(中石化股份有限公司洛陽分公司，河南洛陽，471012)

1 前言

洛陽分公司煉油二部現(xiàn)有100萬噸/年催柴加氫和260萬噸/年柴油加氫兩套裝置。其中100萬噸/年催柴加氫裝置裝填撫研院研發(fā)的FHUDS-6深度加氫精制催化劑，2013年裝劑后陸續(xù)生產(chǎn)近兩年；260萬噸/年柴油加氫裝置采用撫研院研發(fā)的FTX高活性催化劑和FHUDS-5、FHUDS-8常規(guī)催化劑在反應(yīng)器級(jí)配裝填，2015年11月投用使用，兩裝置均具備生產(chǎn)國Ⅴ柴油的能力。

結(jié)合分公司生產(chǎn)形勢(shì)需求，公司采用100萬噸/年催柴加氫加工罐區(qū)催柴，生產(chǎn)普通柴油或者催柴原料經(jīng)過加氫后將芳環(huán)打開，雙鍵變單鍵后去做催化熱裂解進(jìn)料。將催柴進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成催汽，增加分公司效益點(diǎn)。因此，100萬噸/年催柴加氫滿足產(chǎn)品要求。目前存在主要問題是生產(chǎn)車用柴油時(shí)裝置加熱爐負(fù)荷過大，處理量較低。

260萬噸/年柴油加氫精制裝置(簡稱柴油加氫裝置)原設(shè)計(jì)以常壓柴油、焦化柴油和焦化汽油的混合油為原料，分別為79.17%、13.68%和7.15%，混合油硫含量0.45%，新氫質(zhì)量要求純度≮87%,總空速為2.13h-1，主催化劑體積空速2.44h-1。精制柴油原設(shè)計(jì)滿足歐Ⅲ質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，硫含量按≯350mg/kg控制?，F(xiàn)在要求滿足國Ⅴ，硫含量按5-9mg/kg控制。將來需要滿足國VI，質(zhì)量指標(biāo)要求更加苛刻，對(duì)密度、十六烷值和多環(huán)芳烴指標(biāo)要求有限制。現(xiàn)在，原料油終餾點(diǎn)呈上升趨勢(shì)，催化柴油中多環(huán)芳烴含量增加，加大超深度脫硫難度，此外受環(huán)保限制，柴油總量增加，加氫能力不足?？傮w說來，催化柴油比例高、超深度脫硫加氫能力不足、原料油終餾點(diǎn)上升，裝置操作起來還有一些瓶頸。

目前分公司采用高硫原油和低硫原油間歇生產(chǎn)模式，對(duì)柴油加氫裝置來說，在原料切換生產(chǎn)時(shí)，對(duì)催化劑的沖擊較大，高硫原油性質(zhì)差，金屬、雜質(zhì)含量高，反應(yīng)條件較為苛刻，目前，催化劑的最高點(diǎn)床層溫度達(dá)到397℃，按≯400℃，只有3℃溫差。產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)范圍窄，原料的來料比較復(fù)雜，柴油加氫裝置實(shí)際來料目前有一、二催柴油，常壓柴油，蠟油加氫柴油和焦化來汽柴油的混合油。

2 各項(xiàng)原料油的性質(zhì)

由表1可以看出，焦化來的油中的硫含量比較高，密度較低。一二催柴油密度高，硫含量較低。常壓柴油和蠟油來的柴油餾程較重。這種復(fù)雜的來料，導(dǎo)致影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素較多。

3 制約產(chǎn)品的合格率的主要因素

產(chǎn)品合格率低主要是產(chǎn)品的硫含量超標(biāo)和產(chǎn)品的密度超標(biāo)，見表2。

3.1 催化劑的活性

隨著環(huán)保的日益嚴(yán)格，產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)換代速度加快，石油產(chǎn)品消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整，原油供應(yīng)緊張、劣質(zhì)化趨勢(shì)加重，超清潔柴油的指標(biāo)也越來越高，對(duì)催化劑要求也越發(fā)苛刻。

