RS-1100催化劑在柴油加氫裝置上的工業(yè)應(yīng)用

徐艷龍 艾中秋

【摘要】介紹RS-1100催化劑在中國(guó)石化滄州分公司160萬(wàn)噸/年柴油加氫裝置上的工業(yè)開(kāi)工和標(biāo)定情況。工業(yè)應(yīng)用和標(biāo)定結(jié)果表明： RS-1100催化劑開(kāi)工過(guò)程操作平穩(wěn)；催化劑裝填質(zhì)量好，催化劑床層徑向溫差小于2℃；對(duì)比設(shè)計(jì)略差的原料RS-1100催化劑表現(xiàn)出很好的脫硫活性，在平均反應(yīng)溫度比設(shè)計(jì)值低20℃的條件下，仍然可以生產(chǎn)出滿足國(guó)Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)的柴油產(chǎn)品，為企業(yè)柴油產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)提供了有力的技術(shù)支撐。

【關(guān)鍵詞】催化劑 柴油 加氫 工業(yè)應(yīng)用

1 前言

根據(jù)柴油產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)的需要，中國(guó)石化股份有限公司滄州分公司新建一套160萬(wàn)噸/年柴油加氫精制裝置。該裝置的建成投產(chǎn)為中國(guó)石化向河北地區(qū)提供滿足國(guó)Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)車用柴油提供了重要保證。裝置原則流程見(jiàn)圖1。

2011年5月31日滄州分公司160萬(wàn)噸/年柴油加氫精制裝置建設(shè)工程順利中交，進(jìn)入開(kāi)工準(zhǔn)備階段。裝置首次開(kāi)工使用的是石油化工科學(xué)研究院研制開(kāi)發(fā)，催化劑長(zhǎng)嶺分公司生產(chǎn)的新型柴油超深度加氫脫硫催化劑RS-1100。本文主要介紹了RS-1100催化劑在160萬(wàn)噸/年柴油加氫裝置上的工業(yè)應(yīng)用情況。

圖1 柴油加氫裝置工藝流程示意圖

2 裝置開(kāi)工

2.1 催化劑主要性質(zhì)（表1）2.2 催化劑裝填

該裝置分三個(gè)床層，上床層頂部裝保護(hù)劑，所有催化劑均采用布袋式裝填。催化劑裝填工作由江蘇天鵬公司負(fù)責(zé)，裝填過(guò)程操作和裝填高度嚴(yán)格按照石科院提供的方案進(jìn)行。催化劑裝填結(jié)束后車間、裝填公司以及催化劑技術(shù)供應(yīng)商一起對(duì)催化劑的裝填數(shù)據(jù)進(jìn)行了確認(rèn)。

合計(jì)裝填RS-1100催化劑104.55t，RG-1保護(hù)劑3.92t。RS-1100催化劑和RG-1保護(hù)劑的裝填堆密度分別為：0.843t/m3和0.443t/ m3。

2.3 催化劑干燥

催化劑干燥操作條件為：系統(tǒng)壓力2.0MPa，循環(huán)氣量40000～50000Nm3/h（循環(huán)氫壓縮機(jī)最大量循環(huán)），最高干燥溫度160℃。

催化劑干燥過(guò)程的床層溫度分布均勻，最大徑向溫差在1℃以內(nèi)。由于氮?dú)鈼l件下，循環(huán)氣量較小，床層溫度提溫速度較慢，經(jīng)過(guò)討論適當(dāng)延長(zhǎng)了催化劑干燥時(shí)間。催化劑干燥階段最高溫度恒溫48小時(shí)。在此期間共脫水約3.6噸，占催化劑總重的3.44%。

2.4 催化劑預(yù)硫化

裝置氫氣氣密合格后，降低系統(tǒng)壓力至5.0MPa，控制反應(yīng)器入口溫度低于140℃，引直餾煤油進(jìn)裝置，開(kāi)始按照硫化程序升溫硫化。催化劑硫化階段的主要操作條件為：反應(yīng)器入口氫分壓4.0～5.0MPa，反應(yīng)器入口溫度140～320℃，循環(huán)氫壓縮機(jī)最大量循環(huán)，進(jìn)油量160t/h。

反應(yīng)器入口溫度升至175℃，開(kāi)始向反應(yīng)系統(tǒng)注硫化劑，然后根據(jù)循環(huán)氫中的硫化氫濃度分析結(jié)果調(diào)整注硫速率。整個(gè)催化劑預(yù)硫化共持續(xù)32小時(shí)。通過(guò)高分界位計(jì)算硫化期間生成水量接近9t，達(dá)到催化劑理論脫水量的90%左右。說(shuō)明催化劑預(yù)硫化比較完全。

