臨氫降凝催化劑在柴油加氫改質(zhì)裝置的應(yīng)用

王濤 殷磊 閆芳

摘 要：FC-20臨氫降凝催化劑應(yīng)用于某煉廠(chǎng)50萬(wàn)噸/年柴油加氫改質(zhì)裝置，對(duì)混合柴油進(jìn)行中壓加氫降凝精制，降低了其硫、氮含量，降低了凝點(diǎn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了柴油低凝化生產(chǎn)，本文著重介紹了臨氫降凝催化劑的性質(zhì)及應(yīng)用效果，并提出在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：臨氫降凝；催化劑；應(yīng)用

0 前言

某煉廠(chǎng)50萬(wàn)噸/年柴油加氫改質(zhì)裝置由華東勘察設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，于2002年底建成，采用撫順石油化工科學(xué)研究院的MCI技術(shù)。2016年9月，裝置進(jìn)行了國(guó)V升級(jí)適應(yīng)性改造，改造后，裝置采用撫順石油化工科學(xué)研究院的FHI技術(shù)。FHI技術(shù)選用具有強(qiáng)異構(gòu)化和裂化功能的催化劑（FC-20），在中壓條件下，對(duì)混合柴油進(jìn)行加氫處理，對(duì)原料進(jìn)行深度脫硫、脫氮、脫芳和選擇性開(kāi)環(huán)，同時(shí)，使進(jìn)料中的正構(gòu)烷烴等高凝點(diǎn)組分進(jìn)行異構(gòu)化反應(yīng)，并使進(jìn)料中的重餾分發(fā)生適度的加氫裂化反應(yīng)，大幅度降低凝固點(diǎn)，改善油品性質(zhì)。

1 FC-20臨氫降凝催化劑簡(jiǎn)介及裝填

1.1 FC-20臨氫降凝催化劑簡(jiǎn)介

FC-20臨氫降凝催化劑是一種具有三維十二元環(huán)結(jié)構(gòu)的直孔道高硅沸石的β沸石型催化劑，β沸石的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使它對(duì)芳烴的擇形選擇性比Y沸石低而對(duì)鏈烷烴的擇形選擇性相對(duì)突出，因此特別適合選擇性擇形裂解鏈狀烴，從而改善產(chǎn)品冷流性質(zhì)。FC-20催化劑，使用了特殊大孔沸石分子篩為裂化組分，極大地改善了催化劑對(duì)鏈烷烴的擇形選擇性，不僅中間餾分油收率更高，而且重質(zhì)柴油的凝點(diǎn)相對(duì)現(xiàn)有催化劑可降低10℃以上[1]。

1.2 FC-20臨氫降凝催化劑裝填

2016年9月國(guó)V升級(jí)適應(yīng)性改造對(duì)異構(gòu)降凝反應(yīng)器（R-502）催化劑進(jìn)行密相裝填，裝填為FC-20改質(zhì)異構(gòu)降凝催化劑及少量FF-36精制催化劑。反應(yīng)器裝填的FC-20催化劑為硫化態(tài)型催化劑，上床層裝填21000kg，下床層裝填21000kg。

2 FC-2O臨氫降凝催化劑應(yīng)用效果

2.1 FC-2O臨氫降凝催化劑應(yīng)用效果

開(kāi)廠(chǎng)至今，柴油加氫改質(zhì)裝置操作條件調(diào)整到設(shè)計(jì)值，進(jìn)行柴油降凝生產(chǎn)。加工原料為常三、減一線(xiàn)柴油+催化柴油+焦化汽油，原料凝點(diǎn)在+1到-6℃之間，精制反應(yīng)器R-501入口溫度330℃，降凝反應(yīng)器R-502入口溫度365℃，R-502床層平均溫度370℃以上，反應(yīng)壓力6.8MPa，降凝效果非常明顯。

