楊進(jìn)華，魏 翔，孫淑玲，鄧中活

(1.中國(guó)石化海南煉油化工有限公司，海南 洋浦 578001；2.中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院)

固定床渣油加氫技術(shù)可與催化裂化/催化裂解技術(shù)組合生產(chǎn)輕質(zhì)油品和低碳烯烴[1]，也可與延遲焦化技術(shù)組合生產(chǎn)低硫焦[2]，還可生產(chǎn)低硫重質(zhì)船用燃料調(diào)合組分[3]，是重油轉(zhuǎn)化核心工藝技術(shù)之一。為了改善下游工藝的經(jīng)濟(jì)效益，渣油加氫裝置需要提高反應(yīng)效率并實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

積炭和金屬沉積是影響渣油加氫催化劑活性及活性穩(wěn)定性的兩個(gè)核心因素[4]，因此，了解工業(yè)渣油加氫失活催化劑的雜質(zhì)沉積分布情況可以指導(dǎo)渣油加氫催化劑設(shè)計(jì)、催化劑級(jí)配優(yōu)化和工藝條件優(yōu)化，從而提高渣油加氫裝置的運(yùn)行效果?，F(xiàn)有對(duì)工業(yè)渣油加氫失活催化劑的研究包括金屬鎳、釩、鐵、鈣和積炭沿反應(yīng)器軸向上和/或徑向上的沉積分布[5-8]，渣油加氫失活催化劑的孔結(jié)構(gòu)變化信息[9-10]，沉積金屬的存在形態(tài)[11]和積炭的存在形態(tài)[12]等。然而，這些研究更多地集中于渣油加氫失活催化劑提供的信息本身，而對(duì)于原料性質(zhì)、催化劑級(jí)配和工藝條件等影響渣油加氫失活催化劑雜質(zhì)沉積特點(diǎn)的因素討論不足。

中國(guó)石化海南煉油化工有限公司(簡(jiǎn)稱海南煉化)渣油加氫裝置設(shè)置兩個(gè)反應(yīng)系列，每個(gè)系列原有兩臺(tái)反應(yīng)器，2017年大檢修時(shí)兩個(gè)反應(yīng)系列都增設(shè)了1臺(tái)第三反應(yīng)器，裝置改造后總體積空速?gòu)?.40 h-1降低到0.25 h-1，加工量從3.10 Mt/a增加到3.44 Mt/a[13]。在裝置改造前后，海南煉化渣油加氫裝置加工的原料性質(zhì)非常接近且都至少有一個(gè)系列采用中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的RHT系列渣油加氫催化劑，這為研究催化劑級(jí)配和工藝條件對(duì)工業(yè)渣油加氫失活催化劑雜質(zhì)沉積分布的影響奠定了基礎(chǔ)，獲得的信息可以反過(guò)來(lái)為渣油加氫催化劑改進(jìn)、催化劑級(jí)配和工藝條件優(yōu)化提供指導(dǎo)。

1 裝置運(yùn)行簡(jiǎn)況對(duì)比

海南煉化渣油加氫裝置改造后，每個(gè)系列的反應(yīng)器數(shù)量從2個(gè)增加到3個(gè)，催化劑級(jí)配情況也發(fā)生了較大變化，如圖1所示。在增設(shè)反應(yīng)器之前，第九周期(Run-9)A列第一反應(yīng)器裝填的催化劑包括保護(hù)劑、脫金屬劑、脫金屬脫硫劑，第二反應(yīng)器裝填的催化劑為脫硫劑；在增設(shè)反應(yīng)器之后，第十三周期(Run-13)B列第一反應(yīng)器裝填的催化劑為保護(hù)劑和脫金屬劑，第二反應(yīng)器裝填的催化劑包括脫金屬劑、脫金屬脫硫劑和脫硫劑，第三反應(yīng)器裝填的催化劑為脫硫劑。從催化劑級(jí)配比例看，與Run-9 A列相比，Run-13 B列的保護(hù)劑、脫金屬劑和脫金屬脫硫劑比例分別約增加2，1，3百分點(diǎn)，脫硫劑比例則降低了約6百分點(diǎn)。

