石腦油加氫裝置運(yùn)行總結(jié)

張先茂，陳宗杰，王 澤，王國(guó)興

（武漢科林化工集團(tuán)有限公司，湖北武漢 430223）

目前原油開(kāi)采難度大，為了提高采出率，添加了不少助劑，有些助劑中含有氯化物，這些氯化物帶入石腦油中，在石腦油進(jìn)行加氫過(guò)程中，有機(jī)氯在高溫及氫氣存在的情況下發(fā)生反應(yīng)生成氯化氫，對(duì)設(shè)備造成腐蝕，為后期石腦油加氫精制帶來(lái)安全隱患[1，2]。石腦油可用在食用油、印刷油墨、皮革、農(nóng)藥、殺蟲劑、化妝品、香料、化工聚合、醫(yī)藥以及在電子清洗等方面都有應(yīng)用。石腦油一般都需要加氫精制，目的是改善顏色、提高安定性、減少腐蝕性物質(zhì)和降低毒性等。烴類溶劑油一般是對(duì)各類石油餾分進(jìn)一步分餾成較窄的餾分，再進(jìn)行精制除去雜質(zhì)而得，達(dá)到低硫、低氯、低芳、低烯、無(wú)毒、無(wú)色。

加氫精制技術(shù)是石油煉制技術(shù)重要加工單元過(guò)程。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)代化的煉油廠和石化聯(lián)合企業(yè)，基本都采用加氫精制工藝作為提升油品質(zhì)量的主要技術(shù)方法。早期煉油過(guò)程常用的酸堿洗滌法、白土吸附法、分子篩精制法等工藝生產(chǎn)已不能滿足當(dāng)今對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的高要求；而加氫精制法則具有產(chǎn)品質(zhì)量好、收率高、操作靈活、污染少等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)今加工劣質(zhì)石腦油或含氯石腦油的最佳方法，能有效地提高各種油品或半成品質(zhì)量、而且工藝技術(shù)簡(jiǎn)單。

1 裝置概況

該石腦油加氫反應(yīng)部分由加氫脫硫反應(yīng)器和脫氯反應(yīng)器以及堿洗、水洗和精脫硫組成，加氫反應(yīng)器主要是脫除石腦油中的硫、氮、氯及烯烴，有機(jī)氯被轉(zhuǎn)化成無(wú)機(jī)HCl 被脫氯反應(yīng)器中的脫氯劑吸附[3]，脫氯后的石腦油返回到爐前的換熱器給原料預(yù)熱，這樣可以降低能耗也減輕了爐膛結(jié)焦，降溫后的石腦油送到高低罐，最后經(jīng)過(guò)堿液及精脫硫劑吸收得到凈化產(chǎn)品。低壓分離罐分離出的酸性氣進(jìn)入酸性氣脫硫塔，脫硫后的氣體從酸性氣脫硫塔頂部排出至放空總管。低壓分離罐分離出的油品依次進(jìn)入堿洗罐、水洗罐、精脫硫反應(yīng)器后送往產(chǎn)品罐，其工藝流程圖（見(jiàn)圖1）。

2 催化劑及預(yù)處理

盤錦某化工有限公司15×104t/a 石腦油加氫裝置采用武漢科林公司開(kāi)發(fā)的加氫精制催化劑W211 和脫氯劑W403 以及精脫硫劑W702。

2.1 催化劑裝填

催化劑采用普通裝填方法，其中W211、W403 和W702 分別裝填于一反、二反和三反，裝填體積分別為25.5 m3、25.5 m3、24.1 m3，計(jì)算其裝填密度分別為0.68 t/m3、0.7 t/m3、0.85 t/m3。

2.2 催化劑干燥

催化劑裝填后，引進(jìn)氮?dú)鈿饷?，建立反?yīng)系統(tǒng)氮?dú)庋h(huán)，按照預(yù)定催化劑干燥溫度升溫程序進(jìn)行。本次干燥過(guò)程W211 和W403 串聯(lián)一起干燥。2019 年9 月3日開(kāi)始系統(tǒng)氮?dú)庵脫Q，然后流程改為硫化流程，置換后開(kāi)始以15 ℃/h～20 ℃/h 的速度提溫至150 ℃，并且對(duì)加氫PLC 系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試以及儀表聯(lián)鎖調(diào)試。3 日20:00，加氫反應(yīng)器升至150 ℃，然后開(kāi)始恒溫干燥，在此期間對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行熱緊，4 日9:46 溫度升至178 ℃；降溫至160 ℃，系統(tǒng)干燥完成。

