石油与天然气化工  2010, Vol. 39 Issue (4): 311-313
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    孟凯军
    柴油加氢装置50×104 t/a精制生产方案的工业标定
    孟凯军     
    黑龙江龙新化工有限公司
    收稿日期：2010-03-03；修回日期：2010-06-02
    作者简介：孟凯军:1969年生, 男, 黑龙江七台河人, 工程师, 从事工艺技术管理.
    摘要：介绍了哈尔滨石化分公司柴油加氢装置改变运行方式后50×104 t/a精制生产方案的工业标定情况, 并与2002年9月的标定情况进行了对比。标定结果表明:在带上降凝反应器进行精制方案生产的条件下, 加氢装置可以满足50×104 t/a加工量的生产要求, 产品质量有较大程度的改善, 产品分布比较理想, 柴油收率高, 但氢耗增加较大。
    关键词：柴油加氢    加氢精制    工业标定    
    Industrial Calibration of Hydrofining Scheme of 500kt/a Diesel Oil Hydrogenation Unit
    Meng Kaijun     
    Heilongjiang Longxin Chemical Limited Company
    Abstract: This paper introduces the industrial calibration of hydrofining scheme of 500kt/a diesel oil hydrogenation unit in Harbin petrochemical company after the operation model is changed. The condition is compared with other calibration condition in September, 2002. The results of the industrial calibration indicate that the hydrogenation unit can meet the processing capacity of 500kt/a diesel oil if the reactor which can depress the pour point is used in the hydrofining scheme, and the products quality is more excellent, the products are distributed well, and the diesel oil yield is high, but the consumption of hydrogen is increased.
    Key words: diesel oil hydrogenation    hydrofining    industrial calibration    

    哈尔滨石化分公司柴油加氢装置设计加工能力为30×104t/a, 采用中压加氢改质技术, 由于原料和氢源不足, 改造为柴油加氢精制装置, 于1998年7月投料试车, 一次开车成功。

    1998年10月, 公司应用FRIPP开发的加氢精制-临氢降凝一段串联组合工艺对该装置进行改造, 改造后的柴油加氢装置分别按冬季降凝方案和夏季精制方案进行生产, 收到了良好的经济效益和社会效益[1], 但也存在一年两次开停工进行生产方案切换的不足。

    2002年7月, 在主体设备基本不做改动的前提下, 将原30×104吨/年柴油加氢装置扩能改造为45×104 t/a, 并于同年9月完成了50×104 t/a精制生产方案的工业标定。

    2005年4月, 公司应用美国标准公司的SDD-800/Z-5723催化剂对原降凝催化剂FDW-1进行更换, 由于新剂独特的抗氮性能和“休眠”特性, 使得加氢装置可以带着降凝反应器进行精制方案的生产, 并且无须停工即可实现生产方案的切换, 运行方式更加灵活。5月2日, 加氢装置切换催化柴油, 一次开车成功, 6月15日6:00~17日6:00, 在加工量50×104t/a条件下, 对装置进行了在新的运行方式下精制生产方案的工业标定。

    1 催化剂的性质和工业装填情况
    1.1 催化剂的性质

    催化剂的性质见表 1。

    表 1    催化剂的性质

    1.2 催化剂的工业装填情况

    催化剂的工业装填情况见表 2。

    表 2    催化剂工业装填数据

    2 工业标定数据及分析
    2.1 原料和产品性质

    原料和产品性质见表 3。

    表 3    2005年与2002年标定时原料和产品性质对比表

    (1) 从表 3看出, 本次标定的原料柴油密度大、干点高, 硫、氮杂质含量高, 氧化安定性和色度较差。与2002年的标定数据相比, 原料柴油的硫、氮含量成倍上升, 其中硫含量上升2.7倍, 氮含量上升1.9倍。这与标定期间常压装置大比例掺炼俄罗斯原油密切相关。

    (2) 原料柴油经过加氢精制和改质反应后, 干点和比重降低, 十六烷值上升了2.4个单位, 硫、氮含量和溴价大幅度降低, 色度和氧化安定性有明显的改善, 凝点和冷滤点在反应前后基本无变化。

