40萬t/a催化汽油加氫裝置設計與開工

胡耀強, 劉傳強, 劉曉步, 趙 睿

（中國石油工程建設公司華東設計分公司，山東 青島 266071）

石油化工

40萬t/a催化汽油加氫裝置設計與開工

胡耀強, 劉傳強, 劉曉步, 趙 睿

（中國石油工程建設公司華東設計分公司，山東 青島 266071）

某煉廠新建40萬t/a催化汽油加氫裝置一次開車成功。該裝置是國內首批采用中國石油工程建設公司華東設計分公司與中國石油石油化工研究院合作自主開發(fā)的DSO技術的汽油加氫裝置。經過標定，國IV工況下催化汽油硫含量由256.79 μg/g降低至47.12 μg/g，硫醇含量由21 μg/g降低至9 μg/g，辛烷值損失0.7個單位，這充分證明DSO系列催化劑具有脫硫活性高、選擇性好和辛烷值損失小的特點，完全可以滿足國內日益迫切的汽油質量升級的要求。

催化裂化汽油；DSO技術；加氫脫硫；辛烷值

為保護環(huán)境，近年來國內對汽油產品質量的要求越來越高。在2011年5月12日發(fā)布實施的GB17930-2011《車用汽油》國家標準中將車用汽油（IV）的硫含量修改為不大于50 μg/g。該標準自發(fā)布之日起實施，過渡期至2013年12月31日。為滿足國V排放要求，該標準還在附錄A中提出建議性指標，規(guī)定車用汽油（V）中硫含量不大于10 μg/g[1]。生產低硫和低烯烴清潔汽油就成為國內煉油行業(yè)必須面臨的重大生產課題。而我國汽油中硫化物絕大多數(shù)來源于催化裂化汽油，因此，如何降低催化裂化汽油的硫含量是提高我國車用汽油質量的關鍵之一。

國內某煉廠新建40萬t/a催化汽油加氫脫硫裝置是國內首批采用中國石油石油化工研究院合作自主開發(fā)的DSO技術，由中國石油工程建設公司華東設計分公司自主設計、施工并一次開車成功的汽油加氫裝置。該裝置以催化汽油為原料，通過固定床加氫，生產低硫和超低硫汽油，以滿足全廠調和生產國IV產品標準的要求。

1 設計概況

40萬t/a催化汽油加氫脫硫裝置主要由預加氫、加氫脫硫和公用工程三個部分組成。以催化裂化裝置的汽油為原料，生產滿足全廠調合國IV排放標準的汽油。

裝置采用DSO催化汽油加氫技術，由中國石油工程建設公司華東設計分公司負責提供裝置的基礎設計和施工圖詳細設計工作，設備立足于國內制造。

2 DSO技術

DSO工藝技術采用預加氫-選擇性加氫脫硫的工藝路線，全餾分催化汽油首先經過預加氫預處理，脫除硫醇和雙烯烴，并實現(xiàn)輕的硫化物向重硫化物的轉移，然后在分餾塔內進行輕、重汽油分餾。輕汽油硫醇及總硫含量很低，不需要處理可直接用于調合汽油。重汽油送至加氫脫硫部分，進行深度脫硫，實現(xiàn)脫硫同時保持較小的辛烷值損失。工藝流程圖見圖1。該技術的特點是：反應條件緩和、脫硫率高、脫硫選擇性好、辛烷值損失小、液收高、運轉周期長，催化劑具有高活性、高選擇性、高穩(wěn)定性的特點，技術成熟可靠[2]。

圖1 工藝流程圖Fig.1 Flow diagram of the unit

裝置預加氫部分催化劑為GHC-32，加氫脫硫部分催化劑為GHC-11,加氫改質催化劑為FO-35M，保護劑為GHC-21和GHC-22，催化劑和保護劑的理化性質見表1。

4 工程設計特點

（1）原料油過濾：為了防止反應器因進料中的固體顆粒堵塞導致床層壓降過大引起非正常停工，設置原料油過濾器，濾除大于10 μm的固體顆粒和膠質。

（2）原料油保護：由于原料油與空氣接觸會生成聚合物和膠質，為有效防止反應器床層結焦，裝置內原料油緩沖罐用氫氣進行氣封保護。

3 催化劑

表1 GHC系列催化劑理化性能Table 1 Specification of GHC catalyst

（3）脫砷：原料油的砷含量為142×10-9，為避免反應器內催化劑中毒，需設置脫砷反應器，將進料的砷含量脫至20×10-9以下。

（4）空冷器前注水：加氫過程中生成的H2S、NH3和HCl，在一定溫度下會生成NH4Cl和NH4HS結晶，沉積在低溫換熱器和空冷器管束中，引起系統(tǒng)壓降增大。因此在反應產物進入空冷器前注入除鹽水溶解銨鹽。

