加氫裂化原料油性質(zhì)變化對(duì)裝置的影響

楊立強(qiáng) 王文平 蘇寧 胥軍鵬（中國(guó)石油長(zhǎng)慶石化公司，陜西 咸陽(yáng) 712000）

本裝置以石蠟基原油混合蠟油為原料，采用兩段串聯(lián)全循環(huán)流程，最大程度生產(chǎn)航煤和柴油，同時(shí)兼顧一次通過(guò)生產(chǎn)乙烯裂解原料流程。

1 原料性能對(duì)加氫裂化過(guò)程的影響

1.1 硫、氮含量

雜環(huán)氮化物在加氫催化劑表面吸附，產(chǎn)生阻礙作用，有機(jī)氮易使催化劑中毒。原料中硫含量和結(jié)構(gòu)對(duì)反應(yīng)過(guò)程也有較大影響。加氫裂化所用催化劑在硫化態(tài)下才能維持較高的活性，因此要維持一定的硫化氫分壓，但當(dāng)原料中硫增加后會(huì)增加加氫脫硫的難度，增加設(shè)備腐蝕。本裝置原料油的氮含量在600—800 ppm之間；硫含量在0.0681-0.0786mg/m3之間。

1.2 原料中的殘?zhí)?/h3>

原料的殘?zhí)恐翟黾?，使加氫脫硫反?yīng)的條件變得更加苛刻，進(jìn)而催化劑表面積炭速率加快，催化劑失活加快，一般殘?zhí)恐狄笤?.3%以下[3]。由本裝置日常原料油化驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，本裝置原料油殘?zhí)吭?.01%-0.03%（m%）之間，大幅小于本裝置原料油殘?zhí)吭O(shè)計(jì)值。

1.3 原料油的粘度

原料油的粘度變大，原料油中的芳烴、稠環(huán)芳烴含量增加（主要為萘系和蒽、菲系化合物）。稠環(huán)芳烴加氫反應(yīng)受熱力學(xué)平衡常數(shù)限制（隨溫度升高而下降）[4]，提高反應(yīng)溫度，芳烴加氫轉(zhuǎn)化率下降[5]，因此應(yīng)嚴(yán)格控制原料油的粘度[6]。本裝置原料油50℃平均粘度為21.88 mm2/s，較為穩(wěn)定。

1.4 原料油的干點(diǎn)

餾程范圍對(duì)原料油性能影響較大,原料油越重，干點(diǎn)越寬,硫、氮、金屬等雜質(zhì)含量越高,加氫脫硫及脫氮和裂化反應(yīng)越困難，必須提高反應(yīng)溫度以抵消原料油變重的影響[3],而當(dāng)原料餾程變重幅度較大時(shí),甚至必須提高反應(yīng)壓力等級(jí)才能達(dá)到所要求的反應(yīng)深度[7]。本裝置原料油90%餾出溫度在438℃-485℃之間波動(dòng)，波動(dòng)范圍較大。

1.5 金屬含量

原料中的金屬含量一般不超過(guò)0.02%-0.03%。原料中的鐵會(huì)在反應(yīng)器頂部堆積，引起催化劑結(jié)塊，床層壓降上升。本裝置原料油中的鐵含量在0.1-7.28μg/g之間。為減少原料油中鐵含量，可以通過(guò)減輕常減壓裝置的腐蝕，穩(wěn)定原料油中的鐵含量。

2 原料性質(zhì)變化對(duì)裝置的影響

2.1 原料性質(zhì)的變化情況

通過(guò)對(duì)比所用輕原料油平均性質(zhì)與重原料油平均性質(zhì)，可知重原料油的密度和10%餾出溫度均超過(guò)本裝置原料油設(shè)計(jì)指標(biāo)，輕原料油在密度、餾出溫度與硫、氮含量等方面均比設(shè)計(jì)值低。重原料油在密度上比輕原料油高20kg/m3；在各餾出溫度上均高出輕原料油20℃；重原料油硫、氮含量、殘?zhí)恐稻容p原料油高。

