于曉明（中海石油中捷石化有限公司，河北 滄州061101）

一、前言

中捷石化公司所加工的原油多以重質(zhì)油原油為主， 為環(huán)烷基、石蠟基混合原油，混合比例約為4∶1。 公司為典型的燃料性煉廠配置。 生產(chǎn)的柴油不能夠直接作為產(chǎn)品銷售， 需要進(jìn)一步加工。 中捷石化公司2006 年設(shè)計(jì)投產(chǎn)了柴油加氫精制裝置，反應(yīng)部分采用爐前混氫、中壓加氫精制和冷高分工藝，反應(yīng)后的汽、柴油采用經(jīng)精制后作為產(chǎn)品外送； 主要反應(yīng)條件： 氫分壓6.0MPa，反應(yīng)溫度330/380 ℃，設(shè)計(jì)耗氫10 kg 氫/t 油；最初的產(chǎn)品指標(biāo)按國標(biāo)Ⅱ設(shè)計(jì)。

原油劣質(zhì)化的趨勢越來越明顯， 且國家加快了對柴油產(chǎn)品的質(zhì)量升級步伐， 中捷石化目前的流程配置難以生產(chǎn)符合車用柴油標(biāo)準(zhǔn)(GB19147-2009)柴油產(chǎn)品。 主要是經(jīng)加氫精制后的柴油產(chǎn)品密度高、硫/氮含量高、比色度大。因此，對提升柴油產(chǎn)品品質(zhì)已勢在必行。

中捷石化的現(xiàn)有加氫催化劑為國內(nèi)通用催化劑類型， 主要成分為氧化鋁載錳、鎢、鎳等金屬組分和助劑，形狀為三葉草，直徑在1.3mm 左右，此催化劑對性質(zhì)較好柴油具有良好的的脫硫、脫氮能力，但是對劣質(zhì)柴油脫硫、脫氮能較差，對柴油降低密度、提高十六烷值效果不十分明顯。 DN-3551 催化劑組分鎳、鉬，形狀、直徑均與前者相同，比表面積比前者高出10m2/g 左右。 本文通過DN-3551 催化劑試驗(yàn)結(jié)果對比中捷石化公司目前催化劑應(yīng)用情況，為企業(yè)柴油產(chǎn)品質(zhì)量升級提供了改造思路。

二、試驗(yàn)情況

中捷石化采用DN-3551 催化劑，并在小試裝置進(jìn)行了試驗(yàn)，通過試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該催化劑對本單位油品升級的效果。

1、原料性質(zhì)

目前公司的催化裂化柴油其密度在0.920 g/cm-3左右，主要是因?yàn)榧庸ち肆淤|(zhì)原油所致。 公司希望利用現(xiàn)有的柴油精制裝置提高柴油的十六烷值，降低柴油的密度，降低其硫/氮含量并改善色度。 本次試驗(yàn)的原料按公司現(xiàn)有的實(shí)際進(jìn)料數(shù)據(jù)模擬，試驗(yàn)條件進(jìn)料貼近生產(chǎn)裝置運(yùn)行時(shí)的操作參數(shù)， 催化柴油主要性質(zhì)見表1。

由表1 可見，中捷石化公司加氫裝置原料的密度高達(dá)0.920 g/cm3， 硫含量為1740 ppm，氮含量為1170 ppm，其餾程范圍是常規(guī)柴油餾程。

表1：中捷石化公司催柴原料性質(zhì)

2、催化劑

試驗(yàn)采用的催化劑DN-3551， 試驗(yàn)的主要工藝條件是按照該裝置設(shè)計(jì)條件確定的。 DN-3551 主要的活性金屬為Ni-Mo，其脫硫、脫氮和芳烴飽和能力均較強(qiáng)，對加氫脫氮效果明顯。

3、試驗(yàn)裝置

試驗(yàn)流程如圖1 所示。

將柴油產(chǎn)品放置于原料罐中進(jìn)行升壓至72bar，試驗(yàn)在一套雙管并聯(lián)固定床加氫試驗(yàn)裝置上進(jìn)行， 兩個(gè)反應(yīng)器之前均設(shè)置單獨(dú)的流量計(jì)， 便于控制反應(yīng)器的柴油流量， 為使反應(yīng)溫度一致，兩個(gè)反應(yīng)器采用同一熱源，氫氣管道均設(shè)置流量、壓力控制，盡量模擬同等的反應(yīng)條件，反應(yīng)壓力約為72bar。 分餾系統(tǒng)同樣按照裝置的實(shí)際效果布置， 設(shè)置了等同的加熱溫度、 回流比等等。

三、試驗(yàn)結(jié)果

工藝條件具體為：氫分壓為72bar，體積空速為1.43h-1，氫油比為500v/v， 反應(yīng)溫度分別為350℃、360℃。 試驗(yàn)催化劑及中捷石化公司目前催化劑生產(chǎn)情況對比評價(jià)的主要結(jié)果見表2。

圖1

表2：主要試驗(yàn)結(jié)果

通過以上數(shù)據(jù)對比， 該催化劑在壓力72 bar 和350 ℃/360 ℃的溫度下均可得到脫硫率95%以上， 密度降低值在0.0275 g/cm3 以上，較原有催化劑有明顯提升。 DN-3551 催化劑對降低產(chǎn)品密度、脫硫、脫氮和芳烴飽方面能力更加突出，更適合目前現(xiàn)有的生產(chǎn)裝置， 可以在現(xiàn)有裝置的操作條件下下達(dá)到密度降低值超過0.033 g/cm3、十六烷值提升9 個(gè)單位，HDN/HDS 率在95%以上，較原催化劑提升近20%，因此，該催化劑可以對中捷石化公司的柴油實(shí)現(xiàn)升級， 通過產(chǎn)品調(diào)和可使柴油滿足質(zhì)量要求。

四、結(jié)論

DN-3551 催化劑的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表現(xiàn)良好，對柴油密度、脫氮脫硫和芳烴飽和方面能力突出， 現(xiàn)階段在不對裝置進(jìn)行大幅度改造的情況下， 僅通過更換催化劑可使柴油產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的質(zhì)量升級，解決了目前企業(yè)催化柴油密度大、十六烷值低的現(xiàn)狀。精制后的產(chǎn)品通過調(diào)和能夠滿足調(diào)和要求，經(jīng)銷售測算項(xiàng)目投用后的的年經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)2000 萬元。

[1] 劉勇. DN-3551 催化劑在遼陽石化加氫裂化裝置精制段上的應(yīng)用[C].標(biāo)準(zhǔn)催化劑公司2009 年中國研討會

[2] 熊震林. 中海石油中捷石化高比重催柴加氫試驗(yàn)報(bào)告[R].北京海順德2009.7