航煤加氫催化劑的選型與應(yīng)用

荊軍航，周婷婷，李興彪

（錦西石化分公司研究院，遼寧 葫蘆島 125001）

生產(chǎn)工藝

航煤加氫催化劑的選型與應(yīng)用

荊軍航，周婷婷，李興彪

（錦西石化分公司研究院，遼寧 葫蘆島 125001）

分析噴氣燃料加抗靜電劑后水分離指數(shù)嚴(yán)重下降的原因，確定影響因素為原料油中攜帶的堿性氮化物。當(dāng)處理堿性氮化物含量較高的原料時，需要選用脫氮率更好的加氫催化劑。通過實驗篩選確定了新型加氫催化劑，工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明，新型催化劑能夠滿足航煤生產(chǎn)需要。

噴氣燃料 ；水分離指 數(shù)； 抗靜電劑

錦西石化分公司航煤加氫裝置以南、 北蒸餾常一線混合油為原料生產(chǎn)3#噴氣燃料，產(chǎn)品執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 6537-2006，對水分離指數(shù)的要求是:加劑前水分離指數(shù)不小于85，加入抗靜電劑后水分離指數(shù)不低于70。公司航煤加氫裝置于2013年11月17日檢修后開工，加工處理南、北蒸餾常一線原料，航煤一直達不到質(zhì)量指標(biāo)要求，突出表現(xiàn)在固體顆粒污染物含量超標(biāo)及加入抗靜電劑后水分離指數(shù)不合格。經(jīng)過調(diào)整操作、原料監(jiān)控及更換過濾器濾芯等措施，航煤固體顆粒污染物含量達標(biāo)，航煤質(zhì)量問題集中表現(xiàn)為水分離指數(shù)不合格。具體表現(xiàn)為單獨加入抗靜電劑及抗磨劑，水分離指數(shù)下降不明顯，同時加入抗靜電劑及抗磨劑后，水分離指數(shù)下降至44，指標(biāo)要求不小于70，水分離指數(shù)下降嚴(yán)重。裝置曾考慮采用改性白土對航煤產(chǎn)品進行精制，產(chǎn)品可以達標(biāo)，但由于油品堿性氮含量高，顆粒白土僅運行10d便失活，代價昂貴。對南、北蒸餾原料進一步分析得出，南蒸餾常一線原料堿性氮含量較高，達12.9×10-6，北蒸餾常一線原料堿性氮含量較低，為1.7×10-6，因此目前裝置采取將南蒸餾原料劃出，只保留處理北蒸餾原料維持生產(chǎn)合格航煤，導(dǎo)致航煤加氫裝置負荷降低，效益損失大。

1 航煤質(zhì)量問題的原因分析

資料顯示，水分離指數(shù)不合格的根本原因是油品中堿性氮化物的存在［1］，使得抗靜電劑活性成分沖突，衍生出了新的表面活性物質(zhì)，大幅降低了水分離指數(shù)［2］。堿性氮化物的影響已形成共識，但目前還沒有相關(guān)的機理分析。

圖1 不同堿氮含量下水分離指數(shù)與加劑量關(guān)系

從圖1中看出，加入抗靜電劑后，航煤水分離指數(shù)發(fā)生變化。堿性氮含量不同的航煤，其水分離指數(shù)受抗靜電劑加入量影響也不同。隨著堿性氮含量升高，航煤水分離指數(shù)受抗靜電劑加入量影響增大，證明堿性氮是影響航煤水分離指數(shù)的重要組分。

航煤加氫裝置使用的是標(biāo)準(zhǔn)公司生產(chǎn)的DC-2551加氫精制催化劑，其主要成分為鈷和鉬，脫硫能力強，脫氮能力弱，而我公司航煤加氫原料來自于南、北蒸餾常一線，分析顯示南蒸餾常一線的總氮及堿性氮均較高，堿性氮達到11×10-6。堿性氮與航煤產(chǎn)品抗靜電劑T1502（聚醚聚砜類物質(zhì)）和抗磨劑T1601（環(huán)烷酸）活性成分沖突，衍生出了新的表面活性物質(zhì)，大幅降低了水分離指數(shù)。因此，解決航煤產(chǎn)品水分離指數(shù)不合格問題的關(guān)鍵，是選用同時具備脫硫和脫氮能力的航煤加氫精制催化劑，脫除航煤中的堿性氮，從而消除航煤中堿性氮化物對水分離指數(shù)的影響，確保水分離指數(shù)合格。

2 催化劑篩選實驗結(jié)果

在實驗室小型加氫裝置上，篩選評價相關(guān)催化劑，脫堿氮能力作為考察催化劑性能的關(guān)鍵指標(biāo)。典型實驗結(jié)果見表1。

表1 航煤加氫催化劑篩選實驗結(jié)果

從表1可看出，在相同的加氫操作參數(shù)下，催化劑脫堿氮活性有很大差別，DN-3620催化劑脫堿氮活性更高，其精制產(chǎn)品堿氮含量更低，加抗靜電劑后水分離指數(shù)更穩(wěn)定。另外，從3種催化劑的脫硫活性看，DN-3620催化劑脫硫率更高，所以DN-3620催化劑加氫活性更優(yōu)，為首選催化劑。

3 工業(yè)應(yīng)用結(jié)果

2015年10月DN-3620催化劑在錦西石化20萬t·a-1航煤加氫裝置上投入應(yīng)用。裝置開工正常后，工藝卡執(zhí)行率100%，質(zhì)量合格率100%，裝置在滿負荷條件下運行比較平穩(wěn)。航煤成品各項分析指標(biāo)均達到指標(biāo)要求，水分離指數(shù)80以上，滿足航煤產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)果見表2、表3。

從表3結(jié)果看出，339#罐、340#罐總硫脫除率分別為87.6%、78.7%，硫醇脫出率分別為98.3%、 94%，表明DN-3620催化劑具有良好的脫硫和脫硫醇效果，339#和340#罐航煤成品各項分析指標(biāo)均達到指標(biāo)要求，水分離指數(shù)分別是86和80，均滿足航煤產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，兩罐航煤產(chǎn)品已經(jīng)出廠銷售。

表2 餾出口產(chǎn)品氮含量

表3 航煤成品主要指標(biāo)情況

4 結(jié)論

航煤中的堿性氮化物是加入抗靜電劑后影響水分離指數(shù)下降的關(guān)鍵因素。通過實驗篩選出了脫硫、脫堿氮性能更好的催化劑，工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明，新型催化劑精制后航煤產(chǎn)品水分離指數(shù)穩(wěn)定，滿足3#噴氣燃料指標(biāo)要求。

［1］ 馬永旭，張波，李若愚，王炳東，等. 噴氣燃料水分離指數(shù)影響因素研究［J］.石油商技，2012，30（1）:80-83.

［2］ 田宏斌.噴氣燃料加抗靜電劑后水分離指數(shù)下降原因分析及對策［J］.石油煉制與工，2012，43（10）:73-76.

［3］ 韓學(xué)軍，張艷，等.堿氮對噴氣燃料水分離指數(shù)的影響［J］.化工技術(shù)與開發(fā)，2015，44（1）:37-39.

Selection and Application of Hydrogenation Catalyst for Jet Fuel

JING Jun-hang， ZHOU Ting-ting， LI Xing-biao
（Research Institute of Jinxi Petrochemical Company， Huludao 125001， China）

TE 624.4+3

B

1671-9905（2016）10-0057-02

荊軍航，男，高級工程師，博士學(xué)位，長期從事煉油工藝及水處理技術(shù)研究管理工作

2016-08-02