渣油加氫裝置摻煉催化柴油技術(shù)的應用

彭森 吳樟斌（中國石化海南煉油化工有限公司，海南 洋浦 578101）

隨著社會的發(fā)展和環(huán)保要求日益嚴格，普通柴油的需求量在不斷減少,各煉廠都在采取措施降低柴汽比。目前中國石化海南煉油化工有限公司（以下簡稱：海南煉化）柴油有直餾柴油，柴油加氫柴油，加氫裂化柴油，催化柴油（以下簡稱：催柴）和渣油加氫柴油,其中催柴具有密度大，硫、氮、烯烴、芳烴、膠質(zhì)等含量高，十六烷值低（小于20），儲存安定性差[1]等特點，是全廠柴油中最差的一種。

海南煉化的催柴設計是經(jīng)過柴油加氫裝置加氫精制后再調(diào)合出廠，而海南煉化目前運行距上一次大檢修已有四年，柴油加氫裝置運行至末期，催化劑活性降低，脫硫率低,反應器壓降高，柴油加氫裝置則通過降低處理量緩解床層壓降上漲。柴油加氫裝置處理不完的催柴經(jīng)公司分析討論決定將部分摻煉至渣油加氫裝置，達到降低全廠柴油產(chǎn)量大幅提高催柴質(zhì)量的目的。

1 海南煉化渣油加氫裝置概況

海南煉化渣油加氫裝置由中國石化建設公司（SEI）設計，采用中國石化S-RHT工藝技術(shù)，原料和反應部分為A/B兩系列，分餾部分共用，可實現(xiàn)單開單停。設計年處理量為310萬噸/年，本裝置所加工原料為常減壓裝置的常壓渣油和減壓渣油，反應部分采用爐前混氫，熱高分流程。設有循環(huán)氫脫硫系統(tǒng)，熱高分液力透平。冷低分氣與加氫裂化、柴油加氫低分氣混合并脫硫。脫硫后的低分氣與加氫裂化、渣油加氫裝置排廢氣一起作為PSA進料，提純后為渣油加氫提供部分氫氣。

分餾部分設有分餾進料加熱爐、分餾塔及側(cè)線柴油氣提塔。塔頂石腦油去預加氫裝置精致后作為重整部分進料，柴油去罐區(qū)作為優(yōu)質(zhì)調(diào)和組分，塔頂干氣去輕烴回收裝置。約90w%的加氫尾油為催化裂化裝置提供優(yōu)質(zhì)的原料。裝置于2006年9月建成投產(chǎn)。其中渣油加氫A列目前已運行第十一周期,B列已運行第十周期。

2 渣油加氫裝置摻煉催柴情況

2017年4月5日10：35渣油加氫裝置B列開始摻煉催柴，摻入量為10 t/h。于2017年6月3日停煉催柴,2017年7月27日再次摻入A列10 t/h，2017年8月9日停止摻入A列改至B列摻入。本次對渣油加氫裝置第一次B列摻煉催柴進行分析。

3 渣油加氫裝置摻煉催柴運行分析

3.1 摻煉催柴對混合原料性質(zhì)影響

摻煉催柴對渣油加氫原料性質(zhì)的影響：本次催柴摻煉比例為5%，原料油密度未發(fā)生明顯變化，硫含量，氮含量，殘?zhí)己徒饘俸烤兴鶞p小，粘度變化較明顯，原料油粘度(100℃)比摻煉前降低24mm2/s，催柴可以稀釋渣油，使得渣油的流動性更好，改善了渣油加氫原料性質(zhì)。渣油加氫B列摻煉催柴前后混合原料性質(zhì)對比見表3-1。

表3-1 混合原料性質(zhì)對比

3.2 摻煉催柴對主要操作參數(shù)的影響

對反應床層溫升的影響：催柴中烯烴、多環(huán)芳烴等不飽和烴類含量較多，加氫反應程度較高，一反二反床層溫升有所上漲。由表3-2可知摻煉催柴后，一反床層溫升上漲3℃，二反床層溫升上漲4℃，為了維持反應深度，降低反應進料加熱爐出口溫度1℃左右，二反入口開大冷氫閥增加冷氫量6000Nm3/h，降低二反入口溫度1℃左右，摻煉催柴前后主要操作參數(shù)對比見表3-2。

對裝置氫耗的影響：從新氫量和總氫耗可以看出，摻煉催柴后反應氫耗增加了3000Nm3/h左右。主要因為催柴中烯烴、含多環(huán)芳烴等不飽和烴類含量較多，增加裝置氫耗。

對反應器壓降的影響：由圖3-3可知一反壓降下降約0.02MPa，二反壓降下降約0.03MPa。下降較明顯。摻煉催柴后渣油加氫原料性質(zhì)得到改善，尤其粘度減少，使得渣油流動性變好，改善了油品在床層的分布，反應器壓降下降。渣油加氫是擴散控制，渣油的粘度高，會降低渣油的擴散和反應性能，增加催化劑結(jié)焦失活傾向，摻煉催柴可降低粘度就減少了催化劑的失活傾向[2]，也減緩了反應器壓降上漲的速度。

