原料性質對渣油加氫裝置的影響及控制效果

田曉

摘要：伴隨著我國經濟發展的速度，石油行業也有了很大的發展，在其中，為了延長渣油加氫裝置的運轉的周期，使之可以增加催化劑的可利用率，以便于提升渣油加氫-催化裂化的聯合裝置的經濟上的效益，我們從原料方面的性質來進行研究與探討，研究怎樣才能在最大的限度上對渣油加氫裝置的運行的周期進行加長，通過優化并控制原料性質以及采取了中國石化石油化工科學研究院研發出的RHT系統第三代催化劑，達到了使裝置進行較長周期的運行[1]。

關鍵詞：渣油加氫;原料性質;固定床;

伴隨著日益嚴格的環保條例，對于煉油企業能夠生產出的清潔的油品以及需要做到的清潔生產的要求也會變得越來越高。由于使用固定床的渣油加氫以及催化裂化的組合的工藝能夠使得重油在最大的限度上得到輕質化，而且具有產品收率好、產品的質量相對較高、對于環境友好等許多的優點與長處，所以在目前的國內煉油中被大量運用，而在其中，運用固定床渣油加氫裝置的重要的目的就是為下游的催化裂化裝置提供出雜質含量較低且裂化性能較好的較為優質的原料[2]。

1.原料的性質對于渣油加氫的影響

因為渣油的分子相對較大，進行反應的反應物也較為復雜，所以渣油的加氫裝置中采取的催化劑一般為級配裝填的方式，在其中一般都包括：保護劑、加氫脫硫催化劑與加氫脫金屬催化劑。為了做到能夠讓催化劑中的雜質脫除率達到相應的要求，所以渣油的加氫中采用的工序所需的條件也較為苛刻，它要求相對較高的氫分壓與參加反應時的溫度，而且需要保持空速在加氫過程中遠遠低于餾分油的加氫過程。并且在進行反應時，原料性質、操作條件以及催化劑都可以影響到一整個裝置的運行的周期。在他們之中，原料油性質對整個裝置的影響相對較大，而且應用原料油的性質能夠大致上計算出催化劑的相關反應性能[3]。

2.原料油性質對裝置開工的影響

在設計渣油加氫裝置時，其具有相對較寬的彈性對于加工原料油的性質來說，然而因為不同種的催化劑的壽命以及生產合格商品所需要的操作條件，不相同的原料油的相關性質相對于裝置的操作有著較大的影響。與此之外，在原料中含有的一些雜質也極易引發催化劑的中毒現象，從而使得催化劑的活性降低。在裝置的相關量保持不變時，原料性質相對于裝置的影響主要有以下幾點：催化劑的壽命、需要的催化劑平均速度、氫的消耗、產品的收率以及其性質、反應器的壓力、催化劑的流體分布與床層的溫度等[4]。在進行開工時，若是原料的相關性質不夠穩定、組成的相關變化大，這些將會使得裝置的運行的平穩受到影響。

2.1硫含量的影響

在現今的裝置設計之中，混合油中硫的質量分數不大于5.0%，但是若硫的含量要是大于設計的水準，就需要通過升高進行反應的溫度來維持原有的催化裂化裝置的進料時硫的質量分數不大于0.3%的目標，然而升高了進行反應的溫度來降低產品中的硫含量的話，極易導致相對較高的結焦速率，也會使得催化劑的失活更加的快，而且硫的含量還會影響到硫化氫的生成量，進而會對循環氫脫硫塔的操作造成影響，

在原料中硫含量較低的情況有兩種，一種為在開工的時候，全場采用的都是低硫原油，第二個就是裝置在正常運行的情況下，受到了來自常減壓裝置進料時的波動或是儲存運輸部門切換了罐區進料，都可能會導致硫含量變低[5]。

2.2殘炭含量

裝置設計 混合油中殘炭需要不大于15.5%，而把原料中的殘炭含量把控在5.5%之下是現有的裝置的主要工藝目標之一，脫除殘炭的大體反應歷程為：芳環加氫飽和、飽和的芳環裂化、大分子轉化為小分子等幾個步驟，而因為氫氣的存在同樣也抑制了能夠形成焦炭的聚合反應，，從而導致了反應之后生成的產物中能夠生成焦炭的大分子的含量會嚴重不足，而使得產品中康氏殘炭的濃度會發生相應的降低。與硫的基本相似，高于合理設計的殘炭含量就相對的要求應用較高的操作溫度來保證殘炭值，而增加進料量也需要較高的反應操作的相關溫度來滿足殘炭的指標的要求。

2.3金屬的相關含量

原料中的金屬會伴隨著進行的生產而進行，并且逐步的在催化劑的一些空隙里面進行堆積，而金屬的相關沉積很大程度上會導致具有活性的部位中毒以及催化劑的孔隙堵塞以及結焦，這也是導致催化劑失活的一個主要原因之一。

3.原料性質在裝置運行時的控制效果

據了解，工業運行中的原料性質和進行加工的操作條件都可在一定程度上影響催化劑在表觀上的一些性質，基于此，采取一些類似于歸一化的處置方法，就是將所有的實際情況下的工業運轉的參數數據都統一到某個標準的條件下來進行相關的比較催化劑在不同情況下的活性，如脫硫歸一化溫度的比較，就是在歸一化的相關條件之下使用催化劑能夠達到產品硫含量的相關指標的反應所需要的反應的溫度，來表達出催化劑的加氫脫硫的活性，使用歸一化時，所需的反應溫度越低，則表示催化劑的相關活性越高，或者是能夠反映出相應的原料的進行反應的性能較為好，雜質硫在這種情況下更容易脫除，也能夠進一步的說明在實際反映的過程中裝置的提溫的空間能力越大，裝置的可運轉周期也就自然地長了，這樣會使能夠做到的控制效果變得更好

除了金屬鎳、釩以及硫氮原子與殘炭等之外，在原料之中鈉鐵和鈣原子的相對含量對裝置的可運轉周期的影響也較大。與他們不同的是，原料之中鈣和鐵主要以羧酸鹽、環以及烷酸鹽等形式存在。

對于鈣含量高的原料一定要應用脫鈣劑或是脫鐵劑，以便于做好原料中脫鹽以及脫水的工作，達到很好的控制效果。

4.結語

綜上所述，在一定條件下能夠確定運行周期之后，使用更加優良的催化劑級配裝填方案才是能夠保證渣油加氫裝置長期并且穩定的運行的首要的條件與基礎。原料的類型，最好在開工期間對渣油混合的原料來源的記錄進行仔細的對比，然后通過不同的要求來選擇適合的催化劑平均溫度，用來達到生產合格產品的目標。

參考文獻：

[1]張志宏.原料性質對渣油加氫裝置的影響及控制效果[J].石油煉制與化工，2018，49（10）：38-42.

[2]韓彬.有機金屬催化劑存在下脫瀝青重油懸浮床加氫工藝研究[D].中國石油大學，2011.

[3]孫昱東.原料組成對渣油加氫轉化性能及催化劑性質的影響[D].華東理工大學，2011.

[4]蔣立敬.渣油加氫反應動力學及組合工藝研究[D].大連理工大學，2011.

[5]許先焜.渣油加氫—催化裂化組合工藝反應動力學模型研究[D].華東理工大學，2006.