汽油加氫裝置一段催化劑首次國產(chǎn)化應(yīng)用性能評價(jià)及運(yùn)行建議

隋豐偉

(中國石油大慶石化公司，黑龍江 大慶163714)

裂解汽油作為乙烯裝置重要的副產(chǎn)品，因其中的C6～C8組分中含有豐富的芳烴產(chǎn)品，通常作為芳烴抽提的重要原料[1]。裂解汽油加氫裝置穩(wěn)定運(yùn)行，直接關(guān)系到乙烯裝置乃至整個(gè)煉化一體化項(xiàng)目的平穩(wěn)運(yùn)行，決定著企業(yè)的經(jīng)營效益[2]。大慶石化公司裂解汽油加氫二套裝置以裂解汽油為原料，通過預(yù)分餾塔系統(tǒng)除去碳五及以下、碳九及以上組份，采出C6～C8餾分經(jīng)一段、二段加氫反應(yīng)后，在汽提塔將雜質(zhì)除去，最后生成加氫汽油。本文采用中國石油天然氣股份有限公司蘭州化工研究中心生產(chǎn)的汽油加氫一段催化劑LY-2008(硫化態(tài))，對投用后對催化劑運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤和分析。

1 汽油加氫一段催化劑LY-2008的應(yīng)用

一段加氫反應(yīng)器內(nèi)，在比較緩和的條件下將原料中雙烯烴和苯乙烯選擇性加氫生成單烯烴和乙苯，使一段反應(yīng)器出口雙烯值(共軛雙烯的分析值)達(dá)到2 g I2·(100 g)-1油以下，苯乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)<0.5%，為二段反應(yīng)器提供合格進(jìn)料。2019年7月投入使用中國石油天然氣股份有限公司蘭州化工研究中心生產(chǎn)的汽油加氫一段催化劑LY-2008(硫化態(tài))，催化劑主要技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

表1 汽油加氫一段催化劑LY-2008技術(shù)指標(biāo)Table 1 Technical indexes of LY-2008 catalyst for the first stage of gasoline hydrogenation

2 催化劑運(yùn)行狀態(tài)跟蹤

2.1 反應(yīng)器進(jìn)料分析

進(jìn)料負(fù)荷最大值為13 530 kg·h-1，最小值為13 470 kg·h-1，平均值為13 501 kg·h-1，滿足技術(shù)協(xié)議進(jìn)料負(fù)荷控制在(6 125～13 750) kg·h-1的指標(biāo)要求。

反應(yīng)器入口液體循環(huán)量最大值18.91 t·h-1，最小值為9.11 t·h-1，平均值為13.13 t·h-1，滿足技術(shù)協(xié)議液體循環(huán)量控制在(6.0～20.0) t·h-1的指標(biāo)要求。

按照協(xié)議要求對反應(yīng)進(jìn)料中雙烯值及苯乙烯含量進(jìn)行對比分析，結(jié)果見表2。由表2可知，反應(yīng)器進(jìn)料中的雙烯值(16.02～18.06) g I2·(100 g)-1，符合協(xié)議要求(10.0～38.0) g I2·(100 g)-1的范圍；反應(yīng)器進(jìn)料中的苯乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.4%～2.54%，符合技術(shù)協(xié)議苯乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%～4.0%的指標(biāo)要求。

表2 一反入口原料組成分析Table 2 Analysis of raw material composition of first reactor inlet

續(xù)表

2.2 一反出口產(chǎn)品質(zhì)量分析

在一反入口物料滿足協(xié)議的前提下，對投用后5個(gè)月一反出口產(chǎn)品組成進(jìn)行分析，結(jié)果如表3所示。由表3可知，苯乙烯含量最大值為質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.41%，最小值為0.23%，平均含量0.30%，滿足技術(shù)協(xié)議一段加氫產(chǎn)品苯乙烯含量<0.5%的指標(biāo)要求。對2019年7月投入運(yùn)行到2019年12月27日一反出口雙烯值含量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，期間一段加氫反應(yīng)器產(chǎn)品雙烯值最大值為0.82 g I2·(100 g)-1，最小值為<0.01 g I2·(100 g)-1，平均值為0.58 g I2·(100 g)-1，均滿足技術(shù)協(xié)議對一段加氫產(chǎn)品雙烯值<2.0 g I2·(100 g)-1的指標(biāo)要求。