2.3 催化劑硫化過(guò)程

本次僅W211 催化劑采用濕法硫化方法，硫化油為直餾石腦油，硫化劑為二甲基二硫（DMDS）。硫化條件：高反壓力0.75 MPa，液空速1.0 h-1，氫油體積比400，循環(huán)氫體積分?jǐn)?shù)大于85 %，催化劑W211 最高硫化溫度為300 ℃。

按照預(yù)定硫化程序進(jìn)行催化劑預(yù)硫化處理：

（1）9 月6 日23:00 氫氣置換純度達(dá)到89 %，對(duì)主加氫反應(yīng)器開(kāi)始進(jìn)行硫化，先切換至硫化流程，然后開(kāi)始對(duì)R5101 及R5102 進(jìn)行硫化，反應(yīng)器床層溫度都在150 ℃，開(kāi)始系統(tǒng)進(jìn)直餾石腦油循環(huán)，進(jìn)料量為14 t/h，因操作失誤壓縮機(jī)損壞，一時(shí)未進(jìn)硫化劑；9 月7 日12:24 開(kāi)始注硫，然后開(kāi)始進(jìn)行硫化。

（2）9 月7 日18:17 反應(yīng)器溫度為188 ℃，循環(huán)氫中檢測(cè)到硫化氫約500 μg/g，開(kāi)始以20 ℃/h～30 ℃/h升溫至220 ℃，20:16 加氫反應(yīng)器溫度為219 ℃，恒溫6 h；8 日1:50 加氫反應(yīng)器溫度為283 ℃，循環(huán)氫中硫化氫1 600 μg/g，2:45 循環(huán)氫硫化氫5 000 μg/g，3:42加氫反應(yīng)器溫度297 ℃，恒溫4 h，5:00 循環(huán)氫中檢出硫化氫4 000 μg/g，6:30 檢出硫化氫6 000 μg/g，7:50測(cè)出硫化氫為12 000 μg/g；9 月8 日8:28 硫化結(jié)束后，開(kāi)始排硫階段，至系統(tǒng)硫化氫含量為500 μg/g 左右，開(kāi)始將加氫反應(yīng)器并入系統(tǒng)，整個(gè)加氫系統(tǒng)改為正常生產(chǎn)流程，加氫反應(yīng)器入口溫度控制在250 ℃，準(zhǔn)備系統(tǒng)進(jìn)石腦油原料。

圖1 石腦油加氫流程圖Fig.1 Hydrogenation flow chart of naphtha

3 裝置運(yùn)行結(jié)果

表1 石腦油原料性質(zhì)Tab.1 The properties of naphtha

9 月8 日12:00 系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)石腦油原料，系統(tǒng)壓力0.75 MPa，加氫反應(yīng)器R5101 入口溫度控制在250 ℃，進(jìn)料量12 t/h，8 日20:00 產(chǎn)出合格產(chǎn)品，總硫2.74 μg/g，繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，至9 日12:00 系統(tǒng)進(jìn)料量提到20 t/h，反應(yīng)溫度仍為250 ℃，出口硫含量小于10 μg/g 左右。原料性質(zhì)及新氫組成（見(jiàn)表1、表2）。

表2 新氫組成Tab.2 The composition of new hydrogen

盤錦某化工有限公司15×104t/a 石腦油加氫裝置9月開(kāi)車以來(lái)，經(jīng)過(guò)三個(gè)月運(yùn)行產(chǎn)出的加氫石腦油滿足總硫小于10 μg/g 指標(biāo)，博士試驗(yàn)和銅片腐蝕均合格。運(yùn)行情況（見(jiàn)表3）。

4 結(jié)論

本次使用的加氫脫硫催化劑和脫氯劑完全符合工藝要求，使用效果良好。在滿負(fù)荷條件下，將原料硫?yàn)?04 μg/g，氯為5.92 μg/g 的石腦油轉(zhuǎn)化為符合指標(biāo)的石腦油，總硫小于10 μg/g，總氯小于1 μg/g。

表3 加氫反應(yīng)器運(yùn)行情況Tab.3 Operation of hydrogenation reactor