某煉油廠400萬噸/年渣油加氫裝置運行分析

王一程，徐宗坤，王志勇，李 巖

（1.中國石油廣西石化公司，廣西 欽州 535000；2.欽州學院，廣西 欽州 535000）

某煉油廠400萬噸/年渣油加氫裝置運行分析

王一程1，徐宗坤1，王志勇1，李 巖2

（1.中國石油廣西石化公司，廣西 欽州 535000；2.欽州學院，廣西 欽州 535000）

摘 要：介紹了國外兩個系列渣油加氫催化劑在某煉油廠400萬t·a-1渣油加氫裝置運行一年的情況，結(jié)果顯示，兩個系列催化劑能夠滿足煉油廠下游催化裂化裝置指標的設計要求，同時，裝置在開工6個月時，對裝置兩個系列催化劑進行了標定。

關(guān)鍵詞：渣油加氫；標定；催化劑；運行；開工

渣油加工技術(shù)主要有溶劑脫瀝青、減黏裂化、焦化、催化裂化和加氫等。焦化工藝是目前工業(yè)應用最多的渣油加工技術(shù)，能夠加工高硫、高金屬、高殘?zhí)吭停怯捎谏纱罅繗怏w和劣質(zhì)焦炭，存在液體產(chǎn)品收率低、高硫石油焦處理困難等問題，難以實現(xiàn)渣油資源的高效利用。催化裂化工藝盡管可以處理渣油，但具有原料瓶頸，不適合高金屬、高硫或高殘?zhí)吭系募庸?。渣油加氫技術(shù)具有很強的原料適應性和操作靈活性，在原料輕質(zhì)化的同時可直接生產(chǎn)清潔運輸燃料和優(yōu)質(zhì)化工原料，是唯一能夠?qū)崿F(xiàn)渣油資源清潔高效利用的重要技術(shù)手段［1-3］，正逐漸成為煉廠主要的渣油加工技術(shù)手段。

渣油加氫技術(shù)主要有固定床、懸浮床和沸騰床技術(shù)［4-6］。固定床加氫處理技術(shù)相比于其它渣油加氫技術(shù)，投資和操作費用低，運行安全簡單，是迄今為止工業(yè)應用最多和技術(shù)最成熟的渣油加氫技術(shù)。渣油固定床加氫處理技術(shù)主要有Chevron 公司的RDS/VRDS工藝、UOP公司的RCD Unionfining工藝、ExxonMobil公司的Residfining工藝、Shell公司的HDS工藝、Axens公司的 Hyval技術(shù)、中國石化集團公司的S-RHT技術(shù)等。Chevron公司的RDS/VRDS工藝和UOP公司的RCD Unionfining工藝是工業(yè)應用最多的專利技術(shù)。

1 工藝描述和催化劑裝填方案

1.1 工藝描述

裝置設計的兩個系列可以進行單開單停，原料油緩沖罐經(jīng)反應進料泵增壓、熱高分氣和反應流出物換熱后，和換熱之后的循環(huán)氫混合進入反應加熱爐，依次進入5個加氫反應器，在催化劑作用下完成脫金屬、硫、氮和殘?zhí)抗δ?，反應器之間設置冷氫，從第五反應器出口流出的反應物料經(jīng)過高低分流程，進入汽提塔。經(jīng)過汽提塔后混合進入預閃蒸罐，經(jīng)分餾加熱爐加熱進入分餾塔。低硫渣油加氫產(chǎn)品去下游催化裂化裝置，同時生產(chǎn)部分柴油，并副產(chǎn)少量石腦油和干氣。

1.2 裝置開車

根據(jù)工藝包供應商UOP和兩家催化劑供應商提供的裝置開車方案，經(jīng)過氣密、干燥硫化等步驟，裝置于8月31號成功產(chǎn)出合格渣油加氫產(chǎn)品。產(chǎn)出合格產(chǎn)品后，在20d左右逐漸提高進料量及減壓渣油摻入70%的比例。

2 催化劑性能

2.1 設計混合原料和產(chǎn)品性質(zhì)

表1列出了設計原料和350℃+的產(chǎn)品指標。從設計原料來看，主要加工中東原油，設計條件較為苛刻，主要生產(chǎn)低硫、低殘?zhí)亢徒饘俸康脑图託洚a(chǎn)品，為下游催化裂化裝置提供原料。

表 1 設計原料和產(chǎn)品性質(zhì)

2.2 操作條件

裝置在線連續(xù)整1年（截至2015年8月31號），圖1、圖2列出了一年的A系列和B系列的進料量和反應器的平均床層溫度。在實際操作中，我們控制相同的殘渣摻入比和床層平均溫度。從圖1可以看出，開工一個月，基本在設計或接近負荷運行，平均進料量約為230～250t·h-1。圖2是催化劑的平均溫度，可以看出從2015年5月份開始，已經(jīng)在230t·h-1左右的處理量，減壓渣油摻入比為70%的工況條件下穩(wěn)定運行了4個月，床層平均溫度沒有變化，說明催化劑活性穩(wěn)定，沒有衰減。

圖1 兩系列進料

圖2 5個反應器催化劑平均床層溫度

2.3 原料性質(zhì)和產(chǎn)品性質(zhì)