標(biāo)定期間所用的原料為焦化汽柴油和常二、常三線直餾柴油的混合油。各種原料的比例和主要性質(zhì)見(jiàn)表3。從表3的數(shù)據(jù)可以看出，標(biāo)定原料中二次加工汽柴油占30%，混合原料性質(zhì)較好，精制的主要目的在于完成深度脫硫，并適當(dāng)提高柴油十六烷值。使其分別達(dá)到小于350μg/g和大于51的國(guó)Ⅲ柴油指標(biāo)。表中同時(shí)列出了該裝置設(shè)計(jì)原料的典型性質(zhì)。對(duì)比設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，本次標(biāo)定的原料比設(shè)計(jì)值略差，主要表現(xiàn)在原料密度、硫含量高于設(shè)計(jì)值、柴油餾分的十六烷指數(shù)低于設(shè)計(jì)值（表2）。

3.2 標(biāo)定期間的主要操作參數(shù)

標(biāo)定期間的主要操作參數(shù)見(jiàn)表4。從表中數(shù)據(jù)可以看出：本次裝置標(biāo)定為滿負(fù)荷標(biāo)定，標(biāo)定期間的各項(xiàng)操作參數(shù)基本達(dá)到設(shè)計(jì)值。對(duì)比兩次記錄的數(shù)據(jù)還可以看出，標(biāo)定期間的操作比較平穩(wěn)，標(biāo)定的平均條件為：處理量～190t/h，反應(yīng)器入口氫分壓6.0MPa，平均反應(yīng)溫度～311℃，氫油體積比～466，化學(xué)氫耗量0.66。對(duì)比設(shè)計(jì)值可以發(fā)現(xiàn)，本次標(biāo)定的平均反應(yīng)溫度比設(shè)計(jì)值低近20℃。

標(biāo)定期間的催化劑床層溫度分布情況見(jiàn)表5。由表5的數(shù)據(jù)可以看出，催化劑床層內(nèi)的溫度分布十分均勻，同一高度的徑向溫度差基本在±1℃以內(nèi)。說(shuō)明本次催化劑裝填工作完成良好，物流在反應(yīng)器內(nèi)沒(méi)有偏流或‘溝流的情況。催化劑裝填質(zhì)量的好壞為裝置長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)提供了保障（表3）。

3.3 主要產(chǎn)品性質(zhì)

裝置標(biāo)定期間的主要產(chǎn)品性質(zhì)見(jiàn)表6。表中同時(shí)列出了國(guó)Ⅲ柴油的主要性質(zhì)指標(biāo)。對(duì)比柴油產(chǎn)品性質(zhì)和國(guó)Ⅲ柴油的性質(zhì)指標(biāo)可以看出，對(duì)160萬(wàn)噸/年柴油加氫裝置，采用RS-1100催化劑可以在設(shè)計(jì)工況下，生產(chǎn)滿足國(guó)Ⅲ柴油標(biāo)準(zhǔn)的柴油產(chǎn)品（表4）。

*石腦油中的硫大部分為無(wú)機(jī)硫（硫化氫），有機(jī)硫含量小于2μg/g。

4 結(jié)論

（1）RS-1100催化劑在滄州煉化公司新建160萬(wàn)噸/年柴油加氫裝置上開(kāi)車一次成功。裝置開(kāi)工過(guò)程操作平穩(wěn)。

（2）標(biāo)定期間，反應(yīng)器各個(gè)階段床層的徑向溫差基本在1℃的范圍之內(nèi)，反應(yīng)系統(tǒng)壓降較小為0.11MPa，說(shuō)明催化劑裝填比較好，氣液相分布比較均勻。

（3）標(biāo)定結(jié)果表明，與設(shè)計(jì)相比在原料性質(zhì)變差的情況下，使用RS-1100催化劑可以在平均反應(yīng)溫度降低20℃的條件下，生產(chǎn)出硫含量小于300μg/g，滿足國(guó)Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)的低硫柴油產(chǎn)品。并且部分參數(shù)優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)。說(shuō)明RS-1100催化劑具有很好的加氫脫硫活性。

（4）本次標(biāo)定160萬(wàn)噸/年柴油加氫裝置的化學(xué)氫耗為0.66%，高于設(shè)計(jì)值。主要是由于新氫純度低（以重整氫氣與制氫氫氣混合的氫氣作為氫源），導(dǎo)致儀表計(jì)量偏差造成的。

參考文獻(xiàn)

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[2] 何波，劉剛，呂亮功. 新型加氫精制催化劑RN-10B的工業(yè)應(yīng)用[J].石化技術(shù)與應(yīng)用，2003，21（5）：351-353

作者簡(jiǎn)介

徐艷龍，1976年11月出生，男，本科學(xué)歷，工程師，現(xiàn)在中石化滄州分公司煉油二部任生產(chǎn)副主任，長(zhǎng)期從事加氫裝置的生產(chǎn)技術(shù)管理。