海南煉化渣油加氫裝置進(jìn)行改造后，裝置的反應(yīng)器提溫曲線發(fā)生了較大的變化，如圖2所示。Run-9 A列第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器整個(gè)周期的平均反應(yīng)溫度分別為373.2 ℃和382.8 ℃，運(yùn)行最后2個(gè)月的平均反應(yīng)溫度則分別為378.7 ℃和389.9 ℃；而Run-13 B列第一、第二和第三反應(yīng)器整個(gè)周期的平均反應(yīng)溫度分別為364.7，371.6，379.8 ℃，運(yùn)行最后2個(gè)月的平均反應(yīng)溫度則分別為371.8，380.2，392.9 ℃?？梢?jiàn)增設(shè)反應(yīng)器后，第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器的反應(yīng)溫度在整個(gè)運(yùn)行周期均顯著降低。

圖2 Run-9 A列和Run-13 B列反應(yīng)溫度變化情況

海南煉化渣油加氫裝置改造后，裝置的反應(yīng)器壓降上升速率顯著減小，如圖3所示。Run-9 A列運(yùn)行8個(gè)月左右時(shí)，第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器的壓降均開(kāi)始上升，其中第一反應(yīng)器的壓降上升更快，運(yùn)行至11個(gè)月左右時(shí)，第一反應(yīng)器的壓降上升至限定值0.7 MPa以上，裝置停工換劑；而Run-13 B列運(yùn)行至15個(gè)月左右時(shí)，第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器的壓降才開(kāi)始明顯上升，其上升速率也較小，運(yùn)行至19個(gè)月停工時(shí)其最高的反應(yīng)器壓降仍小于0.6 MPa。

圖3 Run-9 A列和Run-13 B列反應(yīng)器壓降變化情況

表1為海南煉化渣油加氫裝置改造前后的其他運(yùn)行情況對(duì)比。從表1可以看出，增設(shè)反應(yīng)器后，裝置氫分壓和原料性質(zhì)變化不大，進(jìn)料量從191 t/h增加到200 t/h，氫油體積比從700降低到600，雜質(zhì)脫除率有不同程度的提高，運(yùn)行周期從335 d增加到566 d。

表1 海南煉化渣油加氫裝置改造前后的其他運(yùn)行情況對(duì)比

綜上可見(jiàn)，海南煉化渣油加氫裝置改造后，裝置第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器的催化劑級(jí)配情況、體積空速和反應(yīng)溫度均發(fā)生了較為顯著的變化，原料性質(zhì)、進(jìn)料量和氫分壓則變化不大，可以通過(guò)該裝置研究催化劑級(jí)配方案和工藝條件對(duì)失活催化劑雜質(zhì)沉積的影響。

2 失活催化劑雜質(zhì)沉積分布對(duì)比

2.1 實(shí) 驗(yàn)

2.1.1催化劑樣品

工業(yè)渣油加氫失活催化劑樣品分別采自海南煉化渣油加氫裝置Run-9 A列和Run-13 B列。采自Run-9 A列的樣品共17個(gè)，其沿反應(yīng)物流方向的編號(hào)依次為A-G-1，A-G-2，A-G-3，A-G-4，A-M-1，A-M-2，A-M-3-1，A-M-3-2，A-M-3-3，A-MS-1-1，A-MS-1-2，A-MS-1-3，A-S-1，A-S-2-1，A-S-2-2，A-S-3-1，A-S-3-2，其中前12個(gè)樣品采自第一反應(yīng)器，其余樣品采自第二反應(yīng)器。采自Run-13 B列的樣品共16個(gè)，其沿反應(yīng)物流方向的編號(hào)依次為B-G-1，B-G-2，B-G-3，B-G-4，B-M-1，B-M-2，B-M-3，B-M-4-1，B-M-4-2，B-MS-1-1，B-MS-1-2，B-S-1-1，B-S-1-2，B-S-2-1，B-S-2-2，B-S-2-3，其中前8個(gè)樣品采自第一反應(yīng)器，最后3個(gè)樣品采自第三反應(yīng)器，其余樣品采自第二反應(yīng)器。在上述各樣品編號(hào)中：A代表Run-9 A列；B代表Run-13 B列；G，M，MS，S分別代表保護(hù)劑、脫金屬劑、脫金屬脫硫劑和脫硫劑，第一個(gè)數(shù)字表示這類催化劑的牌號(hào)編號(hào)，第二個(gè)數(shù)字(如果存在)則代表該催化劑牌號(hào)的樣品編號(hào)。如A-M-3-1代表Run-9 A列第三個(gè)牌號(hào)脫金屬劑的第一個(gè)樣品；B-M-2則代表Run-13 B列第二個(gè)牌號(hào)脫金屬劑的樣品(該催化劑牌號(hào)只有一個(gè)樣品)。

