高分子篩催化劑在加氫裂化裝置上的運(yùn)用

中國石化齊魯分公司勝利煉油廠 山東淄博 255434

摘要：介紹了原設(shè)計使用無定型催化劑加氫裂化裝置使用高分子篩催化劑的運(yùn)行情況，實(shí)踐證明，面對原油日益劣質(zhì)化的今天，裝置通過簡單的改造，完全可以適用高分子篩催化劑，多產(chǎn)高附加值產(chǎn)品。同時根據(jù)生產(chǎn)情況，對裝置下一步的運(yùn)行提出了可行性建議。

關(guān)鍵詞：加氫裂化；原料劣質(zhì)化；高分子篩催化劑；技術(shù)改造

概述

該廠140萬噸/年加氫裂化裝置采用國產(chǎn)單段串聯(lián)一次通過加氫裂化工藝，加工直餾減壓蠟油原料，用于生產(chǎn)石腦油、航煤、柴油和尾油，尾油主要用作制乙烯裝置的原料。裝置原使用無定型催化劑，為應(yīng)對原油劣質(zhì)化，多產(chǎn)石腦油、航煤、尾油等高附加值產(chǎn)品，2009年5月使用高分子篩催化劑，以滿足多產(chǎn)化工原料的需求。2013年裝置檢修，對高分子篩催化劑實(shí)施再生，為改善尾油BMCI值和航煤煙點(diǎn)，控制裂化反應(yīng)器溫度趨于合適的梯度，反應(yīng)器催化劑重新級配，并在裂化反應(yīng)器第四床層增加了部分活性較低的RHC-3裂化催化劑。

根據(jù)高分子篩催化劑運(yùn)行情況和產(chǎn)品分布，于2010年和2013對裝置分餾系統(tǒng)進(jìn)行了適應(yīng)性技術(shù)改造，解決了運(yùn)行的瓶頸，效益得到進(jìn)一步提升。針對高氯原油的沖擊和高壓換熱器結(jié)垢，裝置制定了相應(yīng)的應(yīng)對措施。

1.針對高活性催化劑進(jìn)行的工作

1.1分餾系統(tǒng)的部分適應(yīng)性改造

裝置2009年由中油型加氫裂化催化劑更換為化工原料型（石腦油和尾油）催化劑后，產(chǎn)品分布發(fā)生了較大變化，在保持尾油收率相當(dāng)?shù)那闆r下，石腦油、航煤等產(chǎn)品收率增加5%，柴油收率下降，生產(chǎn)中反映出分餾系統(tǒng)硫化氫汽提塔進(jìn)料溫度過低、航煤汽提塔C503頂部返塔壓力高、吸收解吸塔底負(fù)荷不足等問題，進(jìn)行了適應(yīng)性改造，主要內(nèi)容為：

優(yōu)化冷低分油進(jìn)硫化氫汽提塔換熱流程，提高冷低分油入塔前溫度，由80℃升至105℃；

將航煤汽提塔C503頂部返分餾塔線及設(shè)備開口由DN100擴(kuò)至DN150；

增加吸收解吸塔底再沸器換熱面積。

通過改造，問題得到部分解決。但運(yùn)行中仍有瓶頸，表現(xiàn)在汽提塔入口溫度仍較低，影響了航煤腐蝕，航煤收率受到限制；吸收解吸塔帶液嚴(yán)重，重整料石腦油不能最大化生產(chǎn)，2013年檢修，再次進(jìn)行了優(yōu)化：

輕烴進(jìn)汽提塔前C-501和分餾塔C-502一中回流換熱，溫度從110℃提高到145，航煤操作彈性提高。

吸收解吸塔更換高效塔盤，解決帶液問題。

1.2重新確定事故處理原則

裝置原使用無定型催化劑，由于活性低，反應(yīng)條件相對緩和，事故處理尤其是循環(huán)機(jī)停運(yùn)后，原則為“加熱爐滅爐，系統(tǒng)撤壓到4.7MPa，補(bǔ)充事故氮?dú)?，視情況逐步恢復(fù)”，鑒于高分子篩催化劑活性高，結(jié)合2009年事故處理經(jīng)驗(yàn)，將事故處理原則修訂為：“加熱爐滅爐，進(jìn)料切斷，系統(tǒng)撤壓到0.8MPa，補(bǔ)充事故氮?dú)?，視情況逐步恢復(fù)”，確保高活性催化劑運(yùn)行下的裝置本質(zhì)安全。

2.催化劑運(yùn)行情況

2.1裝置進(jìn)料性質(zhì)整體變差

裝置自2010年4月始加工含酸重質(zhì)原油后，140萬噸/年加氫裂化的進(jìn)料性質(zhì)發(fā)生了較大變化。表現(xiàn)在粘度、酸值、密度、氮含量增加。原料油密度由原來的約910kg/m3提高到926kg/m3，原料油BMCI值由47左右提高到50以上，原料氮含量由原來的1200g/g左右增加到2100g/g左右，最高達(dá)到2500g/g以上，2013年10月后逐步減少常減壓裝置減三線蠟油比例，優(yōu)化加氫裂化原料。

