柴油加氢精制装置加氢精制催化剂和临氢降凝催化剂的联合应用

柴油加氢精制装置加氢精制催化剂和临氢降凝催化剂的联合应用 摘要 FH 98 加氢精制催化剂和 FC 20 临氢降凝催化剂联合应用于某炼油厂的柴油加氢油品精制装置 对混合汽 柴油进行中压加氢降凝精制 降低了其硫氮含量 降低了凝点 提高了产品质量 关键词 催化剂 加氢精制 临氢降凝 联合应用 1 前言 随着 2002 年新的轻柴油国家标准的实施 油品市场对轻柴油质量要求有较大提高 某炼油厂焦化装 置生产的焦化汽 柴油由于颜色 气味和安定性差 已经达不到新标准要求 催化裂化装置生产的催化 柴油因安定性超标 也需要进一步精制 直馏柴油因凝点过高 量较大 对 0 柴油的调和造成困难 某炼油厂于 2002 年兴建了以混合汽 柴油 焦化汽油 焦化柴油 催化柴油 直馏柴油 精制为目 的的油品精制装置 油品精制装置的规模为 250kt a 采用某化工研究院开发的 FH 98 加氢精制催化剂和 FC 20 临氢降凝催化剂对混合汽 柴油进行中压加氢降凝精制 油品精制装置于 2003 年 6 月 8 日一次开 车成功 工业应用结果表明 加氢催化剂和降凝催化剂通过在反应器中的联合使用 能同时降低物料硫氮含 量 降低凝点 提高安定性 完成直馏柴油的降凝和催化柴油 焦化汽 柴油的改质 生产的加氢精制 稳定汽油可作合格化工轻油 加氢精制柴油可作 0 柴油调和组份 较好地解决了焦化汽柴油 催化柴油 直馏柴油的出路问题 2 FH 98 加氢精制催化剂和 FC 20 临氢降凝催化剂的应用 2 1 催化剂装填 催化剂装填前进行了反应炉烘干操作和反应系统烘干 完成后即进行了催化剂装填工作 该装置加 氢反应器为固定床二床层反应器 下床层下部装填 FC 20 降凝催化剂 6600kg 上部装填 FH 98 精制催 化剂 6150kg 中间用 6瓷球分隔 上床层装 FH 98 精制催化剂 6350kg 及 FZC 103 FZC 102 保护剂各 400kg 试生产过程中整个床层压降小于 O lMPa 各测温点径向温差均小于 1 说明装填效果良好 FH 98 催化剂和 FC 20 催化剂物化性质见表 1 和表 2 表 1 加氢精制剂 FH 98 的性质及化学组成 形 状三叶草状 粒径 mm2 3 比表面积 m2 g 135 175 孔体积 cm3 g 0 25 活性金属组分Ni W Mo W O3 m 17 21 MoO3 m 8 10 NiO m 3 5 5 5 堆积密度 g mL 0 9 1 00 耐压强度 N cm 150 表 2 临氢降凝剂 FC 20 催化剂的 形 状圆 柱 粒径 mm2 3 比表面积 m2 g 135 175 孔体积 cm3 g 0 52 0 58 高硅沸石70 80 Al2O3 m 20 30 NO m 1 5 2 0 Na2N m 137 2 2 系统热氮联运及催化剂干燥 催化剂裴填工作完成后 反应系统引氮气升压到 3 0MPa 点炉升温至 250 进行热氮联运及催化剂 干燥作业 在 250 恒温 6h 恒温时定期从高分切水 至切水量明显减少 干燥结束 2 3 催化剂的预硫化 装置所用催化剂 FH 98 FC 20 及保护剂 FZC 102 FZC 103 以金属氧化物状态存在 在使用前必 须进行活化 预硫化 促使其转化为金属硫化物 以获得最大的加氢活性 化剂为二甲基二硫醚 DMDS 硫化时主要工艺条件 高压分离器压力为 6 0 7 0MPa 循环氢流量为 26000Nm3 hr 氢纯度 85 实际耗用 DMDS 3 4t 总耗硫量为 0 18t t 高分切水总量为 1 4t 系统用氢气置换后 反应系统升 温 当反应器入口温度升至 190 压力升至 3 OMPa 时 将循环气量调至最大 开始注入硫化剂 催化 剂开始预硫化 整个预硫化过程经历 80 hr 预硫化结束后反应器入口和出口循环氢中 H2S 浓度为 1 75 表明催化 剂预硫化效果良好 