中捷石化生產低硫柴油的試驗研究

于曉明（中海石油中捷石化有限公司，河北 滄州061101）

一、前言

中捷石化公司所加工的原油多以重質油原油為主， 為環烷基、石蠟基混合原油，混合比例約為4∶1。 公司為典型的燃料性煉廠配置。 生產的柴油不能夠直接作為產品銷售， 需要進一步加工。 中捷石化公司2006 年設計投產了柴油加氫精制裝置，反應部分采用爐前混氫、中壓加氫精制和冷高分工藝，反應后的汽、柴油采用經精制后作為產品外送； 主要反應條件： 氫分壓6.0MPa，反應溫度330/380 ℃，設計耗氫10 kg 氫/t 油；最初的產品指標按國標Ⅱ設計。

原油劣質化的趨勢越來越明顯， 且國家加快了對柴油產品的質量升級步伐， 中捷石化目前的流程配置難以生產符合車用柴油標準(GB19147-2009)柴油產品。 主要是經加氫精制后的柴油產品密度高、硫/氮含量高、比色度大。因此，對提升柴油產品品質已勢在必行。

中捷石化的現有加氫催化劑為國內通用催化劑類型， 主要成分為氧化鋁載錳、鎢、鎳等金屬組分和助劑，形狀為三葉草，直徑在1.3mm 左右，此催化劑對性質較好柴油具有良好的的脫硫、脫氮能力，但是對劣質柴油脫硫、脫氮能較差，對柴油降低密度、提高十六烷值效果不十分明顯。 DN-3551 催化劑組分鎳、鉬，形狀、直徑均與前者相同，比表面積比前者高出10m2/g 左右。 本文通過DN-3551 催化劑試驗結果對比中捷石化公司目前催化劑應用情況，為企業柴油產品質量升級提供了改造思路。

二、試驗情況

中捷石化采用DN-3551 催化劑，并在小試裝置進行了試驗，通過試驗結果驗證了該催化劑對本單位油品升級的效果。

1、原料性質

目前公司的催化裂化柴油其密度在0.920 g/cm-3左右，主要是因為加工了劣質原油所致。 公司希望利用現有的柴油精制裝置提高柴油的十六烷值，降低柴油的密度，降低其硫/氮含量并改善色度。 本次試驗的原料按公司現有的實際進料數據模擬，試驗條件進料貼近生產裝置運行時的操作參數， 催化柴油主要性質見表1。

由表1 可見，中捷石化公司加氫裝置原料的密度高達0.920 g/cm3， 硫含量為1740 ppm，氮含量為1170 ppm，其餾程范圍是常規柴油餾程。

表1：中捷石化公司催柴原料性質

2、催化劑

試驗采用的催化劑DN-3551， 試驗的主要工藝條件是按照該裝置設計條件確定的。 DN-3551 主要的活性金屬為Ni-Mo，其脫硫、脫氮和芳烴飽和能力均較強，對加氫脫氮效果明顯。

3、試驗裝置

試驗流程如圖1 所示。

將柴油產品放置于原料罐中進行升壓至72bar，試驗在一套雙管并聯固定床加氫試驗裝置上進行， 兩個反應器之前均設置單獨的流量計， 便于控制反應器的柴油流量， 為使反應溫度一致，兩個反應器采用同一熱源，氫氣管道均設置流量、壓力控制，盡量模擬同等的反應條件，反應壓力約為72bar。 分餾系統同樣按照裝置的實際效果布置， 設置了等同的加熱溫度、 回流比等等。

三、試驗結果

工藝條件具體為：氫分壓為72bar，體積空速為1.43h-1，氫油比為500v/v， 反應溫度分別為350℃、360℃。 試驗催化劑及中捷石化公司目前催化劑生產情況對比評價的主要結果見表2。

圖1

表2：主要試驗結果

通過以上數據對比， 該催化劑在壓力72 bar 和350 ℃/360 ℃的溫度下均可得到脫硫率95%以上， 密度降低值在0.0275 g/cm3 以上，較原有催化劑有明顯提升。 DN-3551 催化劑對降低產品密度、脫硫、脫氮和芳烴飽方面能力更加突出，更適合目前現有的生產裝置， 可以在現有裝置的操作條件下下達到密度降低值超過0.033 g/cm3、十六烷值提升9 個單位，HDN/HDS 率在95%以上，較原催化劑提升近20%，因此，該催化劑可以對中捷石化公司的柴油實現升級， 通過產品調和可使柴油滿足質量要求。

四、結論

DN-3551 催化劑的試驗數據表現良好，對柴油密度、脫氮脫硫和芳烴飽和方面能力突出， 現階段在不對裝置進行大幅度改造的情況下， 僅通過更換催化劑可使柴油產品實現進一步的質量升級，解決了目前企業催化柴油密度大、十六烷值低的現狀。精制后的產品通過調和能夠滿足調和要求，經銷售測算項目投用后的的年經濟效益可達2000 萬元。

[1] 劉勇. DN-3551 催化劑在遼陽石化加氫裂化裝置精制段上的應用[C].標準催化劑公司2009 年中國研討會

[2] 熊震林. 中海石油中捷石化高比重催柴加氫試驗報告[R].北京海順德2009.7