表3-2 摻煉催柴前后主要操作參數(shù)對比情況

二反出口溫度二反平均溫度二反出入口差壓二反總溫升新氫量冷氫量℃℃℃℃Nm3/h Nm3/h 387.3375.40.42023.72161114655391.0377.90.38827.92477821484

圖3-3 摻煉催柴前后反應器壓降對比情況

3.3 摻煉催柴對產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)品分布的影響

對柴油產(chǎn)品質(zhì)量的影響：摻煉催柴后，柴油的餾程、閃點、腐蝕、硫含量等質(zhì)量合格，初餾點降低，密度增大，十六烷指數(shù)有所降低，由51.9降至47.1（柴油產(chǎn)品質(zhì)量分析見表3-4）。

表3-4 摻煉催柴前后加氫柴油質(zhì)量對比情況

對加氫渣油的影響：相比純渣油的條件下，摻煉催柴后加氫渣油的硫含量、氮含量、殘?zhí)亢徒饘伲∟i+V）含量均降低（加氫渣油質(zhì)量見表3-5），脫硫率、脫氮率、脫殘?zhí)悸屎兔摻饘伲∟i+V）率比純渣油的條件下分別提高4.01百分點、0.93百分點、2.16百分點和7.92百分點（摻煉催柴前后雜質(zhì)脫除率對比見表3-6）。催柴中部分加氫后的稠環(huán)芳烴可以起著供氫劑的作用，促進大分子的瀝青質(zhì)和膠質(zhì)進行加氫轉(zhuǎn)化反應[3]。對脫硫脫氮脫殘?zhí)棵摻饘俜磻写龠M作用,可以適當提高雜質(zhì)的脫除率。

表3-5 摻煉催柴前后加氫渣油質(zhì)量對比情況

13.540.69鎳+釩含量粘度10.332.8 mg/kg(100℃)mm2/s

表3-6 摻煉催柴前后雜質(zhì)脫除率對比情況

對產(chǎn)品分布的影響：摻煉催柴后，尾油收率降低，其余產(chǎn)品收率均有所上漲，其中柴油收率增加較多，比摻煉前增加2.27個百分點，這說明摻煉的催柴經(jīng)過在渣油加氫裝置加氫，少部分裂解，大部分還是以柴油組分撥出，達到降低全廠柴油產(chǎn)量大幅提高催柴質(zhì)量的目的，摻煉催柴前后產(chǎn)品分布見表3-7。

表3-7 摻煉催柴前后產(chǎn)品分布對比情況

4 結(jié)語

（1）渣油加氫裝置摻煉催柴可以優(yōu)化渣油加氫的原料性質(zhì)，有利于渣油加氫反應進行，提高雜質(zhì)脫除率，相比純渣油的條件下，摻煉催柴后脫硫率提高4.01百分點，脫氮率提高0.93百分點，脫殘?zhí)悸侍岣?.16百分點，脫金屬（Ni+V）率提高7.92百分點。

（2）渣油加氫裝置摻煉催柴降低了原料的粘度，改善油品在床層的分布，反應器床層壓降下降，一反壓降下降約0.02MPa，二反壓降下降約0.03MPa，有利于延長裝置的運行周期。

（3）渣油加氫裝置摻煉催柴對渣油加氫柴油品質(zhì)產(chǎn)生不利的影響，渣油加氫柴油十六烷指數(shù)51.9降至47.1，應根據(jù)渣油加氫柴油的品質(zhì)控制摻煉比。

（4）催柴富含烯烴芳烴組分，摻煉催柴后渣油加氫裝置氫耗增加了3000Nm3/h左右，應提前聯(lián)系制氫裝置供氫，及時調(diào)整補充氫壓縮機負荷，維持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。

（5）自摻煉催柴以來的數(shù)據(jù)表明：裝置運行平穩(wěn)，催化劑運行正常，中國石化海南煉油化工有限公司渣油加氫裝置摻煉催柴的應用是成功的，為催柴的處理提供了一個新的途徑。

[1]陳水銀，胡志海，蔣東紅，等.提高催化柴油十六烷值工藝開發(fā)[J].石化技術(shù)與應用，2003,21（3）：174-175.

[2]胡志海,聶紅,石亞華,李大東.RIPP催化裂化原料加氫預處理技術(shù)實踐與發(fā)展[J].石油煉制與化工,2008,39(08)：5-9.

[3]劉鐵斌，耿新國，吳銳，等.渣油加氫與催化裂化深度聯(lián)合工藝技術(shù)研究[J].當代化工,2012,41(06)：582-584.