KF757、KF767加氫精制催化劑的運行分析

李江松， 鄭佰龍， 張英華

（中國石油遼陽石化公司，遼寧 遼陽 111003）

KF757、KF767加氫精制催化劑的運行分析

李江松， 鄭佰龍， 張英華

（中國石油遼陽石化公司，遼寧 遼陽 111003）

裝置裝填KF757、KF767新催化劑后，對該催化劑在加氫精制裝置上初期運行情況進行了分析，結果表明，隨著反應溫度升高，催化劑具有良好的加氫脫硫反應活性，在一定的溫度、壓力、空速、氫油比條件下， KF757、KF767催化劑可以生產滿足國Ⅳ標準的精制柴油。

加氫精制；催化劑；柴油；運行；分析

隨著環境保護法的日益嚴格，對車用燃料的質量提出更高的要求，柴油指標中不但對硫、氮含量提出新的要求而且十六烷值（或十六烷指數）、芳烴含量、冷流動性、90%或95%流出溫度、密度等也提出了更為嚴格的要求，其中深度脫硫是最難解決的問題之一［1］。石油產品的質量標準越來越苛刻，因此，柴油的低硫化是世界各國和地區柴油新規格的發展趨勢［2］。

中國石油遼陽石化公司200萬t/a加氫精制裝置，由中國石化集團洛陽石油化工工程公司設計，采用兩段一次通過流程，兩段均采用非貴金屬催化劑。裝置以直餾柴油、焦化汽油和焦化柴油的混合油為原料，使用雅保公司生產的KF757、KF767催化劑，經過催化加氫反應進行脫硫、脫氮、烯烴飽和，用以生產精制石腦油和精制柴油。

裝置由反應部分、分餾部分及公用工程設施組成。裝置采用先進、成熟、可靠的工藝技術，確保產品質量，降低能耗。反應部分采用冷高分流程、爐前混氫方案、設置循環氫脫硫設施。分餾部分采用“汽提塔+分餾塔”的雙塔汽提流程。催化劑采用密相裝填方式以滿足產品質量要求。采用高效、可靠的設備，以確保裝置長周期安全穩定運轉。采用新型反應器內構件及反應器冷氫箱專利技術。裝置采用 DCS 控制系統，優化操作，以提高裝置運轉的可靠性，提高產品收率和質量，并設置自動保護和聯鎖停車系統。

1 原料油及催化劑性質

200萬t/a加氫精制裝置原料有罐區混合油和裝置間熱供料，罐區供料為直餾柴油、焦化汽柴油混合油，裝置間熱供料為常減壓裝置直接供給，供給比例為直餾柴油74.8%，焦化汽柴油混合油25.2%，原料油性質見表 1，催化劑性質見表2。

表1 混合原料油性質Table 1 Properties of mixed feedstock

表2 催化劑性質Table 2 Catalyst properties

2 催化劑運行情況與分析

2.1 催化劑裝填

催化劑裝填嚴格按設計要求進行，反應器設有兩個床層，各床層裝填數據見表3。

表3 催化劑裝填數據Table 3 Catalyst loading data

2.2 催化劑的干燥

裝置催化劑干燥采用氮氣循環升溫的方法，對高壓換熱器組、加熱爐、反應器、空冷器、高壓分離器以及物流管線組成的高壓反應系統進行烘干，將設備水壓試驗或水沖洗過程殘留在反應系統的水脫除干凈，避免開工過程中，催化劑受潮使其機械強度下降增加催化劑床層壓降，縮短裝置生產周期。

催化劑干燥條件為：高分壓力1.5 MPa，反應器入口溫度130 ℃，循環氫壓縮機全量循環。

2.3 催化劑的預硫化

新裝填的KF757、KF767催化劑需要進行硫化，有利于提高催化劑的活性和穩定性。采用濕法硫化，硫化劑攜帶油，熱容大，硫化產生的熱量易于帶走，避免硫化反應時形成熱點；同時也相對減少了環境污染和設備腐蝕，本次KF757、KF767催化劑采用濕法硫化。

催化劑硫化條件為：高分壓力 6.0 MPa；硫化溫度 150～ 290 ℃；循環氫量85 000 Nm3/h；循環氫純度92.12%（v）；硫化劑為二硫化碳；硫化油為直餾柴油；硫化油循環量145 t/h。

2.4 催化劑初活穩定及運行情況分析

催化劑硫化結束后，引入常二線直餾柴油進行催化劑初活穩定，同時裝置分餾部分接反應生成油，并開始對分餾塔底油進行產品質量分析；精制柴油質量全部合格后裝置分別配入焦化汽油及焦化柴油，最后產品同時合格。至此， 裝置安全一次投料試車成功 。

裝置反應器入口溫度以≯15 ℃/h速率提溫，其它工藝參數不變，反應器入口溫度逐步提到 330℃，分析了不同反應溫度點時精制柴油中的硫含量，反應器入口溫度與精制柴油硫含量關系見圖1。