表1 各項(xiàng)原料油的性質(zhì)對(duì)比

表2 9月-11月的產(chǎn)品質(zhì)量匯總表

柴油餾分中的硫化物主要為硫醇、硫醚、二硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩、有取代基的二苯并噻吩。有空間位阻的4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)類硫化物是最難脫除的硫化物，是深度脫硫需要脫除的硫化物。在生產(chǎn)國III柴油時(shí)，需要脫除的是硫醇、硫醚、二硫醚、和少量的噻吩類，國V/國VI柴油需要脫除的是空間位阻的4,6-二甲基二苯并噻吩。要達(dá)到好的脫硫效果，催化劑床層入口溫度需要提高，高溫是造成催化劑失活的主要原因。

3.2 裝置的加工量

裝置設(shè)計(jì)總空速為2.13h-1，主催化劑體積空速2.44h-1，處理量在295t/h，達(dá)到國III。目前，國V質(zhì)量指標(biāo)，處理量在230t/h，催化劑床層入口溫度已經(jīng)在353℃，出口溫度在395℃。常壓經(jīng)過10月份檢修，裝置處理量大幅提升，但是受到催化劑床層溫升的限制，一部分改至罐區(qū)，達(dá)不到高負(fù)荷生產(chǎn)。一旦車柴計(jì)劃增加，需要放開催化劑床層出口溫度，催化劑失活加快，催化劑使用周期太短。因此，延長催化劑使用時(shí)間，需要控制空速，低加工量下保證產(chǎn)品合格。

3.3 幾種原料的配比

由于硫含量及硫化物分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性均隨柴油餾分終餾點(diǎn)升高而增加，因此，原料油95%餾出點(diǎn)及終餾點(diǎn)溫度的增加將顯著增加深度脫硫難度。如表3。

十月檢修之前，催化劑床層入口溫度是345℃，檢修消缺后入口提至355℃，這與原油的硫含量高有關(guān)，和焦化的處理量也有關(guān)系。焦化單爐室運(yùn)行，汽柴油來量小，焦化雙爐室運(yùn)行，焦化汽柴油來量大。低硫油生產(chǎn)時(shí)焦化摻渣少，催化摻渣大，高硫油時(shí)焦化摻渣大，催化摻渣少，原料差，給焦化；由表1可知，焦化柴油的硫含量高，所需裝置苛刻度必然上升。

表3 不同硫化物的沸點(diǎn)及相對(duì)脫硫速率

4 對(duì)策

在裝置的設(shè)計(jì)已經(jīng)無法滿足產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)要求的情況下，車柴計(jì)劃的增加會(huì)導(dǎo)致裝置加工量降低。國VI柴油的產(chǎn)品對(duì)原料要求越發(fā)苛刻，而目前國內(nèi)原油的劣質(zhì)化嚴(yán)重影響加氫裝置的加工能力。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，合格率增加，應(yīng)采取以下措施：

(1)維持裝置一個(gè)穩(wěn)定的進(jìn)料量，催化劑床層控制平均床層溫升不要大幅調(diào)整，增加催化劑使用周期。

(2)條件允許下對(duì)裝置進(jìn)行改造，增加反應(yīng)器，降低裝置空速，適應(yīng)裝置生產(chǎn)高標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品要求。短期內(nèi)，放開催化劑床層出口溫度，以催化劑活性補(bǔ)償。催化劑失活后及時(shí)更換催化劑。

(3)需要控制原料性質(zhì)及比例：直柴干點(diǎn)≯370℃，二次油干點(diǎn)≯360℃(催柴最好≯350℃)；催柴加工比例≯25%，二次油比例≯40%?？刂拼呋裼偷母牲c(diǎn)降低脫硫難度。保持焦化柴油來料相對(duì)穩(wěn)定能減少產(chǎn)品質(zhì)量上下波動(dòng)過大。調(diào)整二次油比例，尤其是催化柴油比例，以便達(dá)到密度控制在指標(biāo)范圍之內(nèi)。