陳福祥

（福建聯(lián)合石油化工有限公司，福建 泉州 362800）

1 裝置概況

某公司2.3 Mt·a-1蠟油加氫處理裝置設(shè)計采用中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院（FRIPP）開發(fā)的FFHT[1]蠟油加氫處理工藝及相應(yīng)催化劑技術(shù)，裝置于2009年6月建成并一次開車成功。

裝置以來自兩套常減壓裝置的減壓蠟油（VGO/49.76%）、焦化裝置的焦化蠟油（CGO/7.42%）和溶劑脫瀝青裝置脫瀝青油（DAO/42.82%）為原料，原料油經(jīng)過加氫脫金屬、脫硫、脫氮反應(yīng)，以生產(chǎn)低硫催化裂化裝置原料為主要目的產(chǎn)品，同時還有少量的輕柴油、石腦油及少量酸性氣產(chǎn)品。裝置反應(yīng)壓力為14.04 MPa，新氫由4.5 MPa氫氣管網(wǎng)供給，管網(wǎng)氫氣來自重整氫氣及IGCC裝置產(chǎn)氫經(jīng)PSA提純。反應(yīng)部分采用爐前混氫、熱高壓分離器流程，可節(jié)省換熱面積、減小冷高壓分離器尺寸，也可降低能耗；分餾部分采用“脫硫化氫汽提塔+分餾塔”流程，使H2S和輕組分在汽提塔塔頂分出，反應(yīng)生成油從汽提塔塔底抽出，進入產(chǎn)品分餾塔，在分餾塔中切割出相應(yīng)的產(chǎn)品。

2 催化劑性質(zhì)及硫化

2.1 催化劑性質(zhì)及裝填

由于裝置加工的原料油中脫瀝青油比例較高，混合原料油密度大，硫、氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，本周期除采用FRIPP開發(fā)的主催化劑FF-33外，為了減緩反應(yīng)器壓差上升過快、減少金屬在主催化劑床層的沉積，在反應(yīng)器第一、二、三床層還采用FZC系列保護劑、FDM-21[2]系列脫金屬劑，催化劑在反應(yīng)器內(nèi)的裝填自上而下級配組合。表1為裝置所用保護劑的性質(zhì)，表2為主催化劑的性質(zhì)，表3為催化劑裝填數(shù)據(jù)。

表1 保護劑性質(zhì)

表2 主催化劑性質(zhì)

表3 催化劑裝填數(shù)據(jù)

2.2 催化劑硫化

催化劑硫化采用濕法硫化，硫化劑為二甲基二硫化物（DMDS），硫化油為直餾柴油。硫化過程共耗時30 h，理論所需硫量為25.39 t，實際催化劑上硫量為30.9 t；實際上硫量超過理論值，主要原因是硫化初期原料進料泵過濾器多次堵塞而中斷進量，硫化多次中斷，損耗部分DMDS。

3 催化劑標(biāo)定

為考核催化劑的性能，在裝置正常運行4個月后于2019年4月10日至13日期間對催化劑FF-33進行為期72 h的標(biāo)定，標(biāo)定期間裝置負(fù)荷率100%。

3.1 標(biāo)定期間物料平衡

性能測試期間物料平衡見表4。

表4 物料平衡

自2016年7月起焦化裝置停工以后無焦化蠟油進料，且自2016年1月1日起，加氫處理裝置持續(xù)加工催化輕柴油，間斷加工重芳烴原料油；本周期催化劑設(shè)計原料是以重蠟油VGO（36.9%）、輕減壓蠟油LVGO（2.2%）、脫瀝青油DAO（45.7%）、催化輕柴油LCO（15.2 %）為主。

受公司整體物料平衡限制，標(biāo)定期間LCO及DAO備料不足?？紤]日常加工原料的性質(zhì)比較苛刻，為有效地測試催化劑的性能，本次標(biāo)定盡量維持DAO高比例，LCO不足則補充部分輕蠟油。

3.2 標(biāo)定期間裝置能耗及主要操作參數(shù)