预硫化升温曲线见图 1 图 1 预硫化升温曲线 2 4 工业生产 装置在 5000Nm3 hr 烃蒸汽制氢开车成功并产出合格氢气后 于 2003 年 6 月 8 日引入直馏柴油投料 循环 考虑到引进焦化汽 柴油后反应器床层温升比较大 反应炉出口温度定在 285 待装置建立系统 热平衡后直接引入焦化汽 柴油 反应炉出口温度逐步提到 310 床层总温升小于 60 符合设计要 求 原料焦化汽油 焦化柴油 催化柴油和直馏柴油的进料重量比例为 1 2 2 1 进料量为 28 t hr 调整操作至 6 月 10 日出合格产品 2 5 催化剂性能考核试验 装置运转平稳后进行了催化剂性能考核试验 原料油性质见表 3 性能考核试验工艺条件见表 4 产 品性质见表 5 炉气化强度降低 消耗及设备损坏率增高 表 3 原料油性质 项目直馏柴油焦化柴油催化柴油焦化汽油混合油 比例 18 234 131 815 9100 密度 20 g cm3 0 82910 82730 91120 70820 8299 馏程 初馏点19119617942 50 329274268110 90 357330347142 95 363340364163 硫含量 ppm900210015007001470 氮含量 ppm3001728600150860 十六烷值737418 凝点 22 22 表 4 性能考核试验的工艺条件 原料油量 t h 28 反应器入口氢分压 MPa G 6 反应器一床入口 出温度 325 360 反应器而床入口 出温度 345 370 保护剂体积空速 20 精制剂体积空速 2 0 氢油比 入口 出口 V V 550 1 600 1 高压分离器 温度 45 压力 MPa G 7 0 循环氢浓度 v 96 低压分离器 温度 45 压力 MPa 1 2 分馏塔 塔顶回流罐 温度 40 压力 MPa 0 3 稳定塔 塔顶回流罐 温度 40 压力 MPa 0 76 4 加炭与下灰及炉条机 要使炉内炭层高度保持稳定 加炭和下灰及炉条机的操作是重要的控制因素 加炭和下灰必须定时 地进行 不能没有规律 否则 会出现炉子烧枯或者炉膛填满以及炭层忽高忽低的现象 严重影响制气 煤气炉连续加料装置的应用 有效地控制了炭层的稳定性 对提高煤气炉制气强度产生了较明显的效果 下灰也不是单纯的下灰 还得观察灰量 灰色 灰渣大小 返煤情况 以随时掌握炉内工况 及时 采取调节措施 另外 炉条机的操作也是影响炭层高度的重要因素 在炉子运行的时候 不主张炉条机开开停 停 采取用时开 时停炉条机的办法来控制炭层下降速度 这样势必会造成炉子炭层的不稳定 造成灰 渣层厚度忽高忽低 气化层位置波动 使炉子的正常工况遭到破坏 在炉子运行的时候 应以炉条机常 开 用调节炉条机转速来控制炭层下降的快慢 换句话说 就是炉子开时 炉条机也开 炉子停时 炉 条机也停 至于炭层下降的快慢 则用调节炉条机转速的办法 这样才能使炉内炭层的各个区域始终保 持相对的稳定 总之 要提高煤气炉的气化强度和蒸汽分解率 降低消耗 实现安全稳定运行 措施是多种多样的 造气生产大有潜力可挖 有待大家共同探索 研究和开发 表 5 产品主要性质 项目稳定汽油精制柴油 密度 20 g cm3 0 7040 838 硫含量 ppm5 0 300 氮含量 ppm2 0 200 烯烃 v 1 凝点 5 十六烷值 45 粘度 20 mm2 S 4 2 馏程 初馏点68 77194 214 30 50 95 106234 253 70 90 116 133284 347 95 终馏点146 164363 365 2 6 考核结果 考核数据对比表明 在负荷 28 Ot h 条件下 FH 98 加氢精制催化剂和 FC 20 临氢降凝催化剂对混 合汽柴油进行加氢降凝精制后 混合汽柴油的总硫 总氮 烯烃等均得到了较好的去除 柴油凝点降到 5 汽油性质 柴油性质均得到了较大改善 满足了新国家标准对产品质量的要