原料和產(chǎn)品的密度、硫、殘?zhí)俊⒔饘俸康戎笜朔謩e列在了圖3～6中，可以看出原料性質(zhì)略優(yōu)于設計值。2015年3月份，裝置加工了低硫輕質(zhì)原油，進入渣油加氫裝置的混合物料性質(zhì)中，密度、殘?zhí)?、硫含量和金屬含量明顯降低，在此期間產(chǎn)品質(zhì)量也偏好。

加氫低硫渣油的產(chǎn)品密度約為928～930kg·m-3，密度改善為42kg·m-3；產(chǎn)品硫含量大部分時間為0.32wt%左右，低于設計值0.40wt%，硫轉(zhuǎn)化率高于85%；產(chǎn)品殘?zhí)坑苫旌显系?3.5wt%降低到低于6.0wt%，脫除率為55%～60%。原料金屬含量約為70×10-6，鎳釩比例為1∶1，近3個月，產(chǎn)品金屬含量為13×10-6。

圖3 原料和加氫渣油產(chǎn)品密度

圖4 原料和加氫渣油產(chǎn)品硫含量

圖5 原料和加氫渣油產(chǎn)品殘?zhí)?/p>

圖6 原料和產(chǎn)品中的Ni+V含量

3 標定

3.1 標定原料和加氫渣油產(chǎn)品性質(zhì)

在裝置開工后近6個月后，公司在2015年2 月5～7號對400萬t渣油加氫裝置進行了滿負荷的48h標定。標定期間盡量控制進入兩個系列的原料性質(zhì)相同，控制流量以及減渣摻入比例相同，并且分別在兩系列的氣提塔塔底液進行了采樣。從標定期間采樣的分析平均結(jié)果看，混合進料原料性質(zhì)平均密度為973kg·m-3，硫含量為3.13wt%，殘?zhí)繛?3.3wt%，標定原料性質(zhì)略優(yōu)于設計原料性質(zhì)。

從表3的氣提塔塔底液采樣分析結(jié)果可知，兩系列加氫渣油產(chǎn)品性質(zhì)基本相同，能夠為下游催化裂化裝置提供更為優(yōu)質(zhì)的原料。

3.2 標定工況

由圖7～9可以看出，標定期間催化劑平均溫度相同，約為388.2℃。減壓渣油摻入比為70%，控制兩系列的減壓渣油和蠟油的進料量為250t·h-1。從床層放熱溫升和壓降來看，兩系列略有差別，B系列放熱溫升比A系列高4℃。同時發(fā)現(xiàn)，在原料和催化劑平均溫度相同的情況下，B系列的系統(tǒng)壓降低0.1～0.15MPa。

圖7 5個反應器催化劑平均床層溫度

表2 標定期間原料

表 3 標定期間氣提塔塔底液分析

圖8 標定期間反應器壓降

圖9 兩列總溫升標定期間

4 物料平衡

兩個系列從2014年8月31號到2015年8月31號的加工物料見表4。一年的裝置加工量為367.8 萬t原料，裝置平均在92%負荷下運行，減渣摻入比為69.8%，平均低硫渣油產(chǎn)品收率為87.42%。

5 結(jié)論

渣油加氫裝置運行1年，加工了367.8萬t物料，減壓渣油摻入比為69.8%，為下游裝置生產(chǎn)了321.5萬t催化裂化原料，平均低硫加氫渣油收率為87.42%。標定結(jié)果顯示，加氫低硫渣油產(chǎn)品硫含量為2360×10-6，殘?zhí)繛?.51wt%，氮含量為551×10-6，產(chǎn)品（Ni+V）為11.3×10-6，完全能夠滿足下游加工需求。

表 4 裝置物料平衡

參考文獻：

［1]黃新露，曾榕輝. 加氫裂化工藝技術(shù)新進展［J］. 當代石油石化，2005，13（12）:38-41.

［2]李雪靜，黎德晟，李家民. 渣油加氫技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀［J］.石化技術(shù)，2002，9（3）:172-177.

［3]李立權(quán) ，渣油加氫技術(shù)的最新進展及技術(shù)路線選擇［J］.煉油工程與技術(shù)，2010，40（4）:1-5.

［4]方向晨. 國內(nèi)外渣油加氫處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及分析［J］.化工進展，2011，30（1）:95-104.

［5]Ancheyta J， Speight J G. Hydroprocessing of heavy oils andresidua［M］. Boca Raton: CRC Press Inc.，2007.

［6]Rana M S， Sámano V， Ancheyta J， et al. A review of recentadvances on process technologies for upgrading of heavy oils and residua［J］. Fuel，2007，86（9）: 1216-1231.

刊號： ISSN 1671-9905 CN 45-1306/TQ

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中圖分類號：TE 624.4+3

文獻標識碼：B

文章編號：1671-9905（2016）02 -0050-04

作者簡介：王一程（1984-），河北盧龍人，男，工程師，任職于中國石油廣西石化公司生產(chǎn)三部，主要從事渣油加氫裝置工藝技術(shù)管理工作。電話:0777-3885990

收稿日期：2015-12-18

Operation Analysis of 4Mt/a Residue Oil Hydrodesulfurization Unit

WANG Yi-cheng1， XU Zong-kun1， WANG Zhi-yong1， LI Yan2
（1.Guangxi Petrochemical Company， CNPC， Qinzhou 535000， China； 2.Qinzhou University， Qinzhou 535000， China）