汽油加氫裝置一段催化劑首次國產化應用性能評價及運行建議

隋豐偉

(中國石油大慶石化公司，黑龍江 大慶163714)

裂解汽油作為乙烯裝置重要的副產品，因其中的C6～C8組分中含有豐富的芳烴產品，通常作為芳烴抽提的重要原料[1]。裂解汽油加氫裝置穩定運行，直接關系到乙烯裝置乃至整個煉化一體化項目的平穩運行，決定著企業的經營效益[2]。大慶石化公司裂解汽油加氫二套裝置以裂解汽油為原料，通過預分餾塔系統除去碳五及以下、碳九及以上組份，采出C6～C8餾分經一段、二段加氫反應后，在汽提塔將雜質除去，最后生成加氫汽油。本文采用中國石油天然氣股份有限公司蘭州化工研究中心生產的汽油加氫一段催化劑LY-2008(硫化態)，對投用后對催化劑運行數據進行跟蹤和分析。

1 汽油加氫一段催化劑LY-2008的應用

一段加氫反應器內，在比較緩和的條件下將原料中雙烯烴和苯乙烯選擇性加氫生成單烯烴和乙苯，使一段反應器出口雙烯值(共軛雙烯的分析值)達到2 g I2·(100 g)-1油以下，苯乙烯質量分數<0.5%，為二段反應器提供合格進料。2019年7月投入使用中國石油天然氣股份有限公司蘭州化工研究中心生產的汽油加氫一段催化劑LY-2008(硫化態)，催化劑主要技術指標如表1所示。

表1 汽油加氫一段催化劑LY-2008技術指標Table 1 Technical indexes of LY-2008 catalyst for the first stage of gasoline hydrogenation

2 催化劑運行狀態跟蹤

2.1 反應器進料分析

進料負荷最大值為13 530 kg·h-1，最小值為13 470 kg·h-1，平均值為13 501 kg·h-1，滿足技術協議進料負荷控制在(6 125～13 750) kg·h-1的指標要求。

反應器入口液體循環量最大值18.91 t·h-1，最小值為9.11 t·h-1，平均值為13.13 t·h-1，滿足技術協議液體循環量控制在(6.0～20.0) t·h-1的指標要求。

按照協議要求對反應進料中雙烯值及苯乙烯含量進行對比分析，結果見表2。由表2可知，反應器進料中的雙烯值(16.02～18.06) g I2·(100 g)-1，符合協議要求(10.0～38.0) g I2·(100 g)-1的范圍；反應器進料中的苯乙烯質量分數2.4%～2.54%，符合技術協議苯乙烯質量分數1.0%～4.0%的指標要求。

表2 一反入口原料組成分析Table 2 Analysis of raw material composition of first reactor inlet

續表

2.2 一反出口產品質量分析

在一反入口物料滿足協議的前提下，對投用后5個月一反出口產品組成進行分析，結果如表3所示。由表3可知，苯乙烯含量最大值為質量分數0.41%，最小值為0.23%，平均含量0.30%，滿足技術協議一段加氫產品苯乙烯含量<0.5%的指標要求。對2019年7月投入運行到2019年12月27日一反出口雙烯值含量數據進行統計，期間一段加氫反應器產品雙烯值最大值為0.82 g I2·(100 g)-1，最小值為<0.01 g I2·(100 g)-1，平均值為0.58 g I2·(100 g)-1，均滿足技術協議對一段加氫產品雙烯值<2.0 g I2·(100 g)-1的指標要求。

表3 一反出口產品組成分析Table 3 Analysis on the composition of first counter export products

2.3 反應器運行狀態分析

2.3.1 反應器溫度和溫升

反應器入口、出口溫度及溫升如表4所示。由表4可知，反應器入口溫度控制在(57.54～58.17) ℃，出口溫度(117.57～128.04) ℃，溫升控制在(59.79～69.9) ℃。

表4 一段反應器溫度和溫升Table 4 Temperature and temperature rise of primary reactor

一段加氫催化劑LY-2008具有良好的反應活性，在入口溫度小于50 ℃時可以保持穩定的運行狀態，但目前實際運行時入口溫度控制在(57.54～58.17) ℃，高于初期協議溫度。基于對一、二段催化劑進行整體考慮，提高一段反應器初期范圍溫度，提高其加氫反應負荷，滿足一、二段催化劑整體長周期運行的整體目標，與廠家協議后，廠家同意此入口溫度控制。

一段反應器各床層溫度如表5所示。由表5可知，該催化劑已經進入平穩狀態，體現出了良好的穩定性，溫升分布無異常變化。

表5 一段反應器各床層溫度Table 5 Bed temperature of primary reactor

2.3.2 反應器壓差

一段反應器壓差PDI2201平均值為0.02 Mpa。滿足技術協議約定裂解汽油一段加氫反應器R2101壓差≤0.1 Mpa的指標要求。反應系統壓力5.0 MPa，符合協議(4.7～5.3) MPa的指標要求。

3 運行建議

進料量：進料量維持在正常的進料空速水平，在設計負荷的70%～110%，不要出現較大的進料波動，有利于裝置的長周期穩定運轉，確保使用周期≥4年，首次再生周期≥2年；

加氫原料的分析：密切關注一段加氫原料油的物性分析，重點關注原料油族組成變化、雙烯值波動、硫含量及硫形態分析、雜質含量分析(水、砷、氯、硅等)；

床層溫度控制：盡量減小床層入口溫度的大幅度波動，將入口溫度控制在較小的波動區間，有益于裝置床層保持穩定。

工藝操作：一段產品的循環量、氫氣量、入口溫度等工藝操作條件，應在正常操作范圍內調整，盡量避免大幅度的波動。如需提高入口溫度，建議每次(1～2) ℃為宜。

4 結 論

(1) LY-2008(硫化態)一段加氫催化劑具有良好的反應活性，在反應器入口溫度60 ℃的起始溫度下可以發生反應，保證一段反應出口雙烯和苯乙烯合格。

(2) LY-2008(硫化態)一段加氫催化劑自投用以來，反應器溫升保持穩定，穩定性良好。

(3) 汽油一段加氫反應器出口物料能夠滿足技術協議約定的，雙烯值<2.0 g I2·(100 g)-1，苯乙烯含量<0.5%(質量分數)。

(4) LY-2008(硫化態)在使用過程中，裂解汽油一段加氫反應器壓差≤0.1 Mpa(表壓)，滿足技術協議約定。