圖1 反應溫度與硫含量關系Fig.1 Reaction temperature and sulfur content

從圖1中可以看出：隨著入口溫度升高，精制柴油硫含量降低，當反應器入口溫度為330 ℃時，精制柴油硫含量為27 μg/g，精制柴油硫含量由77 μg/g降低到27μg/g，說明加氫脫硫反應在此加氫反應溫度范圍內不受熱力學控制［3］，因此提高反應溫度加氫脫硫速率增加。

反應器入口溫度與硫、氮脫除率關系見圖2。

圖2 反應溫度與脫除率關系Fig.2 Reaction temperature and removal rate content

從圖 2 中可以看出：隨著反應器入口溫度升高，精制柴油中脫硫率和脫氮率升高， KF757、KF767催化劑加氫脫硫活性高于加氫脫氮活性。

反應器入口溫度為 330 ℃時的主要操作條件見表4。

反應器入口溫度為330 ℃時的KF757、KF767催化劑運行數據見表5。

由表4和表5可以看出：反應器床層溫升（≯70℃）、壓降（≯0.4 MPa）符合要求，KF757、KF767催化劑表現了良好的硫、氮脫除率，當入口溫度為330 ℃時，脫硫率和脫氮率分別為98.8%和95.8%。

表4 主要操作條件Table 4 Main operating conditions

表5 催化劑運行數據Table 5 Catalyst running data

目前工況下，氫油體積比偏低于設計值（不低于300），較低的氫油比有利于裝置的節能降耗，有利于保護循環氫壓縮機，但不利于抑制催化劑結焦，不利于反應熱的帶出，同時可能導致爐管結焦等；［4］從催化劑的運行數據看，裝置目前反應相對緩和，從催化劑床層的表征數據分析，沒有開冷氫閥，在較低氫油比的條件下，難以發生飛溫現象，催化劑床層溫度可控。所以，在目前的反應條件下，可以確保裝置的穩定生產。

3 產品分析

反應溫度為330 ℃時，對精制柴油產品進行了采樣分析化驗，以考核催化劑的運行效果，精制柴油產品采樣分析數據見表6。

表6 產品分析數據Table 6 Product analysis data

由表6分析結果可以看出：精制柴油餾程滿足車用柴油國Ⅳ質量標準要求；閃點為 80 ℃，凝固點為-12 ℃，滿足車用柴油國Ⅳ質量標準要求；硫含量為27 mg/kg，滿足車用柴油國Ⅳ質量標準要求；反應器入口溫度為330 ℃時，KF757、KF767催化劑能生產滿足國Ⅳ標準的精制柴油。

4 結 論

（1）KF757、KF767催化劑經過預硫化和初活穩定后運行情況良好，反應器床層各工藝參數都能控制在工藝卡片要求的指標范圍內。

（2）KF757、KF767催化劑加氫脫硫反應在一定反應溫度范圍內不受熱力學控制，加氫脫硫氮反應活性隨著反應溫度提高而增加，反應溫度為 330℃時，脫硫率和脫氮率分別達到 98.8%和95.8%；KF757、KF767催化劑加氫脫硫活性高于加氫脫氮活性。

（3）從產品分析結果看，在高分壓力6.0 MPa、進料量210 t/h、空速1.60 h-1，氫油比287、反應溫度330 ℃的條件下， KF757、KF767催化劑可以生產滿足國Ⅳ標準的精制柴油。

［1］韓杰定，裴有娟，公為軍.FH-UDS催化劑在柴油加氫精制裝置的標定［J］.化工管理，2014（7）:149-150.

［2］丁石，高曉東，聶紅韓.柴油超深度加氫脫硫（RTS）技術開發［J］. 石油煉制與化工，2011，42（6）:23-27.

［3］徐春明，楊朝合. 石油煉制工程［M］.第四版.北京：石油工業出版社2009:121-122.

［4］王軍，穆海濤，戴天林. FHUDS-6催化劑在4.1Mt/a柴油加氫裝置上的工業應用［J］.石油煉制與化工，2012，43（5）:49-52.

Running Analysis of KF757 and KF767 Hydrorefining Catalysts

LI Jiang-song， ZHENG Bai-long， ZHANG Ying-hua
（PetroChina Liaoyang Petrochemical Company， Liaoning Liaoyang 111003，China）

After filling KF757 and KF767 catalysts， early operation condition of the hydrofining unit was analyzed. The results show that， with the increase of the reaction temperature， the catalyst has good hydrodesulfurization activity；under certain reaction condition， the KF757 and KF767catalysts can meet the requirement to produce national IV standard refined diesel oil.

Hydrogenation； Catalyst； Diesel； Running； Analysis

TE 624.8

A

1671-0460（2015）12-2913-03

2015-08-12

李江松（1969-），男，遼寧遼陽人，副總工程師，畢業于中國石油大學石油煉制專業，研究方向：從事煉油生產和技術管理工作。E-mail：lijiangsong@petrochina.com.cn。

鄭佰龍（1982-），男，工程師，研究方向：從事煉油生產和技術管理工作。E-mail：zhengbailong@petrochina.com.cn。