加氫裝置和渣油加氫裝置加氫柴終餾點(diǎn)不大于360℃;加大蠟油加氫與渣油加氫反應(yīng)深度，使催柴組分中芳烴及不飽和烴盡力飽和;制定完整妥善的新氫中斷事故處理預(yù)案，防止新氫管網(wǎng)劇烈波動(dòng)對(duì)液相柴油加氫反應(yīng)的影響;精細(xì)化調(diào)整反應(yīng)溫度，使產(chǎn)品合格的情況下盡最大努力降低反應(yīng)入口溫度;通過(guò)開(kāi)大反應(yīng)器各床層釋放氣調(diào)節(jié)閥增加反應(yīng)氫分壓;在滿足產(chǎn)品出廠合格前提下適時(shí)調(diào)高精制柴油硫含量控制指標(biāo)。

5 結(jié)論

①中海油惠州石化液相柴油加氫裝置摻煉催化柴油生產(chǎn)國(guó)Ⅴ柴油是可行的，但需要液相蠟油加氫裝置和渣油加氫裝置首先對(duì)催化柴油進(jìn)行預(yù)加工;②中海油惠州石化液相柴油加氫裝置摻煉催化柴油生產(chǎn)質(zhì)量合格的國(guó)Ⅴ質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)柴油，需要更高的反應(yīng)溫度;③中海油惠州石化液相柴油加氫裝置摻煉催化柴油對(duì)催化劑活性影響大，會(huì)加速催化劑失活速率，不適宜長(zhǎng)時(shí)間大量摻煉催柴。

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