李平浪 王偉中國石油化工股份有限公司九江分公司 江西九江 332004

液相循環(huán)柴油加氫裝置增產(chǎn)國IV車柴優(yōu)化措施和效果分析

李平浪 王偉
中國石油化工股份有限公司九江分公司 江西九江 332004

液相循環(huán)柴油加氫工藝屬高溫、高壓、臨氫催化工藝過程，具有反應(yīng)原理新、控制方式新、關(guān)鍵設(shè)備新等特點，屬中石化“十條龍”攻關(guān)項目之一。2015年1月，為適應(yīng)市場的油品需求，增產(chǎn)國IV車柴。通過分析在高空速條件下加工直餾柴油和部分催化柴油、焦化柴油的混合油，可以長周期穩(wěn)定生產(chǎn)符合國Ⅳ硫含量排放標(biāo)準(zhǔn)要求的清潔柴油產(chǎn)品。

國IV車柴；液相加氫；FHUDS-2/FHUDS-5

前言

環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格，柴油的硫含量標(biāo)準(zhǔn)在逐年修訂，發(fā)展和使用超低硫甚至無硫柴油是當(dāng)今世界范圍內(nèi)清潔燃料發(fā)展的趨勢。北京、上海等城市已率先執(zhí)行參照歐Ⅳ制定的京五、滬五標(biāo)準(zhǔn)，即要求硫含量小于10μg/g。在嚴(yán)重的霧霾壓力之下，中國的油品質(zhì)量升級行動提速。江西省內(nèi)已全面啟用國IV車用柴油標(biāo)準(zhǔn)（硫含量不大于50ppm），柴油標(biāo)準(zhǔn)向汽油標(biāo)準(zhǔn)看齊。

清潔柴油標(biāo)準(zhǔn)中除了對硫含量有更嚴(yán)格的要求外，還同時對密度、干點、芳烴及多環(huán)芳烴含量加以限制。目前，由于油品質(zhì)量升級加快，部分建設(shè)時間早的柴油加氫精制裝置產(chǎn)品要達到清潔柴油的各項規(guī)格指標(biāo)非常困難，無法滿足生產(chǎn)的需要。因此，在現(xiàn)有的加氫裝置條件下，充分發(fā)揮裝置特性，通過差異化策略是生產(chǎn)超低硫柴油最簡便、有效的手段之一。根據(jù)不同加氫反應(yīng)器的差異，選擇不同的原料進行合理匹配，可以充分發(fā)揮不同裝置的優(yōu)勢，從而實現(xiàn)生產(chǎn)超低硫柴油產(chǎn)品的目的。

一、液相循環(huán)柴油加氫裝置概況

1.5Mt/a柴油液相循環(huán)加氫裝置采用上進料的液相循環(huán)柴油加氫技術(shù)（SRH），與傳統(tǒng)加氫技術(shù)相比，具有流程短、高壓設(shè)備少、投資小、裝置能耗低等特點，取消了傳統(tǒng)工藝的氫氣循環(huán)系統(tǒng)，僅設(shè)置進料加熱爐、加氫反應(yīng)器、氫氣混合器等高壓設(shè)備，利用液相產(chǎn)品循環(huán)時帶進系統(tǒng)的溶解氫來提供新鮮原料進行加氫反應(yīng)所需要的氫氣。其優(yōu)勢是大幅降低投資和操作費用，裝置能耗降低40%以上，降低反應(yīng)器溫升，提高催化劑的利用效率，延長催化劑壽命。

二、原料性質(zhì)和產(chǎn)品指標(biāo)

1.裝置原料性質(zhì)

1.5Mt/a柴油液相循環(huán)加氫裝置以直餾柴油為主，主要成分為常一線、常二線、常三線、減一線，同時摻煉少量焦化柴油。直餾柴油占原料總量70%～85%，焦化柴油占原料總量15%～30%，受限于上游裝置負(fù)荷，裝置負(fù)荷在100t/ h～140t/h波動。

表.1 不同柴油組成性質(zhì)

2.裝置產(chǎn)品

裝置生產(chǎn)工況優(yōu)化前，1.5Mt/a柴油液相循環(huán)加氫裝置以生產(chǎn)國Ⅲ車用柴油為主，間斷生產(chǎn)國Ⅳ車用柴油。實際產(chǎn)品和產(chǎn)品指標(biāo)相比，富余量較大。

表.2 不同柴油產(chǎn)品指標(biāo)

