FH-40C催化劑在200萬t/a焦化汽柴油加氫裝置上的工業應用

李士才，宋永一，姜龍雨

（1. 中國石化撫順石油化工研究院， 遼寧 撫順 113001； 2. 中海石油煉化有限責任公司惠州分公司， 廣東 惠州 516084）

惠州分公司200萬t/a焦化汽柴油加氫精制裝置由洛陽石化工程公司設計，中國石化集團第四建設公司負責建設安裝。高技術起點的惠州煉油項目要求該裝置的單程運行周期達到4年。不考慮設備因素，單從加工工藝角度來講，保持催化劑的周期活性，是滿足4年周期運行的關鍵。如何避免或減少造成催化劑減活的影響因素尤為重要，因此，該裝置設置兩臺反應器，一反采用HP系列保護劑（捕硅劑），二反采用FRIPP研制開發的FH-40C輕質餾分油加氫催化劑和工藝技術。該項目的工業應用成功，標志著FH-40C催化劑在焦化汽柴油加氫方面也具有良好的適應性。

惠州分公司焦化汽柴油加氫精制裝置設計規模為200萬t/a，年開工時數為8 400 h，原料為焦化汽油和焦化柴油的混合原料，氫氣主要使用連續重整裝置的副產氫氣。主要產品是精制石腦油和精制柴油。精制石腦油作為乙烯裝置原料，精制柴油（餾程>160 ℃）滿足歐Ⅳ標準，硫含量≯50μg/g，十六烷值≮51，作為全廠柴油產品調和組分。裝置主要由反應、分餾、氣體脫硫和公用工程四部分組成，反應采用雙反應器五床層配置，分餾部分采用產品分餾塔+石腦油穩定塔工藝技術，有效地降低裝置能耗。

1 催化劑性能及匹配技術方案

1.1 主催化劑性能

FRIPP在總結成功開發 481-3催化劑[1,2]及FDS-4A催化劑[3,4]經驗的基礎上，通過制備性能優異的大孔容高比表面積改性氧化鋁載體、調節金屬與載體間相互作用及優化催化劑制備方法等改進措施，開發了性能優異的 FH-40A/FH-40B新一代輕質餾分油加氫精制催化劑[5-7]。在FH-40A和FH-40B催化劑載體的基礎上，FRIPP又開發了一種新型改性氧化鋁。該氧化鋁載體比 FH-40A/FH-40B催化劑所用載體具有更大的孔容和比表面積，有效提高了活性金屬的分散性能。FH-40C催化劑[8,9]采用新型改性氧化鋁為載體，通過調節活性金屬與載體間相互作用，產生更多活性更高的邊緣活性中心，從而顯著提高了催化劑的加氫精制活性。

1.2 FH-40C催化劑的活性水平

分別以大慶焦化汽油和沙輕常頂為原料油，以FH-40A催化劑為參比劑，進行了FH-40C催化劑活性對比評價。催化劑物化性質見表 1。評價結果分別見表2和表3。

表1 FH-40A和FH-40C催化劑物化性質Table 1 The physical and chemical characters of FH-40A/Ccatalysts

表2 FH-40C和FH-40A催化劑處理大慶焦化汽油活性對比結果Table 2 The contrast activity of FH-40A/C catalyst used in Daqing coker naphtha hydrotreating

表3 FH-40C和FH-40A催化劑處理沙輕常頂活性對比結果Table 3 The contrast activity of FH-40A/C catalyst used in Arabian SR naphtha hydrotreating

1.3 FH-40C催化劑穩定性試驗

以大慶焦化汽油為原料油，在氫分壓3.0 MPa、體積空速1.5 h-1、氫油體積比500︰1、反應溫度290℃條件下進行了1 000 h穩定性試驗。試驗結果見表4。從表4可以看出，FH-40C催化劑具有非常好的穩定性。

表4 FH-40C催化劑穩定性試驗結果Table 4 The stability result of FH-40C catalyst

1.4 催化劑匹配技術方案

針對惠州200萬t/a年加氫裝置加工的原料是焦化汽柴油，原料含有少量20μm以下的焦粉，烯烴和二烯烴含量高，易結焦，并含有硅、鐵、鎳等金屬雜質。在物料進入加氫反應器催化劑床層之前，采取一定的措施消除以上物質對加氫催化劑帶來的影響是行之有效的方法。

考慮到原料硅含量較高，為防止硅影響加氫精制催化劑活性，單獨設置了一臺加氫保護反應器，內裝HP系列加氫脫硅保護劑，并進行功能分區，達到容雜、防結焦和捕硅作用，達到保護主催化劑的目的。

因此，該裝置設置了兩臺加氫反應器，一反內裝填保護劑和捕硅劑，FH-40C主催化劑裝填在第二個反應器內。

2 催化劑工業應用性能

2.1 標定原料油

裝置自開工以來，運行平穩，精制柴油合格率達100%。為了考察FH-40C催化劑的性能，裝置開工2個月后對其進行初期標定。

標定原料油的構成為焦化汽油、焦化柴油混合原料，主要性質見表5。可以看出：原料硫含量2 206 μg/g，氮含量為 1920μg/g，溴價為 41.29 g Br/100 g，硅含量高達3.36μg/g。

2.2 主要操作條件

在對FH-40C催化劑初期標定期間，為了保證操作參數平穩及產品質量合格，嚴格控制各項操作參數，主要操作條件如表6。

2.3 標定結果

標定期間石腦油、柴油產品性質見表 7。可以看出：在高分壓力7.8 MPa、一反平均反應溫度327℃、二反平均反應溫度 355～356 ℃、主催化劑體積空速2.35～2.44 h-1條件下，精制柴油硫含量均<50μg/g，主要指標均滿足歐Ⅳ車用柴油標準要求。

表5 原料油性質Table 5 The characters of feed

表6 主要操作條件Table 6 The main processing conditions

3 結 論

FH-40C催化劑以W-Mo-Ni為活性組分，以更大孔容和比表面積的氧化鋁為載體，通過調節活性金屬與載體間相互作用，從而進一步提高了催化劑的加氫精制活性。

表7 精制石腦油和精制柴油產品性質Table 7 The characters of hydrotreated naphtha and diesel

從FH-40C催化劑在200萬t/a焦化汽柴油加氫裝置工業應用初期標定結果來看，在高分總壓 7.8 MPa、一反平均反應溫度327 ℃、二反平均反應溫度 355 ℃、主催化劑體積空速 2.35～2.45 h-1條件下，精制柴油硫含量<50 μg/g，主要指標均滿足歐Ⅳ車用柴油標準要求。標定結果說明，FH-40C催化劑具有優異的深度加氫脫硫活性，能夠滿足煉油企業加工高硫原料油生產符合歐Ⅳ排放標準清潔汽柴油的需要。

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