（5）設置循環(huán)氫脫硫塔。

（6）為確保裝置的安全性，設置緊急泄壓系統(tǒng)。

5 裝置標定

裝置自2013年11月一次開車成功以來，運行平穩(wěn)，各項指標均達到了設計要求。這期間，對裝置進行了國IV工況的標定。主要對裝置的生產能力、工藝指標、產品質量、消耗定額等方面進行考核。

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5.1 原 料

催化汽油進料性質見表2。

此次標定原料與設計原料對比可以看出：

（1）標定原料的測定密度與設計密度接近，但恩氏蒸餾曲線的斜率更大，餾程范圍更寬。

（2）原料烯烴總含量與設計值一致，芳烴含量超過設計值1.17個單位，將影響產品芳烴含量的控制。

表2 催化汽油原料性質Table 2 Analysis data of feed

（3）原料硫含量為256.79 μg/g，低于設計值，滿足進料要求。

（4）標定原料硫醇硫含量為21 μg/g，低于設計值，滿足進料要求。

裝置產品對比表見表3。

表3 汽油產品質量指標Table 3 Main specification of gasoline product

由表3可以看出：

（1）脫硫效果分析：本次原料總硫含量為256.79 μg/g，較設計值低，脫硫反應后產品硫含量為47.12 μg/g，產品硫含量達到生產要求。

（2）脫硫醇效果分析：標定產品混合汽油硫醇硫含量為9 μg/g，滿足硫醇硫含量≯10 μg/g的生產要求。

（3）辛烷值損失分析：分析本次標定樣，原料辛烷值為91，產品辛烷值為90.3，辛烷值損失0.7個單位，小于設計值，滿足≯1的生產指標，催化劑的選擇性發(fā)揮充分，催化劑性能好。

5.3 物料平衡

裝置的物料平衡和能耗見表4。

表4 物料平衡表Table 4 Material balance

本次標定以裝置催化汽油進料量為基準計算，設計氫耗為1.53%，標定氫耗為1.42%，汽油產品為99.29%，標定汽油產品為99.90%，裝置氫利用率較設計值高，干氣產率較設計低，裝置的液收高于設計值。裝置運行初期，催化劑選擇性高，具有較高的活性，裝置的能耗較設計值要降低。

6 結 論

中國石油石油化工研究院開發(fā)的GHC系列催化劑具有極高的脫硫活性和選擇性，辛烷值損失、液收、氫耗等指標達到工業(yè)應用的目標值，DSO技術再次得到成功驗證，完全可以滿足國內日益迫切的汽油質量升級的要求。

［1］ 劉傳強, 等. 選擇性加氫技術生產超低硫催化汽油的方案比較[J].煉油技術與工程，2014，44（9）: 24-27.

［2］ 劉曉步, 等. 采用DSO技術催化汽油加氫裝置的首次工業(yè)應用[J].煉油技術與工程，2014，44（7）: 28-31．

Design and Start-up of 0.4 Mt/a FCC Gasoline Hydrodesulfurization Unit

HU Yao-qiang，LIU Chuan-qiang，LIU Xiao-bu，ZHAO Rui
（CPECC East-China Design Branch, Shandong Qingdao 266071, China）

A new 0.4 MT/a FCC gasoline hydrodesulfurization unit was established and started up successfully. The DSO technology which was developed by CEI and CNPC Petrochemical Research Institute was firstly adopted in this unit. The operation results of the unit demonstrates that the sulfur content in FCC gasoline can be reduced from 256.79 μg/g to 47.12μg/g, the mercaptans content can be reduced from 21μg/g to 9μg/g ,and the RON loss is 0.7 at national IV condition. The calibration data of the unit prove that DSO catalysts have high desulfurization activity, high selectivity and low RON loss. The unit can meet the demand of producing national IV gasoline products.

FCC gasoline; DSO technology; Hydrodesulfurization; RON

TE 624

： A

： 1671-0460（2015）02-0318-03

2014-08-27

胡耀強，男，山東青島人，工程師，碩士，2007年畢業(yè)于華東理工大學化學工藝專業(yè)，研究方向：從事加氫工藝設計工作。E-mail：hyq6196@sina.com.cn。