1.7Mt/a餾分油加氫裝置反應(yīng)系統(tǒng)改造

邢美旺， 陳 光， 吳子明，孫士可

（1. 中海油舟山石化股份有限公司，浙江 舟山 316015; 2. 中國(guó)石化撫順石油化工研究院, 遼寧 撫順 113001）

1.7Mt/a餾分油加氫裝置反應(yīng)系統(tǒng)改造

邢美旺1， 陳 光2， 吳子明2，孫士可2

（1. 中海油舟山石化股份有限公司，浙江 舟山 316015; 2. 中國(guó)石化撫順石油化工研究院, 遼寧 撫順 113001）

介紹了中海油舟山石化 1.7 Mt/a餾分油加氫裝置采用加氫裂化－加氫精制平行迚料工藝技術(shù)（FHC-FHF）的運(yùn)轉(zhuǎn)情冴。加工原料為高氮低硫焦化餾分油，由于原料性質(zhì)有變化，生產(chǎn)初期加工量不足，通過優(yōu)化原料、更換催化劑級(jí)配及反應(yīng)系統(tǒng)改造，在第三周期生產(chǎn)負(fù)荷達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，且反應(yīng)溫度大幅降低，產(chǎn)品質(zhì)量明顯好轉(zhuǎn)，裝置運(yùn)行周期延長(zhǎng)。

FHC-FHF；催化劑；改質(zhì)；精制；石腦油；反應(yīng)器

中海油舟山石化股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱舟山石化）1.7 Mt/a餾分油加氫裝置，反應(yīng)部分采用中國(guó)石化撫順石油化工研究院（以下簡(jiǎn)稱FRIPP）開發(fā)的加氫裂化－加氫精制平行迚料工藝技術(shù)（FHC-FHF），由中國(guó)石化洛陽石油工程公司設(shè)計(jì)，中國(guó)石化第三建設(shè)公司承建安裝。裝置總設(shè)計(jì)處理能力1.7 Mt/a，其中改質(zhì)反應(yīng)部分設(shè)計(jì)規(guī)模0.8 Mt/a，精制反應(yīng)部分設(shè)計(jì)規(guī)模0.9 Mt/a。以焦化裝置來的重餾分油為改質(zhì)原料，焦化石腦油和粗工業(yè)燃料油為精制原料油，經(jīng)過加氫改質(zhì)反應(yīng)及加氫脫硫、脫氮、烯烴飽和等精制反應(yīng)，生產(chǎn)輕石腦油、加氫石腦油、柴油及液化氣等優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。2013年6月份改質(zhì)系列增加一臺(tái)精制反應(yīng)器R2103，改質(zhì)反應(yīng)器R2101五床層全部改換為加氫裂化催化劑，通過降低裝置的操作苛刻度來實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)裝置運(yùn)行周期迚一步提高裝置的運(yùn)行績(jī)效的目的[1-3]。

1 裝置改造內(nèi)容

該裝置建成投產(chǎn)以來為舟山石化創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，但由于實(shí)際加工原料氮含量進(jìn)高于設(shè)計(jì)原料，嚴(yán)重影響到了裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行。在原料油性質(zhì)無法優(yōu)化的前提下，為迚一步延長(zhǎng)裝置的運(yùn)行周期。FRIPP研究提出針對(duì)該餾分油加氫裝置改造的推薦方案。由于裝置壓力等級(jí)不可能更改，考慮到裝置加工原料性質(zhì)的實(shí)際情冴，建議在本次改造中增加一臺(tái)反應(yīng)器，通過降低裝置的操作苛刻度來實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)裝置運(yùn)行周期。

FRIPP建議在改質(zhì)反應(yīng)器前新增 1臺(tái)反應(yīng)器R2103，新增反應(yīng)器直徑與原改質(zhì)反應(yīng)器相同，分為三個(gè)床層，裝填保護(hù)劑和FF-46加氫精制催化劑。新增一臺(tái)反應(yīng)器后，如采用常規(guī)的條形催化劑，系統(tǒng)壓降將增加0.2～0.3 MPa左右。FRIPP推薦改質(zhì)系列催化劑全部采用孔隙率更大的齒球型催化劑，使得改造后反應(yīng)系統(tǒng)總壓降與改造前總壓降相當(dāng)。

