原料性質(zhì)對渣油加氫裝置的影響及控制效果

田曉

摘要：伴隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度，石油行業(yè)也有了很大的發(fā)展，在其中，為了延長渣油加氫裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)的周期，使之可以增加催化劑的可利用率，以便于提升渣油加氫-催化裂化的聯(lián)合裝置的經(jīng)濟(jì)上的效益，我們從原料方面的性質(zhì)來進(jìn)行研究與探討，研究怎樣才能在最大的限度上對渣油加氫裝置的運(yùn)行的周期進(jìn)行加長，通過優(yōu)化并控制原料性質(zhì)以及采取了中國石化石油化工科學(xué)研究院研發(fā)出的RHT系統(tǒng)第三代催化劑，達(dá)到了使裝置進(jìn)行較長周期的運(yùn)行[1]。

關(guān)鍵詞：渣油加氫;原料性質(zhì);固定床;

伴隨著日益嚴(yán)格的環(huán)保條例，對于煉油企業(yè)能夠生產(chǎn)出的清潔的油品以及需要做到的清潔生產(chǎn)的要求也會變得越來越高。由于使用固定床的渣油加氫以及催化裂化的組合的工藝能夠使得重油在最大的限度上得到輕質(zhì)化，而且具有產(chǎn)品收率好、產(chǎn)品的質(zhì)量相對較高、對于環(huán)境友好等許多的優(yōu)點(diǎn)與長處，所以在目前的國內(nèi)煉油中被大量運(yùn)用，而在其中，運(yùn)用固定床渣油加氫裝置的重要的目的就是為下游的催化裂化裝置提供出雜質(zhì)含量較低且裂化性能較好的較為優(yōu)質(zhì)的原料[2]。

1.原料的性質(zhì)對于渣油加氫的影響

因?yàn)樵偷姆肿酉鄬^大，進(jìn)行反應(yīng)的反應(yīng)物也較為復(fù)雜，所以渣油的加氫裝置中采取的催化劑一般為級配裝填的方式，在其中一般都包括：保護(hù)劑、加氫脫硫催化劑與加氫脫金屬催化劑。為了做到能夠讓催化劑中的雜質(zhì)脫除率達(dá)到相應(yīng)的要求，所以渣油的加氫中采用的工序所需的條件也較為苛刻，它要求相對較高的氫分壓與參加反應(yīng)時的溫度，而且需要保持空速在加氫過程中遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于餾分油的加氫過程。并且在進(jìn)行反應(yīng)時，原料性質(zhì)、操作條件以及催化劑都可以影響到一整個裝置的運(yùn)行的周期。在他們之中，原料油性質(zhì)對整個裝置的影響相對較大，而且應(yīng)用原料油的性質(zhì)能夠大致上計算出催化劑的相關(guān)反應(yīng)性能[3]。

2.原料油性質(zhì)對裝置開工的影響

在設(shè)計渣油加氫裝置時，其具有相對較寬的彈性對于加工原料油的性質(zhì)來說，然而因?yàn)椴煌N的催化劑的壽命以及生產(chǎn)合格商品所需要的操作條件，不相同的原料油的相關(guān)性質(zhì)相對于裝置的操作有著較大的影響。與此之外，在原料中含有的一些雜質(zhì)也極易引發(fā)催化劑的中毒現(xiàn)象，從而使得催化劑的活性降低。在裝置的相關(guān)量保持不變時，原料性質(zhì)相對于裝置的影響主要有以下幾點(diǎn)：催化劑的壽命、需要的催化劑平均速度、氫的消耗、產(chǎn)品的收率以及其性質(zhì)、反應(yīng)器的壓力、催化劑的流體分布與床層的溫度等[4]。在進(jìn)行開工時，若是原料的相關(guān)性質(zhì)不夠穩(wěn)定、組成的相關(guān)變化大，這些將會使得裝置的運(yùn)行的平穩(wěn)受到影響。

2.1硫含量的影響

在現(xiàn)今的裝置設(shè)計之中，混合油中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于5.0%，但是若硫的含量要是大于設(shè)計的水準(zhǔn)，就需要通過升高進(jìn)行反應(yīng)的溫度來維持原有的催化裂化裝置的進(jìn)料時硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.3%的目標(biāo)，然而升高了進(jìn)行反應(yīng)的溫度來降低產(chǎn)品中的硫含量的話，極易導(dǎo)致相對較高的結(jié)焦速率，也會使得催化劑的失活更加的快，而且硫的含量還會影響到硫化氫的生成量，進(jìn)而會對循環(huán)氫脫硫塔的操作造成影響，

在原料中硫含量較低的情況有兩種，一種為在開工的時候，全場采用的都是低硫原油，第二個就是裝置在正常運(yùn)行的情況下，受到了來自常減壓裝置進(jìn)料時的波動或是儲存運(yùn)輸部門切換了罐區(qū)進(jìn)料，都可能會導(dǎo)致硫含量變低[5]。