2.1.2催化劑樣品分析方法

金屬含量測(cè)定：稱取約10 g失活催化劑樣品，置于有程序升溫的馬弗爐中，用3 h從室溫升溫至600 ℃，然后恒溫4 h，所得樣品采用X射線熒光法分析金屬含量。

碳含量測(cè)定：稱取約10 g失活催化劑樣品，首先用甲苯清洗3次，然后在索式抽提器中抽提至循環(huán)液澄清為止，樣品在通風(fēng)櫥中晾干，烘箱干燥，采用碳-硫分析儀分析樣品碳含量。

2.1.3催化劑樣品分析結(jié)果校正方法

通常認(rèn)為渣油加氫反應(yīng)過(guò)程催化劑中的Al2O3含量不變，因此以新鮮催化劑的Al2O3含量為基準(zhǔn)，對(duì)失活催化劑分析得到的金屬沉積量進(jìn)行換算，得到以新鮮催化劑單位體積或質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)的金屬沉積量[7]。考慮到金屬含量的分析誤差，失活催化劑樣品的校正體積金屬沉積量由裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的理論金屬沉積量進(jìn)行校正得到，具體如式(1)～式(3)所示。

(1)

mtheory=∑Fk(Mk，feed-Mk，product)

(2)

manalysis=∑mi，calibrateVi

(3)

式中：mi，calibrate為樣品i的校正體積金屬沉積量(以單位體積新鮮劑計(jì))，t/m3；mi，analysis為樣品i的分析體積金屬沉積量(以單位體積新鮮劑計(jì))，t/m3；mtheory為理論沉積金屬總量，t；manalysis為分析金屬沉積總量，t；Fk為裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)中k時(shí)段的加工量，t；Mk，feed和Mk，product分別為k時(shí)段原料和加氫生成油中金屬M(fèi)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；Vi為樣品i代表的催化劑體積(以新鮮劑計(jì))，m3。需要說(shuō)明的是，由于裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)中鐵含量分析數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，在此只對(duì)鎳和釩的沉積量數(shù)據(jù)進(jìn)行了校正，同時(shí)由于原料中鈣含量很低，在此不對(duì)失活催化劑的鈣沉積分布進(jìn)行討論。

2.2 金屬沉積分布對(duì)比

海南煉化渣油加氫裝置Run-9 A列和Run-13 B列失活催化劑沿反應(yīng)物流方向的鎳沉積量變化情況如圖4所示。從圖4可以看出，在兩個(gè)周期中，失活催化劑沿反應(yīng)物流方向的鎳沉積量均大體呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，與前人的研究結(jié)果一致[5，7]。從不同種類的催化劑看：保護(hù)劑沿反應(yīng)物流方向的鎳沉積量呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，這是由于保護(hù)劑的設(shè)計(jì)理念為沿反應(yīng)物流方向活性梯度增加；脫金屬劑上的鎳沉積量最大且沿反應(yīng)物流方向變化不大，說(shuō)明脫金屬劑的活性梯度設(shè)計(jì)較為合理，使鎳在脫金屬劑上的沉積較為均勻；脫金屬脫硫劑和脫硫劑上的鎳沉積量依次降低。從不同運(yùn)轉(zhuǎn)周期的對(duì)比看：一方面，Run-9 A列失活催化劑上的鎳沉積量顯著低于Run-13 B列的失活催化劑，說(shuō)明Run-9 A列的催化劑容金屬能力沒(méi)有得到充分發(fā)揮，只是因?yàn)榈谝环磻?yīng)器的壓降到達(dá)限定值而提前停工了[13]；另一方面，Run-9 A列前中部的脫金屬脫硫劑上的鎳沉積量與脫金屬劑相當(dāng)，而Run-13 B列脫金屬脫硫劑上的鎳沉積量顯著低于脫金屬劑，這是由于Run-9 A列的體積空速達(dá)到0.40 h-1，而上游級(jí)配的脫金屬劑比例較低，導(dǎo)致上游脫金屬劑對(duì)鎳的脫除不夠充分，對(duì)下游脫金屬脫硫劑和脫硫劑的保護(hù)不夠，當(dāng)Run-13 B列的體積空速降低到0.25 h-1時(shí)，上游脫金屬劑對(duì)鎳的脫除較為充分，充分保護(hù)了下游的脫金屬脫硫劑和脫硫劑。具體而言，在進(jìn)料量和原料金屬(鎳+釩)含量更高的前提下，Run-13 B列的運(yùn)行周期為566 d，而Run-9 A列的運(yùn)行周期只有355 d，但Run-13 B列脫金屬脫硫劑上的鎳沉積量?jī)H與Run-9 A列相當(dāng)。

