40萬(wàn)t/a催化汽油加氫裝置設(shè)計(jì)與開(kāi)工

胡耀強(qiáng), 劉傳強(qiáng), 劉曉步, 趙 睿

（中國(guó)石油工程建設(shè)公司華東設(shè)計(jì)分公司，山東 青島 266071）

石油化工

40萬(wàn)t/a催化汽油加氫裝置設(shè)計(jì)與開(kāi)工

胡耀強(qiáng), 劉傳強(qiáng), 劉曉步, 趙 睿

（中國(guó)石油工程建設(shè)公司華東設(shè)計(jì)分公司，山東 青島 266071）

某煉廠新建40萬(wàn)t/a催化汽油加氫裝置一次開(kāi)車成功。該裝置是國(guó)內(nèi)首批采用中國(guó)石油工程建設(shè)公司華東設(shè)計(jì)分公司與中國(guó)石油石油化工研究院合作自主開(kāi)發(fā)的DSO技術(shù)的汽油加氫裝置。經(jīng)過(guò)標(biāo)定，國(guó)IV工況下催化汽油硫含量由256.79 μg/g降低至47.12 μg/g，硫醇含量由21 μg/g降低至9 μg/g，辛烷值損失0.7個(gè)單位，這充分證明DSO系列催化劑具有脫硫活性高、選擇性好和辛烷值損失小的特點(diǎn)，完全可以滿足國(guó)內(nèi)日益迫切的汽油質(zhì)量升級(jí)的要求。

催化裂化汽油；DSO技術(shù)；加氫脫硫；辛烷值

為保護(hù)環(huán)境，近年來(lái)國(guó)內(nèi)對(duì)汽油產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高。在2011年5月12日發(fā)布實(shí)施的GB17930-2011《車用汽油》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中將車用汽油（IV）的硫含量修改為不大于50 μg/g。該標(biāo)準(zhǔn)自發(fā)布之日起實(shí)施，過(guò)渡期至2013年12月31日。為滿足國(guó)V排放要求，該標(biāo)準(zhǔn)還在附錄A中提出建議性指標(biāo)，規(guī)定車用汽油（V）中硫含量不大于10 μg/g[1]。生產(chǎn)低硫和低烯烴清潔汽油就成為國(guó)內(nèi)煉油行業(yè)必須面臨的重大生產(chǎn)課題。而我國(guó)汽油中硫化物絕大多數(shù)來(lái)源于催化裂化汽油，因此，如何降低催化裂化汽油的硫含量是提高我國(guó)車用汽油質(zhì)量的關(guān)鍵之一。

國(guó)內(nèi)某煉廠新建40萬(wàn)t/a催化汽油加氫脫硫裝置是國(guó)內(nèi)首批采用中國(guó)石油石油化工研究院合作自主開(kāi)發(fā)的DSO技術(shù)，由中國(guó)石油工程建設(shè)公司華東設(shè)計(jì)分公司自主設(shè)計(jì)、施工并一次開(kāi)車成功的汽油加氫裝置。該裝置以催化汽油為原料，通過(guò)固定床加氫，生產(chǎn)低硫和超低硫汽油，以滿足全廠調(diào)和生產(chǎn)國(guó)IV產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。

1 設(shè)計(jì)概況

40萬(wàn)t/a催化汽油加氫脫硫裝置主要由預(yù)加氫、加氫脫硫和公用工程三個(gè)部分組成。以催化裂化裝置的汽油為原料，生產(chǎn)滿足全廠調(diào)合國(guó)IV排放標(biāo)準(zhǔn)的汽油。

裝置采用DSO催化汽油加氫技術(shù)，由中國(guó)石油工程建設(shè)公司華東設(shè)計(jì)分公司負(fù)責(zé)提供裝置的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工圖詳細(xì)設(shè)計(jì)工作，設(shè)備立足于國(guó)內(nèi)制造。