三、優(yōu)化措施

SRH技術(shù)利用液相產(chǎn)品循環(huán)時帶進系統(tǒng)的溶解氫來提供新鮮原料進行加氫反應(yīng)所需要的氫氣，氫氣在直餾柴油中的溶解度大幅度超過在焦化柴油中的溶解度。因此在設(shè)計時對裝置摻煉的焦化柴油總量有要求，推薦直餾柴油與焦化柴油的比例不超過85%:15%。在實際生產(chǎn)過程中，通過逐步摸索，發(fā)現(xiàn)摻煉焦化柴油總量超過25%之后，產(chǎn)品的硫含量會有明顯的上升，產(chǎn)品硫含量僅能達到國Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)。受限于直餾柴油的負(fù)荷，液相循環(huán)柴油加氫裝置最大負(fù)荷僅能達到78%。不能充分發(fā)揮裝置的加工能力，結(jié)合現(xiàn)狀，實施了一系列的優(yōu)化措施。

1.組合工藝

該煉廠現(xiàn)有一套傳統(tǒng)氣相加氫裝置，利用其加工全部的焦化汽柴油和催化柴油以及部分常三線，以滿足裝置加氫后的精制柴油可滿足出廠普通柴油質(zhì)量要求。

本裝置加工全部的常一線、常二線、部分常三線和減一線，同時改進加氫后的普通柴油，保證裝置滿負(fù)荷運行。

2.調(diào)整柴油95%餾出點

為了保證裝置在加工大量二次柴油產(chǎn)品質(zhì)量合格，因此對原料的95%嚴(yán)格控制。常三線柴油的95% 餾出點已由360℃～365 ℃調(diào)整下降至355℃～ 360℃。避免過量的高沸點復(fù)雜形態(tài)硫化物影響產(chǎn)品質(zhì)量。

表.3 優(yōu)化后裝置原料

3.添加助劑

精制柴油中添加十六烷值改進助劑可提高柴油十六烷值2～4個單位，不同性質(zhì)的基礎(chǔ)柴油對助劑的感應(yīng)性不一樣，需要根據(jù)基礎(chǔ)油性質(zhì)找出最佳加注濃度。因此按照加劑濃度不超過800mg /kg的要求，在生產(chǎn)過程中對產(chǎn)品柴油進行調(diào)合。解決原料配置優(yōu)化后產(chǎn)品柴油十六烷值資源不足的問題。從實際調(diào)和情況看，通過加注助劑，產(chǎn)品國Ⅳ車用柴油十六烷值可提高3.3～3.8 個單位。

四、效果分析

優(yōu)化措施現(xiàn)場落實后，每月車柴產(chǎn)量有明顯的提升。柴油產(chǎn)品產(chǎn)量由9萬噸每月提高到12.8萬噸每月。由國Ⅲ和國IV間斷生產(chǎn)變?yōu)閲鳬V連續(xù)生產(chǎn)。優(yōu)化后與優(yōu)化前產(chǎn)品價值相比，增加效益3505.8萬元/月，扣除新增注劑費用428萬元/月，單裝置凈增效益3177.8萬元/月。

表.4 裝置柴油產(chǎn)品優(yōu)化前后對比

五、結(jié)論

通過調(diào)整原料分組、控制原料性質(zhì)、添加改進助劑等措施，實現(xiàn)了國Ⅳ車用柴油產(chǎn)量自2萬噸 /月提高至12.8萬噸/月，增產(chǎn)了10.8 萬噸 /月，裝置經(jīng)濟效益增加3177萬元/月，為市場供應(yīng)足量的清潔燃料。經(jīng)濟效益和社會效益十分明顯，可以為同類型加氫裝置增產(chǎn)國Ⅳ車用柴油和提高經(jīng)濟效益提供參考借鑒作用。

[1] 牛世坤. SRH液相循環(huán)加氫技術(shù)的開發(fā)及工業(yè)應(yīng)用[J].煤柴油加氫，2011(7):141-146.

Analysis on Optimizing Measures and Effect of Liquid Phase Cycle Diesel Hydrogenation Devices Increase Country IV Automobile Diesel

Li Pinglang, Wangwei, Jiujiang Branch of China Petroleum and Chemical Corporation, Jiujiang city, Jiangxi province, 332004

Liquid phase cycle diesel hydrogenation technology belongs to the process of catalytic hydroprocessing with high temperature and high pressure, which has the characters of new ref ection principle, new control method, new key equipment and so on and this project belongs to Sinopec ‘Ten Dragons’ key projects. In Jan,2015, in order to meet market oil demand and increase country IV automobile diesel production by analyzing the production of straight run diesel oil, some catalytic diesel oil and coker diesel mixture in the condition of high space velocity, which can produce the clean diesel products conform to the emission standard of country IV sulphur.

country IV automobile diesel；liquid phase hydrogenation；FHUDS-2/FHUDS-5

T

A

李平浪(1980～) 男，漢，高級工人，中國石油化工股份有限公司九江分公司煉油運行二部，研究方向：加氫裝置操作；王偉（1985～）男，漢，工程師，中國石油化工股份有限公司九江分公司煉油運行二部，研究方向：加氫裝置操作。