圖4 Run-9 A列和Run-13 B列失活催化劑沿反應(yīng)物流方向的鎳沉積分布對(duì)比

海南煉化渣油加氫裝置Run-9 A列和Run-13 B列失活催化劑沿反應(yīng)物流方向的釩沉積量變化情況如圖5所示。從圖5可以看出，失活催化劑沿反應(yīng)物流方向的釩沉積量也呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。與鎳的沉積分布相比，釩在反應(yīng)物流方向上游的沉積比例更大，而在下游催化劑特別是脫硫劑上的沉積比例較低。更進(jìn)一步，Run-9 A列由于第一反應(yīng)器在較高的反應(yīng)溫度下操作，活性較低的保護(hù)劑上的釩沉積量也較高，但鎳沉積分布沒(méi)有出現(xiàn)這一特點(diǎn)，這可能是由于渣油加氫脫鎳的反應(yīng)活性遠(yuǎn)低于其加氫脫釩的反應(yīng)活性[14]。此外，Run-13 B列沿反應(yīng)物流方向最下游的脫金屬劑上的釩沉積量遠(yuǎn)低于上游脫金屬劑，這一方面進(jìn)一步證實(shí)了釩大部分沉積在反應(yīng)物流方向的上游部分，另一方面也說(shuō)明渣油加氫裝置需要同時(shí)根據(jù)原料的(鎳+釩)含量和鎳/釩質(zhì)量比來(lái)優(yōu)化催化劑級(jí)配比例。

圖5 Run-9 A列和Run-13 B列失活催化劑沿反應(yīng)物流方向的釩沉積分布對(duì)比

海南煉化渣油加氫裝置Run-9 A列和Run-13 B列失活催化劑(鎳+釩)沉積量隨反應(yīng)停留時(shí)間的變化情況如圖6所示。Run-9 A列脫金屬和容金屬能力較強(qiáng)的保護(hù)劑、脫金屬劑和脫金屬脫硫劑只級(jí)配到反應(yīng)停留時(shí)間約為1.1 h左右的位置，而從圖6可以看出，這部分催化劑上的(鎳+釩)沉積量均較高，說(shuō)明這部分催化劑級(jí)配比例偏低，導(dǎo)致其金屬沉積負(fù)荷較重，而反應(yīng)停留時(shí)間為1.1 h后的失活催化劑上(鎳+釩)沉積量不高是由于這部分催化劑的脫金屬和容金屬能力較低導(dǎo)致的。Run-13 B列脫金屬和容金屬能力較強(qiáng)的保護(hù)劑、脫金屬劑和脫金屬脫硫劑級(jí)配到反應(yīng)停留時(shí)間約為1.9 h左右的位置，而從圖6可以看出，失活催化劑上(鎳+釩)沉積量較高的位置約為反應(yīng)停留時(shí)間為1.5 h之前。前期對(duì)渣油加氫催化劑級(jí)配的研究結(jié)果也顯示，在反應(yīng)停留時(shí)間為1.5 h之前，脫鎳率和脫釩率均隨停留時(shí)間的延長(zhǎng)而迅速提高，而在反應(yīng)停留時(shí)間為1.5 h之后該趨勢(shì)則變緩[1]。由此可見(jiàn)，從渣油加氫裝置的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)考慮，脫金屬和容金屬能力較強(qiáng)的催化劑至少應(yīng)該級(jí)配到反應(yīng)停留時(shí)間為1.5 h的位置。