2 DSO技術(shù)

DSO工藝技術(shù)采用預(yù)加氫-選擇性加氫脫硫的工藝路線，全餾分催化汽油首先經(jīng)過(guò)預(yù)加氫預(yù)處理，脫除硫醇和雙烯烴，并實(shí)現(xiàn)輕的硫化物向重硫化物的轉(zhuǎn)移，然后在分餾塔內(nèi)進(jìn)行輕、重汽油分餾。輕汽油硫醇及總硫含量很低，不需要處理可直接用于調(diào)合汽油。重汽油送至加氫脫硫部分，進(jìn)行深度脫硫，實(shí)現(xiàn)脫硫同時(shí)保持較小的辛烷值損失。工藝流程圖見(jiàn)圖1。該技術(shù)的特點(diǎn)是：反應(yīng)條件緩和、脫硫率高、脫硫選擇性好、辛烷值損失小、液收高、運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)，催化劑具有高活性、高選擇性、高穩(wěn)定性的特點(diǎn)，技術(shù)成熟可靠[2]。

圖1 工藝流程圖Fig.1 Flow diagram of the unit

裝置預(yù)加氫部分催化劑為GHC-32，加氫脫硫部分催化劑為GHC-11,加氫改質(zhì)催化劑為FO-35M，保護(hù)劑為GHC-21和GHC-22，催化劑和保護(hù)劑的理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

4 工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)

（1）原料油過(guò)濾：為了防止反應(yīng)器因進(jìn)料中的固體顆粒堵塞導(dǎo)致床層壓降過(guò)大引起非正常停工，設(shè)置原料油過(guò)濾器，濾除大于10 μm的固體顆粒和膠質(zhì)。

（2）原料油保護(hù)：由于原料油與空氣接觸會(huì)生成聚合物和膠質(zhì)，為有效防止反應(yīng)器床層結(jié)焦，裝置內(nèi)原料油緩沖罐用氫氣進(jìn)行氣封保護(hù)。

3 催化劑

表1 GHC系列催化劑理化性能Table 1 Specification of GHC catalyst

（3）脫砷：原料油的砷含量為142×10-9，為避免反應(yīng)器內(nèi)催化劑中毒，需設(shè)置脫砷反應(yīng)器，將進(jìn)料的砷含量脫至20×10-9以下。

（4）空冷器前注水：加氫過(guò)程中生成的H2S、NH3和HCl，在一定溫度下會(huì)生成NH4Cl和NH4HS結(jié)晶，沉積在低溫?fù)Q熱器和空冷器管束中，引起系統(tǒng)壓降增大。因此在反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入空冷器前注入除鹽水溶解銨鹽。

（5）設(shè)置循環(huán)氫脫硫塔。

（6）為確保裝置的安全性，設(shè)置緊急泄壓系統(tǒng)。

5 裝置標(biāo)定

裝置自2013年11月一次開(kāi)車成功以來(lái)，運(yùn)行平穩(wěn)，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。這期間，對(duì)裝置進(jìn)行了國(guó)IV工況的標(biāo)定。主要對(duì)裝置的生產(chǎn)能力、工藝指標(biāo)、產(chǎn)品質(zhì)量、消耗定額等方面進(jìn)行考核。

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5.1 原 料

催化汽油進(jìn)料性質(zhì)見(jiàn)表2。

此次標(biāo)定原料與設(shè)計(jì)原料對(duì)比可以看出：

（1）標(biāo)定原料的測(cè)定密度與設(shè)計(jì)密度接近，但恩氏蒸餾曲線的斜率更大，餾程范圍更寬。

（2）原料烯烴總含量與設(shè)計(jì)值一致，芳烴含量超過(guò)設(shè)計(jì)值1.17個(gè)單位，將影響產(chǎn)品芳烴含量的控制。

表2 催化汽油原料性質(zhì)Table 2 Analysis data of feed

（3）原料硫含量為256.79 μg/g，低于設(shè)計(jì)值，滿足進(jìn)料要求。

（4）標(biāo)定原料硫醇硫含量為21 μg/g，低于設(shè)計(jì)值，滿足進(jìn)料要求。

裝置產(chǎn)品對(duì)比表見(jiàn)表3。

表3 汽油產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)Table 3 Main specification of gasoline product