2.2裝置產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定

使用高分子篩催化劑組合后，該劑體現(xiàn)了對原料較強(qiáng)的適應(yīng)性，自2009年9月份來，盡管原料性質(zhì)變差，產(chǎn)品性質(zhì)非常穩(wěn)定。

2.2.1加氫裂化精制油氮含量

運(yùn)行四年來，排除2010年3月、8月裝置處理問題，2013年4月裝置檢修停開工數(shù)據(jù)，加氫裂化精制油氮含量均小于10PPm，平均為5PPm，起到了良好的精制效果。精制反應(yīng)器平均溫度從初期到末期提高了約26℃，失活速率慢。床層最高溫度不高于400℃，仍處于安全溫度。

2.2.2加氫裂化生成油密度

裝置控制合適的轉(zhuǎn)化率，生成油密度保持在815Kg/m3左右，裂化性能優(yōu)良。裂化反應(yīng)器平均溫度從初期到末期提高了約14℃，失活速率慢。床層最高溫度不超過390℃，處于安全溫度。

2.2.3航煤煙點(diǎn)和尾油BMCI值得到改善

對高分子篩催化劑，2010年3月對裂化反應(yīng)器進(jìn)行重新級配，將原裝填于三個反應(yīng)床層中的裂化催化劑分布于四個反應(yīng)床層中，2013年催化劑再生后重新級配，加入活性較低的HC-03裂化催化劑，用以改善航煤煙點(diǎn)和尾油BMCI值，從圖6～7來看，2013年5月后，航煤煙點(diǎn)上升了4個單位，尾油BMCI值下降了2個單位，排除餾程控制上的因素，航煤煙點(diǎn)和尾油BMCI值也均有不同程度的改善。

3.對裝置運(yùn)行的幾點(diǎn)建議

3.1高壓換熱器換熱效率下降，下一步考慮適當(dāng)降低裂化劑活性

加氫裂化裝置原料和產(chǎn)品換熱系統(tǒng)共有三臺高壓換熱器E401和E402A、B。其中E401為原料和精制反應(yīng)器出口產(chǎn)品換熱器，原料走殼程，E402為原料和裂化產(chǎn)品換熱器，原料走管程。兩個換熱器系統(tǒng)有調(diào)節(jié)溫度的大副線和小副線。

由于加工高硫高酸原油，加氫裂化高壓換熱器換熱效率持續(xù)下降，調(diào)節(jié)溫度的兩個副線閥門TV4101和TV4102完全關(guān)閉，冷流體（原料）全部走換熱器，目前加熱爐溫升達(dá)到33℃加熱爐爐膛溫度達(dá)到780℃，爐出口溫度目前維持343℃，影響下一步滿負(fù)荷運(yùn)行。

建議針對裝置情況，下一周期考慮適當(dāng)降低裂化反應(yīng)器催化劑活性，一則減少R-402冷氫量，降低冷氫閥開度，同時提高E-402溫位，從而提高F-401入口溫度，延緩換熱器結(jié)垢帶來的不利影響。

3.2石腦油穩(wěn)定塔設(shè)置重石抽出線

使用高分子篩催化劑后，石腦油收率提高，目前加氫裂化輕重石腦油不分，作為重整料輸送到下游裝置后，還需再次分離出拔頭油，可以考慮在石腦油穩(wěn)定塔設(shè)置側(cè)線，抽出重石，輕石作裂解原料，重石作重整原料，實(shí)現(xiàn)流程優(yōu)化。

3.3精制反應(yīng)器出口換熱器管殼程互換

加氫裂化高壓換熱器換熱效果下降嚴(yán)重影響到裝置的長周期運(yùn)行，從本周期和上周期運(yùn)行情況分析，精制反應(yīng)器出口換熱器E-401換熱效率下降速度尤其明顯，也就是說結(jié)垢更容易發(fā)生在280～310℃的E-401殼程上。該換熱器原料走殼程，建議將E401管殼程互換，原料走管程，提高原料在換熱器中的流速，有利于結(jié)垢前驅(qū)物的沖洗去除。

結(jié) 論

從目前高分子篩催化劑組合級配運(yùn)行上來看，達(dá)到了多產(chǎn)石腦油、尾油和航煤的目標(biāo)，各產(chǎn)品質(zhì)量合格；對存在的問題，裝置進(jìn)行適應(yīng)性改造后，瓶頸得以順利解決。說明該系列催化劑在該廠140萬噸/年加氫裂化裝置運(yùn)行是相當(dāng)成功的。也給使用低活性無定型催化劑的裝置改用高分子篩催化劑提供了數(shù)據(jù)支持，給老裝置擴(kuò)能提供了新的思路。