圖6 Run-9 A列和Run-13 B列失活催化劑(鎳+釩)沉積量隨反應(yīng)停留時(shí)間的變化情況

與鎳、釩主要沉積在催化劑孔道內(nèi)不同，鐵主要沉積在催化劑表面和床層間[5]，并導(dǎo)致催化劑床層空隙率快速下降。海南煉化渣油加氫裝置Run-9 A列和Run-13 B列失活催化劑沿反應(yīng)物流方向的鐵沉積量變化情況如圖7所示。從圖7可以看出，在兩個(gè)周期中，失活催化劑沿反應(yīng)物流方向的鐵沉積量均大體呈現(xiàn)前高后低的趨勢(shì)，且第一個(gè)保護(hù)劑上的鐵沉積量遠(yuǎn)高于其他催化劑，即鐵沉積在一定程度上呈現(xiàn)結(jié)蓋的現(xiàn)象，與前人的研究結(jié)果一致[5，7]。從不同運(yùn)轉(zhuǎn)周期的對(duì)比結(jié)果分析：Run-9 A列的鐵主要沉積在保護(hù)劑、脫金屬劑和脫金屬脫硫劑上，而脫硫劑上沉積的鐵很少；Run-13 B列的鐵主要沉積在保護(hù)劑和脫金屬劑上，而脫金屬脫硫劑和脫硫劑上沉積的鐵較少。進(jìn)一步由圖8所示Run-9 A列和Run-13 B列失活催化劑沿反應(yīng)物流方向的鐵沉積分布對(duì)比可見(jiàn)，實(shí)際上兩個(gè)周期內(nèi)的鐵均主要沉積在反應(yīng)停留時(shí)間1.1 h之前的催化劑上，而與催化劑的種類關(guān)系不大。由此可見(jiàn)，在渣油加氫裝置反應(yīng)物流方向最上游的保護(hù)劑必須有非常高的空隙率來(lái)容納大量的鐵沉積物，而在反應(yīng)停留時(shí)間1.1 h之前的催化劑需要考慮保證適當(dāng)?shù)拇矊涌障堵蕘?lái)容納鐵沉積物。

圖7 Run-9 A列和Run-13 B列失活催化劑沿反應(yīng)物流方向的鐵沉積分布對(duì)比

圖8 Run-9 A列和Run-13 B列失活催化劑鐵沉積量隨反應(yīng)停留時(shí)間的變化情況

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，計(jì)算得到海南煉化渣油加氫裝置Run-9 A列和Run-13 B列不同催化劑種類和不同反應(yīng)器的金屬沉積比例，如表2所示。從表2可以看出，從不同的催化劑種類角度分析，與Run-9 A列相比，Run-13 B列在前部的保護(hù)劑、脫金屬和脫金屬脫硫劑上沉積的鎳更多，沉積的釩相當(dāng)，沉積的鐵則較少。從不同反應(yīng)器的金屬沉積比例分析：Run-9 A列的金屬均集中沉積在第一反應(yīng)器，這與Run-9 A列體積空速較大和反應(yīng)溫度較高有關(guān)；與之不同的是，Run-13 B列的金屬大部分較為均勻地沉積在第一和第二反應(yīng)器中，在有效保護(hù)后部催化劑的同時(shí)，使前部各種類催化劑較為均勻地失活。這說(shuō)明較低的體積空速有利于優(yōu)化催化劑級(jí)配和操作條件，提高催化劑的利用率。

表2 Run-9 A列和Run-13 B列金屬沉積比例對(duì)比 %

2.3 積炭量分布對(duì)比

海南煉化渣油加氫裝置Run-9 A列和Run-13 B列失活催化劑沿反應(yīng)物流方向的積炭量變化情況如圖9所示。從圖9可以看出，按催化劑種類看，兩個(gè)周期的失活催化劑沿反應(yīng)物流方向的積炭量均大體呈逐漸降低的趨勢(shì)。這與一些文獻(xiàn)[15]的研究結(jié)果是一致的，但與另外一些文獻(xiàn)[5-6]的研究結(jié)果是相反的。這可能與原料的性質(zhì)特點(diǎn)有關(guān)，在加工低硫高氮類渣油時(shí)，在物流上游強(qiáng)極性的氮化物吸附在催化劑活性位上可能會(huì)導(dǎo)致渣油加氫和脫氫的反應(yīng)平衡更傾向于脫氫生成積炭，從而導(dǎo)致催化劑積炭量呈現(xiàn)前高后低的特點(diǎn)；而在加工高硫低氮類渣油時(shí)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，渣油四組分中芳香分和膠質(zhì)的轉(zhuǎn)化致使瀝青質(zhì)更容易析出，從而導(dǎo)致催化劑積炭量呈現(xiàn)前低后高的特點(diǎn)。更進(jìn)一步的對(duì)比發(fā)現(xiàn)：一方面，Run-9 A列失活催化劑的積炭量顯著高于Run-13 B列；另一方面，Run-9 A列的保護(hù)劑上積炭量沿反應(yīng)物流方向大體呈逐漸降低的趨勢(shì)，但是Run-13 B列的保護(hù)劑上積炭量沿反應(yīng)物流方向大體呈逐漸升高的趨勢(shì)。此外，Run-9 A列部分失活催化劑的積炭量明顯高于上下游催化劑，即出現(xiàn)了嚴(yán)重的局部結(jié)焦現(xiàn)象。這些現(xiàn)象都說(shuō)明Run-9 A列的催化劑結(jié)焦情況比Run-13 B列嚴(yán)重。考慮到Run-9 A列大部分失活催化劑上的鎳、釩沉積量明顯低于Run-13 B列且遠(yuǎn)未達(dá)到其理論沉積量，可以認(rèn)為Run-9 A列失活催化劑的嚴(yán)重結(jié)焦現(xiàn)象不是金屬沉積飽和導(dǎo)致催化劑活性降低引起的，而是Run-9 A列在整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期都在較高的反應(yīng)溫度下操作導(dǎo)致的。