2.2殘?zhí)亢?/p>

裝置設(shè)計 混合油中殘?zhí)啃枰淮笥?5.5%，而把原料中的殘?zhí)亢堪芽卦?.5%之下是現(xiàn)有的裝置的主要工藝目標(biāo)之一，脫除殘?zhí)康拇篌w反應(yīng)歷程為：芳環(huán)加氫飽和、飽和的芳環(huán)裂化、大分子轉(zhuǎn)化為小分子等幾個步驟，而因?yàn)闅錃獾拇嬖谕瑯右惨种屏四軌蛐纬山固康木酆戏磻?yīng)，，從而導(dǎo)致了反應(yīng)之后生成的產(chǎn)物中能夠生成焦炭的大分子的含量會嚴(yán)重不足，而使得產(chǎn)品中康氏殘?zhí)康臐舛葧l(fā)生相應(yīng)的降低。與硫的基本相似，高于合理設(shè)計的殘?zhí)亢烤拖鄬Φ囊髴?yīng)用較高的操作溫度來保證殘?zhí)恐?，而增加進(jìn)料量也需要較高的反應(yīng)操作的相關(guān)溫度來滿足殘?zhí)康闹笜?biāo)的要求。

2.3金屬的相關(guān)含量

原料中的金屬會伴隨著進(jìn)行的生產(chǎn)而進(jìn)行，并且逐步的在催化劑的一些空隙里面進(jìn)行堆積，而金屬的相關(guān)沉積很大程度上會導(dǎo)致具有活性的部位中毒以及催化劑的孔隙堵塞以及結(jié)焦，這也是導(dǎo)致催化劑失活的一個主要原因之一。

3.原料性質(zhì)在裝置運(yùn)行時的控制效果

據(jù)了解，工業(yè)運(yùn)行中的原料性質(zhì)和進(jìn)行加工的操作條件都可在一定程度上影響催化劑在表觀上的一些性質(zhì)，基于此，采取一些類似于歸一化的處置方法，就是將所有的實(shí)際情況下的工業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)的參數(shù)數(shù)據(jù)都統(tǒng)一到某個標(biāo)準(zhǔn)的條件下來進(jìn)行相關(guān)的比較催化劑在不同情況下的活性，如脫硫歸一化溫度的比較，就是在歸一化的相關(guān)條件之下使用催化劑能夠達(dá)到產(chǎn)品硫含量的相關(guān)指標(biāo)的反應(yīng)所需要的反應(yīng)的溫度，來表達(dá)出催化劑的加氫脫硫的活性，使用歸一化時，所需的反應(yīng)溫度越低，則表示催化劑的相關(guān)活性越高，或者是能夠反映出相應(yīng)的原料的進(jìn)行反應(yīng)的性能較為好，雜質(zhì)硫在這種情況下更容易脫除，也能夠進(jìn)一步的說明在實(shí)際反映的過程中裝置的提溫的空間能力越大，裝置的可運(yùn)轉(zhuǎn)周期也就自然地長了，這樣會使能夠做到的控制效果變得更好

除了金屬鎳、釩以及硫氮原子與殘?zhí)康戎?，在原料之中鈉鐵和鈣原子的相對含量對裝置的可運(yùn)轉(zhuǎn)周期的影響也較大。與他們不同的是，原料之中鈣和鐵主要以羧酸鹽、環(huán)以及烷酸鹽等形式存在。

對于鈣含量高的原料一定要應(yīng)用脫鈣劑或是脫鐵劑，以便于做好原料中脫鹽以及脫水的工作，達(dá)到很好的控制效果。

4.結(jié)語

綜上所述，在一定條件下能夠確定運(yùn)行周期之后，使用更加優(yōu)良的催化劑級配裝填方案才是能夠保證渣油加氫裝置長期并且穩(wěn)定的運(yùn)行的首要的條件與基礎(chǔ)。原料的類型，最好在開工期間對渣油混合的原料來源的記錄進(jìn)行仔細(xì)的對比，然后通過不同的要求來選擇適合的催化劑平均溫度，用來達(dá)到生產(chǎn)合格產(chǎn)品的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張志宏.原料性質(zhì)對渣油加氫裝置的影響及控制效果[J].石油煉制與化工，2018，49（10）：38-42.

[2]韓彬.有機(jī)金屬催化劑存在下脫瀝青重油懸浮床加氫工藝研究[D].中國石油大學(xué)，2011.

[3]孫昱東.原料組成對渣油加氫轉(zhuǎn)化性能及催化劑性質(zhì)的影響[D].華東理工大學(xué)，2011.

[4]蔣立敬.渣油加氫反應(yīng)動力學(xué)及組合工藝研究[D].大連理工大學(xué)，2011.

[5]許先焜.渣油加氫—催化裂化組合工藝反應(yīng)動力學(xué)模型研究[D].華東理工大學(xué)，2006.