2.2 主要工藝參數(shù)變化

裝置在加工輕原料油與重原料油時(shí)，在各床層溫升方面，前者高出后者0.5℃左右，表明加工輕原料時(shí)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率比加工重原料油時(shí)要高，在精制床層溫度上，兩者相差不明顯，但在裂化床層溫度上，前者均較后者高出0.5℃。在床層溫度未調(diào)整的情況下，加工輕原料油時(shí)的精制反應(yīng)器的加權(quán)平均床層溫度比加工重原料油時(shí)低，但變化不明顯，而裂化反應(yīng)器加權(quán)平均床層溫度變化較明顯，后者低于前者0.6℃；加工重原料時(shí)比加工輕原料時(shí)尾油循環(huán)量增加11.09t/h，氫耗增加17.4 nm3/t，精制油氮含量增加3.11ppm,單程反應(yīng)轉(zhuǎn)化率降低5.0%以上。

2.3 日加工量、產(chǎn)品收率與產(chǎn)品分布的對(duì)比分析

在主要工藝條件基本相同、加工輕原料油與重原料油，裝置在日加工量比加工重原料油時(shí)高出291t，差距較明顯；在產(chǎn)品收率上，加工輕原料時(shí)本裝置輕質(zhì)油收率比加工重原料油時(shí)高出1.64%；在產(chǎn)品分布上，加工輕原料時(shí)，本裝置石腦油和航煤收率比加工重原料油時(shí)高出1%以上，但柴油收率比加工重原料油時(shí)低2.0%，主要原因?yàn)榧庸ぶ卦嫌蜁r(shí)反應(yīng)深度較加工輕原料油時(shí)低，造成柴油產(chǎn)量較高，而石腦油和航煤產(chǎn)量低。在產(chǎn)品分布上，原料油越重，干氣、液化氣、石腦油、航煤和輕質(zhì)油收率下降，柴油和尾油收率增加。

3 結(jié)語(yǔ)

基于以上分析得知∶

3.1改善原料性質(zhì)，降低原料密度，減少原料氮、殘?zhí)亢?，降低原料油的干點(diǎn)，同時(shí)維持循環(huán)氫中硫化氫濃度，降低循環(huán)氫中氨濃度，可延長(zhǎng)催化劑使用壽命和催化活性，提高裝置的運(yùn)行周期。

3.2在同床層溫度下，原料性質(zhì)變化對(duì)加工量、產(chǎn)品收率與產(chǎn)品分布產(chǎn)生影響。

3.3當(dāng)原料油性質(zhì)變重時(shí)，應(yīng)提高各反應(yīng)器入口溫度與各床層溫度，增加尾油外甩量，同時(shí)保持較高的循環(huán)氫純度高于90.0%，以保持反應(yīng)轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)深度。

3.4穩(wěn)定原料油性質(zhì)，監(jiān)控原料油性質(zhì)變化根據(jù)原料油性質(zhì)變化及時(shí)作出相應(yīng)調(diào)整。

[1]Gruia A J等.多環(huán)芳烴的控制.美國(guó)加氫裂化發(fā)展譯文集，石油化工科學(xué)研究院，1992.

[2]韓崇仁.加氫裂化工藝與工程[M].北京：中國(guó)石化出版社，2001.

[3]金德浩，劉建暉，申濤.加氫裂化裝置技術(shù)問(wèn)答[M].北京∶中國(guó)石化出版社,2006.

[4]王甫村，朱金玲，陳蘭忠等.影響中油型加氫裂化技術(shù)的因素.化工科技市場(chǎng)，2003，（7）：5-8.

[5]陸恩錫等.煉油設(shè)計(jì).石油工業(yè)出版社，1998.

[6]方向晨.氫分壓對(duì)加氫裂化過(guò)程的影響.石油學(xué)報(bào)（石油加工），1999，15（5）：6-12.