圖9 Run-9 A列和Run-13 B列失活催化劑沿反應(yīng)物流方向的積炭量分布對(duì)比

海南煉化渣油加氫裝置Run-9 A列和Run-13 B列失活催化劑積炭量隨反應(yīng)停留時(shí)間的變化情況如圖10所示。從圖10可以看出：Run-9 A列反應(yīng)停留時(shí)間為1.5 h之前的催化劑積炭量均相對(duì)較高，而Run-13 B列反應(yīng)停留時(shí)間為2.0 h之前的催化劑積炭量均相對(duì)較高。結(jié)合圖9可以看出：催化劑積炭量同時(shí)受反應(yīng)停留時(shí)間、反應(yīng)溫度和催化劑種類的影響；在相同的反應(yīng)停留時(shí)間下，催化劑的芳烴飽和活性高有利于降低反應(yīng)溫度和積炭量。綜上可知，渣油加氫催化劑級(jí)配在滿足整個(gè)周期脫金屬和容金屬需求的前提下，應(yīng)該盡量提高其整體的反應(yīng)活性，使裝置在較低的反應(yīng)溫度下操作，避免高溫操作引起催化劑嚴(yán)重結(jié)焦，從而避免因反應(yīng)器壓降過(guò)高或徑向溫差過(guò)大而導(dǎo)致的裝置提前停工。

圖10 Run-9 A列和Run-13 B列失活催化劑積炭量隨反應(yīng)停留時(shí)間的變化情況

3 結(jié) 論

海南煉化渣油加氫裝置Run-9 A列(裝置改造前)和Run-13 B列(裝置改造后)失活催化劑的雜質(zhì)沉積分布對(duì)比結(jié)果表明：

(1)渣油加氫失活催化劑沿反應(yīng)物流方向的鎳、釩沉積量均大體呈先增大后減小的趨勢(shì)，且(鎳+釩)沉積量較高的位置約為反應(yīng)停留時(shí)間為1.5 h之前。因此，從渣油加氫裝置的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)考慮，脫金屬和容金屬能力較強(qiáng)的催化劑至少應(yīng)該級(jí)配到反應(yīng)停留時(shí)間為1.5 h的位置。

(2)與鎳的沉積分布相比，釩在反應(yīng)物流方向上游的沉積比例更大，而在下游催化劑特別是脫硫劑上的沉積比例較低，渣油加氫裝置需要同時(shí)根據(jù)原料的(鎳+釩)含量和鎳/釩質(zhì)量比來(lái)優(yōu)化催化劑級(jí)配比例。

(3)渣油加氫失活催化劑沿反應(yīng)物流方向的鐵沉積量呈現(xiàn)前高后低的趨勢(shì)，且第一個(gè)保護(hù)劑上的鐵沉積量遠(yuǎn)高于其他催化劑。具體地，鐵主要沉積在反應(yīng)停留時(shí)間1.1 h之前的催化劑上。因此，在渣油加氫裝置反應(yīng)物流方向最上游的保護(hù)劑必須有非常高的空隙率來(lái)容納大量的鐵沉積物，而在反應(yīng)停留時(shí)間1.1 h之前的催化劑需要考慮保證適當(dāng)?shù)拇矊涌障堵蕘?lái)容納鐵沉積物。

(4)渣油加氫失活催化劑沿反應(yīng)物流方向的積炭量大體呈逐漸降低的趨勢(shì)，而高溫操作會(huì)導(dǎo)致催化劑的積炭量顯著增加。渣油加氫催化劑級(jí)配在滿足整個(gè)周期脫金屬和容金屬需求的前提下，應(yīng)盡量提高其整體反應(yīng)活性，以避免高溫操作引起催化劑嚴(yán)重結(jié)焦。