表3 一反出口產(chǎn)品組成分析Table 3 Analysis on the composition of first counter export products

2.3 反應(yīng)器運(yùn)行狀態(tài)分析

2.3.1 反應(yīng)器溫度和溫升

反應(yīng)器入口、出口溫度及溫升如表4所示。由表4可知，反應(yīng)器入口溫度控制在(57.54～58.17) ℃，出口溫度(117.57～128.04) ℃，溫升控制在(59.79～69.9) ℃。

表4 一段反應(yīng)器溫度和溫升Table 4 Temperature and temperature rise of primary reactor

一段加氫催化劑LY-2008具有良好的反應(yīng)活性，在入口溫度小于50 ℃時(shí)可以保持穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，但目前實(shí)際運(yùn)行時(shí)入口溫度控制在(57.54～58.17) ℃，高于初期協(xié)議溫度?；趯σ?、二段催化劑進(jìn)行整體考慮，提高一段反應(yīng)器初期范圍溫度，提高其加氫反應(yīng)負(fù)荷，滿足一、二段催化劑整體長周期運(yùn)行的整體目標(biāo)，與廠家協(xié)議后，廠家同意此入口溫度控制。

一段反應(yīng)器各床層溫度如表5所示。由表5可知，該催化劑已經(jīng)進(jìn)入平穩(wěn)狀態(tài)，體現(xiàn)出了良好的穩(wěn)定性，溫升分布無異常變化。

表5 一段反應(yīng)器各床層溫度Table 5 Bed temperature of primary reactor

2.3.2 反應(yīng)器壓差

一段反應(yīng)器壓差PDI2201平均值為0.02 Mpa。滿足技術(shù)協(xié)議約定裂解汽油一段加氫反應(yīng)器R2101壓差≤0.1 Mpa的指標(biāo)要求。反應(yīng)系統(tǒng)壓力5.0 MPa，符合協(xié)議(4.7～5.3) MPa的指標(biāo)要求。

3 運(yùn)行建議

進(jìn)料量：進(jìn)料量維持在正常的進(jìn)料空速水平，在設(shè)計(jì)負(fù)荷的70%～110%，不要出現(xiàn)較大的進(jìn)料波動(dòng)，有利于裝置的長周期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，確保使用周期≥4年，首次再生周期≥2年；

加氫原料的分析：密切關(guān)注一段加氫原料油的物性分析，重點(diǎn)關(guān)注原料油族組成變化、雙烯值波動(dòng)、硫含量及硫形態(tài)分析、雜質(zhì)含量分析(水、砷、氯、硅等)；

床層溫度控制：盡量減小床層入口溫度的大幅度波動(dòng)，將入口溫度控制在較小的波動(dòng)區(qū)間，有益于裝置床層保持穩(wěn)定。

工藝操作：一段產(chǎn)品的循環(huán)量、氫氣量、入口溫度等工藝操作條件，應(yīng)在正常操作范圍內(nèi)調(diào)整，盡量避免大幅度的波動(dòng)。如需提高入口溫度，建議每次(1～2) ℃為宜。

4 結(jié) 論

(1) LY-2008(硫化態(tài))一段加氫催化劑具有良好的反應(yīng)活性，在反應(yīng)器入口溫度60 ℃的起始溫度下可以發(fā)生反應(yīng)，保證一段反應(yīng)出口雙烯和苯乙烯合格。

(2) LY-2008(硫化態(tài))一段加氫催化劑自投用以來，反應(yīng)器溫升保持穩(wěn)定，穩(wěn)定性良好。

(3) 汽油一段加氫反應(yīng)器出口物料能夠滿足技術(shù)協(xié)議約定的，雙烯值<2.0 g I2·(100 g)-1，苯乙烯含量<0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

(4) LY-2008(硫化態(tài))在使用過程中，裂解汽油一段加氫反應(yīng)器壓差≤0.1 Mpa(表壓)，滿足技術(shù)協(xié)議約定。