FHUDS系列催化劑在320萬t/a柴油加氫裝置的應用

姚 波

（天津石化煉油部， 天津 大港 300270）

FHUDS系列催化劑在320萬t/a柴油加氫裝置的應用

姚 波

（天津石化煉油部， 天津 大港 300270）

天津石化320萬t/a柴油加氫裝置多次采用撫順石油化工研究院開發的FHUDS系列催化劑進行了國V柴油的生產， 該系列催化劑在生產中能夠滿足成品油質量升級到國V排放標準的需要。該裝置工業應用結果表明，FHUDS系列催化劑是生產清潔柴油的理想催化劑，均能生產硫含量符合國Ⅴ排放標準的車用柴油組分，且在保證催化劑性能的前提下FHUDS-8催化劑堆比降低了20%。

FHUDS；柴油深度加氫脫硫；油品質量升級；國V

隨著產品質量升級步伐的加快，按照國家相關部門要求，在2016年10月31日前保供企業要具備生產國V標準車用柴油（S≯10μg/g）的能力，從2017年1月1日起全國全面供應符合國Ⅴ標準的車用柴油并同時停售低于國Ⅴ標準車用柴油[1,2]。FHUDS系列催化劑是FRIPP開發的高活性加氫精制催化劑[3,4]。為確保必要時能夠生產國Ⅴ標準的車用柴油，中國石油化工股份有限公司天津分公司（以下簡稱天津石化）一套年處理量320萬t的柴油加氫裝置在不同運轉周期和不同操作條件下分別采用該系列催化劑（FHUDS-2、FHUDS-6、FHUDS-8）進行了國Ⅴ標準車用柴油的試生產。

1 裝置概況

該裝置是天津石化乙烯項目的配套裝置，其設計單位是中國石化集團洛陽石油化工工程公司，承建單位是中國石化集團第五建設工程公司。自2009年開工至今，該裝置先后三個運轉周期均采用FRIPP為生產低硫、超低硫柴油產品開發的FHUDS系列催化劑：2009年采用FHUDS-2[5]、2012年采用FHUDS-6、2015年采用FHUDS-8。

為了考察催化劑的性能，確保清潔柴油生產目標和任務的達成，在各運行周期初期分別進行了標定，以檢驗是否能夠生產標準更高的國Ⅴ柴油。

2 催化劑物化性質

FHUDS系列催化劑是FRIPP采用RASS技術（反應活性位協同作用技術）開發的新型加氫脫硫催化劑。該技術通過調節載體與活性金屬之間相互作用，大幅度提高了催化劑的活性。FHUDS系列催化劑具有高加氫脫硫活性；高加氫脫氮、芳烴飽和活性；較高的十六烷值增幅；孔容大、比表面積大等優點[3-7]。其中，FHUDS-6是在FHUDS-2基礎上開發的具有更高活性的柴油加氫催化劑，FHUDS-8高活性柴油加氫催化劑是FRIPP針對催化劑降本減費開發的低成本催化劑。在保證催化劑性能的前提下，FHUDS-8催化劑堆比比FHUDS-6降低20%左右。表1列出了這些催化劑的主要物化性質。

表1 天津石化320萬t/a柴油加氫裝置歷年催化劑物化性質Table 1 Physico-chemical properties of catalysts used by Tianjin Petrochemical Company’s 3.2 Mt/a diesel hydrotreating unit

3 催化劑應用情況

3.1 催化劑填裝

該裝置采用熱壁式反應器，反應器直徑4.6 m，上下兩道切線之間高13 m。

表2 2012年催化劑填裝實際數據Table 2 Catalysts loading data in 2012

2009年11月該裝置建成，首個運轉周期采用FHUDS-2催化劑。裝填數據見相關文獻[5]。為方便比較，這里摘錄主要裝填數據如下：共計裝FHUDS-2催化劑199.88 t，裝填體積為185.04 m3，裝填平均密度為1.08 t/m3。

2012年9月開始該裝置的第二運轉周期。裝填FHUDS-6催化劑130 t，體積為112.2 m3，平均裝填密度為 0.99 t/m3。同時還裝填部分再生后的FHUDS-2催化劑，具體填裝數據見表2。

2015年4月該裝置停工換劑，共計裝填155.34t的 FHUDS-8催化劑，平均裝填密度0.836 t/m3，見表3。

表3 2015年催化劑填裝實際數據Table 3 Catalysts loading data in 2015

通過表 3中數據可以看出，FHUDS-2與FHUDS-6裝填密度相差不大，而FHUDS-8的裝填密度降低約20%。

3.2 催化劑活化

FHUDS系列催化劑活化方式采用濕法硫化。硫化油為直餾柴油，硫化劑則采用DMDS。FHUDS系列催化劑實際硫化過程均嚴格按照催化劑硫化操作手冊進行控制。硫化階段溫度要求見表4。

表4 FHUDS系列催化劑硫化階段溫度要求Table 4 The temperature of sulfidation for FHUDS series catalysts