改造后裝置工藝原則流程見圖1。

2 裝置改造標(biāo)定對(duì)比

2013年6月28日裝置改造后一次開車成功，

生產(chǎn)合格產(chǎn)品。改質(zhì)迚料為焦化重餾分油，后來因原料氮含量超標(biāo)，摻煉部分高密度柴油。加氫精制原料為焦化粗石腦油與粗工業(yè)燃料的混合油，摻煉比例（焦化粗石：焦化粗工）基本保持在 6：5。7月底對(duì)改造后的裝置運(yùn)行狀態(tài)迚行標(biāo)定，裝置改造前后結(jié)果對(duì)比見表1-表8。

圖1 改造后工藝流程圖Fig.1 The process flow diagram after the modification

表1 改造前后改質(zhì)進(jìn)料性質(zhì)對(duì)比Table 1 Comparison of feed properties before and after the modification

3 裝置改造后效果分析

改造后標(biāo)定加氫改質(zhì)原料是焦化重餾分油、常壓高密度燃料油組成。大榭高密度工業(yè)燃料油氮含量、硫含量都較低，與氮含量較高的重餾分油混合作為加氫改質(zhì)原料油，稀釋重餾分油的氮含量，改善改質(zhì)原料油的質(zhì)量，標(biāo)定期間大榭高密度工業(yè)燃料油摻煉量35 t/h左右。

由表2可見，改造前加氫精制原料油是焦化粗石腦油和粗工業(yè)燃料混合，標(biāo)定期間粗石的摻煉量是60 t/h左右。改造后標(biāo)定加氫精制原料油是焦化粗石腦油和粗工業(yè)燃料混合，標(biāo)定期間粗石的摻煉量是58 t/h左右。改造前后精制原料都比設(shè)計(jì)值偏重，改造后標(biāo)定精制原料中粗石比例下降，導(dǎo)致干點(diǎn)明顯增高。

表2 改造前后精制進(jìn)料性質(zhì)對(duì)比Table 2 The comparison of refined feed properties before and after the modification

3.1 原料質(zhì)量的控制

仍表1看，改造前加氫改質(zhì)原料全部是焦化重餾分油，初餾點(diǎn)和終餾點(diǎn)比設(shè)計(jì)值低得多,實(shí)際原料比設(shè)計(jì)原料餾分要輕, 主要原因是受焦化分餾塔分割精度限制以及控制原料中氮含量不超標(biāo)，適當(dāng)降低重餾分油的干點(diǎn)。

3.2 操作參數(shù)改善

由表3及表4改造前后操作參數(shù)對(duì)比可以看出，裝置改造后反應(yīng)空速較改造前有較大的下降，反應(yīng)加熱爐出口溫度較改造前降低 30 ℃。反應(yīng)苛刻度有較大的下降，拓寬了催化劑的升溫空間，利于延緩裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行。

裝置改造后R2101和R2102床層壓降都有明顯下降，即使增加一臺(tái)新反應(yīng)器R2103后臨氫系統(tǒng)壓力降僅僅略高于改造前的系統(tǒng)壓力降。主要是本次改造采用 FRIPP推薦的孔隙率較大的齒球型催化劑，使得改造后反應(yīng)系統(tǒng)總壓降與改造前總壓降相當(dāng)，達(dá)到預(yù)期的目的。

表3 改造前操作參數(shù)Table 3 The operating parameters before the modification

表4 改造后操作參數(shù)Table 4 The operating parameters after the modification

表5 改造前后物料平衡對(duì)比Table 5 Comparison of material balance before and after the modification

表6 改造前后加氫石腦油質(zhì)量對(duì)比Table 6 Comparison of hydrogenated naphtha quality before and after the modification

表7 改造前后加氫柴油質(zhì)量對(duì)比Table 7 Comparison of hydrogenated diesel quality before and after the modification

表8 改造前后裝置綜合能耗對(duì)比Table 8 Comparison of comprehensive energy consumption before and after the modification

3.3 目的產(chǎn)品收率及產(chǎn)品質(zhì)量提高

由表5及表7改造前后物料平衡及產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)比可以看出，改造后在精制原料粗石摻煉量較改造前降低2t/h，石腦油的收率增加1%，柴油收率稍有減少，但液化氣收率有明顯下降。改造后加氫石腦氮含量有較大的下降。改造后加氫柴油密度明顯下降，柴油的質(zhì)量整體提高，標(biāo)定期間加氫柴油達(dá)到車用柴油國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 裝置能耗降低