    2.2 反应条件

    反应条件见表 4。

    表 4    2005年与2002年标定时反应条件对比表

    2.3 物料平衡

    物料平衡见表 5。

    表 5    2005年与2002年标定时物料平衡对比

    (1) 从表 5可以看出, 在加工量50×104 t/a (按年开工8400 h计)带降凝反应器运行的条件下, 装置的产品分布理想, 柴油收率高, 达到101.08%, 没有粗汽油组分产生。与2002年标定数据相比, 柴油收率提高了0.52个百分点, 初步测算日增效1.4万元。

    (2) 本次标定装置的氢耗较高, 达到1.04%, 与2002年9月的标定数据相比, 增加了0.16个百分点。氢耗增加主要是R-302内改质剂和后精制剂参与反应的缘故。

    2.4 催化剂活性状况
    2.4.1 精制催化剂活性状况

    精制催化剂活性状况对比见表 6。

    表 6    精制催化剂活性对比表

    从表 6可以看出:

    (1) 在脱硫率、脱氮率、烯烃饱和率相近的精制反应深度下, 本次标定时精制反应床层平均温度比再生前降低了40℃, 这说明加氢精制催化剂3926、FH-98再生后活性有较大程度的恢复。

    (2) 与2002年9月标定数据相比, 加氢精制催化剂的活性有明显的下降。在基本相近的反应条件下, 脱硫率降低了7.28%, 脱氮率降低了3.84%, 烯烃饱和率降低了3.5%。原因是加氢精制反应器内装有三种催化剂, 牌号分别是3926、FH-98和DN-190, 总装填量为23 t, 其中占催化剂总量近50%的3926催化剂连续运行了7年, 且经历了两次器外再生处理, 活性已经到了运行的使用末期, 需要考虑对其进行更换。

    2.4.2 降凝和改质催化剂的反应状况

    通过对比表 3和表 4中的数据可以看出, 在降凝反应器的入口温度297℃条件下, 降凝催化剂没有发生反应而处于“休眠”状态, 改质催化剂的床层有10℃的温升, 说明该催化剂上发生了加氢反应, 这是装置氢耗大幅度上升的主要原因。同时, 由于整个反应过程中没有汽油组分产生, 证明改质催化剂的低温选择性良好。

    3 存在的问题

    (1) 装置的氢耗高

    在带上降凝反应器进行精制方案的生产条件下, 由于降凝反应器内的改质催化剂和后精制催化剂参与了整个反应过程, 使得装置的氢耗有较大的增加, 这不但限制了原料柴油的精制深度, 而且在一定程度上限制了装置加工量的进一步提升。

    (2) 精制效果对降凝催化剂活性的影响

    在带上降凝反应器进行精制方案生产的条件下, 一般要求一反精制后生成油的氮含量最好控制在100×10-6以下, 而本次标定数据显示, 一反精制后生成油的氮含量达到420×10-6, 这不但会使降凝催化剂“休眠”恢复期大大延长, 而且如此高的氮含量对降凝催化剂活性的影响问题目前尚无明确的结论, 因此建议公司在适当的时间提前进行降凝生产方案的试运。

    4 标定结论

    (1) 在带上降凝反应器进行精制方案的生产条件下, 加氢装置可以满足50×104 t/a加工量的生产要求, 产品质量有较大程度的改善, 产品分布比较理想, 柴油收率高达101.08%, 但氢耗增加较大。

    (2) 经过器外再生后, 加氢精制催化剂(3926、FH-98)的活性有较大程度的恢复, 在相同的精制反应深度下, 反应温度比再生前可降低40℃左右, 但其整体活性已有明显的下降。

    (3) 在加氢精制生产方案下, 通过控制降凝反应器的入口温度, 可以使降凝催化剂处于“休眠”状态而不发生反应, 但较高的氮含量对降凝催化剂活性的影响问题不容忽视。

    参考文献
    [1]
    彭焱, 孟祥兰, 方维平. 柴油馏分加氢精制/临氢降凝一段串联工艺的开发[J]. 石油炼制与化工, 2000(04).
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