3.3 FHUDS系列催化劑生產國V柴油的對比

為了說明FHUDS系列催化劑的實際應用情況，現將FHUDS-2、FHUDS-6、FHUDS-8初期運行時生產國Ⅴ標準柴油的運行參數及原料油、產品質量情況進行對比，詳細情況見表5-表7。

表5 FHUDS系列催化劑主要操作條件Table 5 Operating conditions of FHUDS series catalysts for producing National Ⅴ diesel

表6 FHUDS系列催化劑生產國V柴油原料油性質Table 6 Properties of feedstock during producing NationalⅤdiesel using FHUDS series catalysts

表7 FHUDS系列催化劑生產國V柴油產品性質Table 7 Properties of product diesel using FHUDS series as catalysts

根據生產要求，在以FHUDS-8催化劑進行生產國Ⅴ標準柴油時加工負荷有所降低。同時原料油中二次加工油比例上升到34.5%，受此影響FHUDS-8催化劑溫升較高。

根據以上數據可以看出，FHUDS-2、FHUDS-6、FHUDS-8催化劑都具有很高的加氫脫硫活性，其柴油產品硫含量均可達到小于10 μg/g的標準。在產品質量合格、空速相同等情況下，FHUDS-6催化劑所加工原料油干點比FHUDS-2的高15 ℃，平均反應溫度仍比后者低2.9 ℃。從而可以看出，FHUDS-6比FHUDS-2具有更高的加氫脫硫活性。FHUDS-8比FHUDS-6空速低，但后者原料相對容易，從反應溫度看兩者活性相當。

4 結 論

（1）天津石化320萬t/a年柴油加氫裝置多次采用撫順石油化工研究院開發的FHUDS系列催化劑進行了國V柴油的生產，其柴油產品硫含量均可達到小于10 μg/g的標準，說明FHUDS系列催化劑在工業應用中能夠滿足成品油質量升級到國V排放標準的要求。

（2）FHUDS-6與FHUDS-2堆積密度相當，但FHUDS-6活性要明顯優于后者。

（3）FHUDS-6與 FHUDS-8活性相當，但FHUDS-8堆積密度比FHUDS-6低20%，從而在保證反應活性的情況下減少了催化劑的裝填量和費用。

［1］丁焰, 郝春曉, 黃志輝, 吉 喆, 王軍方. 車用燃料環保管理 —《 2013 年中國機動車污染防治年報》(第Ⅴ部分)[J]. 環境與可持續發展, 2014( 1): 106-108.

［2］司云航, 朱玉琴, 鄒蓉梅, 郭凡, 王嘉春. 我國車用柴油標準現狀及發展趨勢[J]. 石油與天然氣化工, 2014, 43(1): 82-86.

［3］王建偉. FHUDS-2/FHUDS-5組合催化劑在鎮海煉化300萬t/a 柴油加氫裝置的應用[J]. 當代化工, 2012, 41(6): 578-593.

［4］于淼, 宋永一, 郭 蓉. FHUDS-5柴油深度脫硫催化劑國外工業應用分析[J]. 當代化工, 2013, 42(8): 1140-1143.

［5］姚波, 楊成敏. FHUDS-2催化劑在天津石化的工業應用[J]. 當代化工, 2011, 40(7): 725-728.

［6］宋永一, 方向晨, 郭 蓉, 劉繼華. 生產超低硫柴油S-RASSG 技術新進展及工業應用[J].當代化工, 2013, 42(2): 208-211.

［7］宋永一, 柳 偉, 劉繼華, 郭 蓉, 曾榕輝, 關明華. FHUDS-6催化劑的反應性能和工業應用[J]. 煉油技術與工程, 2012, 42(11): 50-53.

Application of FHUDS Series Hydrodesulfurization Catalysts in 3.2 Mt/a Diesel Hydrotreating Unit

YAO Bo
（SINOPEC Tianjin Petrochemical Company, Tianjin 300270，China）

FHUDS series catalysts developed by Fushun research institute of petroleum and petrochemical (FRIPP) have been used many times by SINOPEC Tianjin Petrochemical Company’s 3.2 Mt/a diesel hydrotreating unit in order to produce clean diesel fuels meeting the emission standards of National Ⅴ. FHUDS series catalysts in industrial application can meet the requirements of product quality upgrading. The commercial application results show that: FHUDS series catalysts are ideal catalysts for producing clean diesel, and sulfur content of automotive diesel fuel can meet the emission standards of National Ⅴ, and the heap ratio of FHUDS-8 catalyst can be reduced by 20% under the premise of meeting catalyst performance requirements.

FHUDS; Deep hydrodesulfurization of diesel; Product quality upgrading; National Ⅴ

TE 624

A

1671-0460（2016）03-0564-03

2016-01-25

姚波（1980-），湖南省澧縣人，工程師，2004年畢業于遼寧石油化工大學化學工程與工藝專業，研究方向：從事加氫技術工作。E-mail：yaobo.tjsh@sinopec.com，電話：022-63808554。