2.1.1 催化劑的脫硫效果

依據(jù)表1中的硫含量數(shù)據(jù)，直觀(guān)的看出脫硫效果明顯，精柴的硫含量達(dá)到10ppm以下。硫的存在影響油品的性質(zhì)，給油品的加工和使用帶來(lái)許多危害。含硫化合物在加氫條件下進(jìn)行氫解，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的烴和H2S，從而被脫掉。

2.1.2 催化劑的降凝效果

依據(jù)表1中的凝點(diǎn)數(shù)據(jù)，直觀(guān)的看出降凝效果明顯，混合原料凝點(diǎn)在-2℃左右，通過(guò)降凝反應(yīng)后精柴凝點(diǎn)降至-35℃左右，滿(mǎn)足-20#和-35#低凝柴油生產(chǎn)任務(wù)。

2.1.3 生產(chǎn)低凝柴油的操作壓力

由于加氫反應(yīng)總體上是體積縮小的反應(yīng)，提高壓力對(duì)加氫熱力學(xué)平衡有利。加氫脫硫和烯烴的加氫飽和反應(yīng)，在壓力不太高時(shí)就可以達(dá)到較高的轉(zhuǎn)化深度。對(duì)于加氫脫氮，比加氫脫硫困難，因此需要提高壓力。本裝置的操作壓力為6.8MPa，屬于中壓加氫裂化，滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要。

2.1.4 生產(chǎn)低凝柴油的操作溫度

為滿(mǎn)足生產(chǎn)低凝柴油的任務(wù)，裝置要在精制方案和降凝方案之間進(jìn)行定期切換。隨著裝置加工周期的增長(zhǎng)和兩種方案的切換，從表1看出，運(yùn)行降凝方案時(shí)，一反和二反平均反應(yīng)溫度逐漸升高。隨著運(yùn)行周期的延長(zhǎng)，運(yùn)行降凝方案時(shí)的反應(yīng)溫度也逐漸升高，催化劑活性逐漸變低，生產(chǎn)合格的低凝柴油產(chǎn)品，只能逐漸提高反應(yīng)器入口溫度。

3 運(yùn)行中存在的問(wèn)題

①催化劑運(yùn)行溫度問(wèn)題：降凝反應(yīng)器入口溫度逐漸升高，目前降凝反應(yīng)器床層最高溫度406℃，與降凝催化劑最高使用溫度412℃沒(méi)有太大的升溫空間；②第二反應(yīng)器換熱問(wèn)題：由于第一反應(yīng)器與第二反應(yīng)器之間沒(méi)有加熱爐，而運(yùn)行降凝方案時(shí)，第二反應(yīng)器入口溫度靠一反溫升提供，因此，不得不將一反入口溫度提高至比精制方案時(shí)更高的溫度，催化劑長(zhǎng)期在比適宜反應(yīng)溫度高的溫度下運(yùn)行，加快催化劑的失活速率；③石腦油增多問(wèn)題：裝置進(jìn)行了國(guó)Ⅴ升級(jí)適應(yīng)性改造后，分餾塔頂負(fù)荷增加，輕組分增多，生產(chǎn)低凝柴油時(shí)，1臺(tái)塔頂回流泵不能滿(mǎn)足生產(chǎn)。

4 結(jié)論

①FC-20臨氫降凝催化劑應(yīng)用于柴油加氫改質(zhì)裝置對(duì)混合柴油進(jìn)行加氫降凝精制，分別能達(dá)到脫硫和降凝的目的，生產(chǎn)合格低凝柴油；②FC-20催化劑在設(shè)計(jì)條件下可以滿(mǎn)足柴油改質(zhì)異構(gòu)降凝生產(chǎn)的需要，F(xiàn)C-20催化劑使用效果良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳松，關(guān)明華，張曉萍.多產(chǎn)低凝點(diǎn)清潔柴油的加氫裂化/加氫改質(zhì)的加氫裂化催化劑[J].石油與天然氣化工，2006，35（3）.

作者簡(jiǎn)介：

王濤（1986- ），男，漢族，甘肅鎮(zhèn)原人，助理工程師，主要從事石油煉制工作。