表5為混合原料油主要性質(zhì)。從表5可以看出，標(biāo)定初期混合原料油中的硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過設(shè)計指標(biāo)，主要原因與原料的配比有關(guān)，本次標(biāo)定由于原料供給的限制，進料中催化柴油比例小，輕蠟比例較高，使得原料的硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高。原料油中的其他性質(zhì)指標(biāo)未超催化劑技術(shù)協(xié)議限值。表6為精制蠟油主要性質(zhì)。

表5 混合原料油主要性質(zhì)

從表6可以看出，反應(yīng)脫硫率約97%，脫氮率約78.5%；含柴油組分約15%，硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)1 010 μg·g-1，低于設(shè)計的1 800 μg·g-1，裝置液收收率為98.3%。因為進裝置的原料中柴油組分占13.7%（催化柴油+蠟油中的柴油組分），扣除進料中的柴油及精制蠟油中的柴油計算，精制蠟油收率達(dá)到88.9%，裝置性能保證值中蠟油收率≮88%是可以滿足的。

表6 精制蠟油主要性質(zhì)

3.3 標(biāo)定期間裝置能耗及主要操作參數(shù)

表7為標(biāo)定期間裝置能耗數(shù)據(jù)，表8為標(biāo)定期間主要操作參數(shù)。從7表中可知，在滿負(fù)荷的條件下裝置能耗為8.9 kgEo·t-1，遠(yuǎn)低于設(shè)計能耗，主要在于反應(yīng)加熱爐負(fù)荷大幅降低，燃料消耗遠(yuǎn)小于設(shè)計值。這說明在目前的催化劑級配方式下，催化劑脫硫、脫氮、脫金屬反應(yīng)釋放的熱量得到有效的利用，裝置換熱流程設(shè)計合理。

表7 標(biāo)定期間裝置能耗

表8 標(biāo)定期間主要操作參數(shù)

4 催化劑運行情況

本裝置第五周期于2018年12月底一次開車成功，并生產(chǎn)出合格的精制蠟油。截至目前，該裝置已連續(xù)穩(wěn)定運行17個月。圖1至圖5分別列出本周期開工以來裝置負(fù)荷及DAO加工量，混合原料硫、氮、金屬等質(zhì)量分?jǐn)?shù)，催化劑平均溫度，裝置脫硫、脫氮效果等變化情況。

圖1 裝置負(fù)荷及DAO加工比例趨勢圖

圖2 裝置原料中硫、氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化趨勢圖

圖3 裝置原料金屬（鎳+釩）質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化趨勢圖

圖4 裝置催化劑平均反應(yīng)溫度變化趨勢圖

從圖1至圖5可以看出，裝置開工以來平均加工負(fù)荷約240 t·h-1，DAO比例平均41.4%，進入2020年后DAO平均比例提高至46.9%，DAO的摻入比例高?；旌显掀骄蛸|(zhì)量分?jǐn)?shù)3.23%，平均氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)1421.7 mg·kg-1；催化平均反應(yīng)溫度在370 ℃左右，平均脫硫率93.4%，平均脫氮率72.4%。混合原料平均金屬（Ni+V）質(zhì)量分?jǐn)?shù)9.53 mg·kg-1。進入2020年以后受加工原油劣質(zhì)化影響，加氫處理裝置的原料金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)開始上升至12.02 mg·kg-1，原料性質(zhì)變差。截至2020年4月，催化劑累計脫除金屬總量達(dá)28.96 t，約占設(shè)計容量的1/3，本周期已運行17個月，距下次大修換劑約18個月，催化劑剩余的容金屬能力完全能夠滿足裝置運行。

圖5 裝置催化劑脫硫、脫氮效果變化趨勢圖

從以上數(shù)據(jù)分析可以看出，蠟油加氫處理裝置原料油性質(zhì)苛刻度高，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良。采用FRIPP開發(fā)的FFHT加工技術(shù)及催化劑體系，催化劑失活速率低，容金屬能力強，脫硫、脫氮效果好，能滿足裝置長周期運行要求。

5 結(jié) 論

某公司2.3 Mt·a-1蠟油加氫處理裝置第五周期采用FRIPP開發(fā)的FZC系列保護劑及FF-33主催化劑，經(jīng)過裝置初期標(biāo)定及連續(xù)17個月的穩(wěn)定運行表明，催化劑FF-33具有優(yōu)異的加氫脫硫性能及良好的穩(wěn)定性，能滿足裝置長周期運行要求。