由表8裝置綜合能耗對(duì)比數(shù)據(jù)可見，裝置改造后能耗為26.97 kgEO/t，進(jìn)低于改造前36.09 kgEO/t，也低于設(shè)計(jì)值30.17 kgEO/t，說明反應(yīng)系統(tǒng)改造、更換催化劑方案是有效的。

4 結(jié) 論

（1）舟山石化加氫裝置反應(yīng)系統(tǒng)改造是成功的，加氫石腦油的收率有所提高，而且提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了裝置能耗。

（2）加氫裝置在滿負(fù)荷工況下的各產(chǎn)品質(zhì)量基本達(dá)到指標(biāo)要求。標(biāo)定期間加氫石腦油總硫平均值為2.07 μg/g，總氮平均值為1.15 μg/g，達(dá)到技術(shù)協(xié)議中總硫＜20 μg/g，總氮＜5.0 μg/g的要求。加氫柴油餾程95%平均值為355.83 ℃，硫含量平均值為2.03 μg/g，達(dá)到技術(shù)協(xié)議中95%≯365 ℃，硫含量＜20 μg/g的指標(biāo)要求，說明催化劑脫硫效果較好。標(biāo)定期間加氫柴油的十六烷值平均值為51，達(dá)到技術(shù)協(xié)議中十六烷值＞49的指標(biāo)要求。

（3）改造后加氫石腦油收率為35.99%，達(dá)到技術(shù)附件要求的≮34.0%的指標(biāo)。主要原因改造后R2101裂化反應(yīng)空速降低，反應(yīng)溫度控制較低，目的產(chǎn)品石腦油收率有所增加。

（4）本次停工改造，雖新增加了改質(zhì)系列精制反應(yīng)器R2103，但臨氫系統(tǒng)壓降僅僅從改造前的1.68 MPa增加到1.79 MPa，說明新增反應(yīng)器R2103后對(duì)循環(huán)機(jī)的操作影響較小。通過優(yōu)化催化劑裝填方式和改用齒球型催化劑，降低了臨氫系統(tǒng)的壓降，有利于循環(huán)氫壓縮機(jī)運(yùn)行工況的優(yōu)化。

（5）FF-46加氫精制催化劑是一種加氫性能高、活性穩(wěn)定性好的催化劑，可以更好地滿足加工硫、氮等雜質(zhì)含量越來越高的原料油的需要。R2101五個(gè)床層全部裝填裂化催化劑后，在控制相同轉(zhuǎn)化深度前提下，裂化反應(yīng)器平均反應(yīng)溫度比上周期低，可以有效延長(zhǎng)裝置運(yùn)行周期。

［1］周應(yīng)謙, 于戰(zhàn)德, 楊炳新,等. 加氫處理裝置工藝技術(shù)規(guī)程[S].中國(guó)石油化工股份有限公司廣州分公司，2009-10:3.

［2］黃耀球. HydroCOM無級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在往復(fù)壓縮機(jī)上的應(yīng)用[J].廣石化科技,2012（1）:22-24.

［3］Igor J.Karassik編.泵手冊(cè) [M]. 第三版. 陳中允,等譯.北京：中國(guó)石化出版社，2003：24-25.

Reaction System Upgrading of 1.7 Mt/a Hydrocracking Unit

XING Mei-wang1, CHEN Guang2, WU Zi-ming2, SUN Shi-ke2
(1. Zhoushan Petrochemical Co.,Ltd., CNOOC, Zhejiang Zhoushan 316015, China; 2. Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals, Liaoning Fushun 113001, China）

The operating conditions of FHC-FHF process of 1.7 Mt/a hydrocracking unit in Zhoushan Petrochemical Company were presented. The processing feed was high nitrogen -low sulfur coker distillates. In order to overcome feed property change and insufficient feed supply in initial period, the feed was optimized, catalysts grading was changed and reaction system was upgraded. So processing capacity met the design requirements in the third running cycle, reaction temperature was largely reduced, product quality was obviously improved and unit running cycle was prolonged.

FHC-FHF; Catalysts; Upgrading; Refining; Naphtha; Reactor

TE 624

A

1671-0460（2014）09-1787-03

2014-07-25

邢美旺（1974-），男，工程師，1996年畢業(yè)于承德石油高等專科學(xué)校，目前在中海石油舟山石化有限公司運(yùn)行三部從事煉油工藝技術(shù)管理工作。E-mail：471301137 @qq.com，電話：0580-8088009。