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φ6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 粒径/mm 比表面积/( m2 /g) 孔体积/( cm3 /g) 活性金属组分 W O3/m% MoO3/m% NiO/m% 堆积密度/( g/mL) 耐压强度/( N/cm) 表2临氢降凝剂FC - 20催化剂的 形 状 粒径/mm 比表面积/( m2 /g) 孔体积/( cm3 /g) 高硅沸石 Al2O3/m% NO/m% Na2N/m% 堆积密度/( g/mL) 耐压强度/( N/cm) 圆 柱 2～3 135～175 0.52～0.58 70%～ 80 % 20～ 30 1. 5～2.0 <0.1 1.0～1.1 >137 三叶草状 2-3 135-175 ≦0.25 Ni W Mo 17-21 8-10 3.5-5.5 0.9-1.00 ≦150 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 比例% 馏程 直馏柴油 18.2 初馏点 191 50% 329 90% 357 95% 363 硫含量ppm 氮含量ppm 十六烷值 凝点/℃ 原料油量/（t/h） 反应器入口氢分压/MPa(G) 900 300 73 22 焦化柴油 34.1 0.8273 196 274 330 340 2100 1728 74 -2 催化柴油 31.8 0.9112 179 268 347 364 1500 600 18 2 28 6 焦化汽油 15.9 0.7082 42 110 142 163 700 150 混合油 100 0.8299 1470 860 密度（20℃）（g/cm3） 0.8291 表4 性能考核试验的工艺条件

反应器一床入口/出温度/℃ 反应器而床入口/出温度/℃ 保护剂体积空速/ｈ 精制剂体积空速/ｈ 氢油比（入口/出口）/（V/V） 高压分离器 325、360 345、370 20 2.0 550:1/600:1 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（Ｇ） 1.2 分馏塔（塔顶回流罐） 温度/℃ 40 压力/MPa（Ｇ） 0.3 稳定塔（塔顶回流罐） 温度/℃ 40 压力/MPa（Ｇ） 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 密度（20℃）（g/cm3） 硫含量ppm 氮含量ppm 烯烃/v% 凝点/℃ 十六烷值 粘度（20℃）（mm2/S） 馏程 稳定汽油 0.704 5.0 2.0 ＜1 初馏点 68/77 30%/50% 95/106 70%/90% 116/133 95%/终馏点 146/164 精制柴油 0.838 ≤300 ≤200 -5 ≥45 4.2 194/214 234/253 284/347 363/365 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求。

3结论

工业实践表明，FH - 98加氢精制催化剂和FC - 20临氢降凝催化剂在同一台反应器中同时对混合汽、柴油进行加氢降凝精制，分别达到脱硫、脱氮提高安定性和降凝的目的是可行的。

该装置工艺先进，产品质量优良，可满足不同的产品品种变化和质量要求。

装置所出产品收率高，汽柴比例灵活，是炼油厂解决焦化汽、柴油出路和实现炼油产品质量升级的良好途径。