由表3可以看出：

（1）脫硫效果分析：本次原料總硫含量為256.79 μg/g，較設(shè)計(jì)值低，脫硫反應(yīng)后產(chǎn)品硫含量為47.12 μg/g，產(chǎn)品硫含量達(dá)到生產(chǎn)要求。

（2）脫硫醇效果分析：標(biāo)定產(chǎn)品混合汽油硫醇硫含量為9 μg/g，滿足硫醇硫含量≯10 μg/g的生產(chǎn)要求。

（3）辛烷值損失分析：分析本次標(biāo)定樣，原料辛烷值為91，產(chǎn)品辛烷值為90.3，辛烷值損失0.7個(gè)單位，小于設(shè)計(jì)值，滿足≯1的生產(chǎn)指標(biāo)，催化劑的選擇性發(fā)揮充分，催化劑性能好。

5.3 物料平衡

裝置的物料平衡和能耗見(jiàn)表4。

表4 物料平衡表Table 4 Material balance

本次標(biāo)定以裝置催化汽油進(jìn)料量為基準(zhǔn)計(jì)算，設(shè)計(jì)氫耗為1.53%，標(biāo)定氫耗為1.42%，汽油產(chǎn)品為99.29%，標(biāo)定汽油產(chǎn)品為99.90%，裝置氫利用率較設(shè)計(jì)值高，干氣產(chǎn)率較設(shè)計(jì)低，裝置的液收高于設(shè)計(jì)值。裝置運(yùn)行初期，催化劑選擇性高，具有較高的活性，裝置的能耗較設(shè)計(jì)值要降低。

6 結(jié) 論

中國(guó)石油石油化工研究院開(kāi)發(fā)的GHC系列催化劑具有極高的脫硫活性和選擇性，辛烷值損失、液收、氫耗等指標(biāo)達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的目標(biāo)值，DSO技術(shù)再次得到成功驗(yàn)證，完全可以滿足國(guó)內(nèi)日益迫切的汽油質(zhì)量升級(jí)的要求。

［1］ 劉傳強(qiáng), 等. 選擇性加氫技術(shù)生產(chǎn)超低硫催化汽油的方案比較[J].煉油技術(shù)與工程，2014，44（9）: 24-27.

［2］ 劉曉步, 等. 采用DSO技術(shù)催化汽油加氫裝置的首次工業(yè)應(yīng)用[J].煉油技術(shù)與工程，2014，44（7）: 28-31．

Design and Start-up of 0.4 Mt/a FCC Gasoline Hydrodesulfurization Unit

HU Yao-qiang，LIU Chuan-qiang，LIU Xiao-bu，ZHAO Rui
（CPECC East-China Design Branch, Shandong Qingdao 266071, China）

A new 0.4 MT/a FCC gasoline hydrodesulfurization unit was established and started up successfully. The DSO technology which was developed by CEI and CNPC Petrochemical Research Institute was firstly adopted in this unit. The operation results of the unit demonstrates that the sulfur content in FCC gasoline can be reduced from 256.79 μg/g to 47.12μg/g, the mercaptans content can be reduced from 21μg/g to 9μg/g ,and the RON loss is 0.7 at national IV condition. The calibration data of the unit prove that DSO catalysts have high desulfurization activity, high selectivity and low RON loss. The unit can meet the demand of producing national IV gasoline products.

FCC gasoline; DSO technology; Hydrodesulfurization; RON

TE 624

： A

： 1671-0460（2015）02-0318-03

2014-08-27

胡耀強(qiáng)，男，山東青島人，工程師，碩士，2007年畢業(yè)于華東理工大學(xué)化學(xué)工藝專業(yè)，研究方向：從事加氫工藝設(shè)計(jì)工作。E-mail：hyq6196@sina.com.cn。