RHT系列渣油加氢催化剂在齐鲁VRDS装置上的工业应用

RHT系列渣油加氢催化剂在齐鲁VRDS装置上的工业应用
RHT系列渣油加氢催化剂在齐鲁VRDS装置
上的工业应用
穆海涛孙振光
齐鲁石化公司胜利炼油厂（山东淄博255434）
摘要介绍了由北京石油化工研究院研制、开发、用于渣油加氢装置固定床反应器的RHT系列催化剂在胜利炼油厂VRDS装置的首次工业应用情况。

该催化剂采用自行开发的级配路线，较好地结合了脱金属剂、脱硫剂、脱氮剂的性能特点，使整个运行周期的催化剂活性和稳定性达到较好地匹配，已达到同类进口催化剂的水平。

关键词渣油加氢催化剂活性稳定性
1 前言
随着环保法规的日益严格，对炼油企业生产清洁油品并做到清洁生产的要求越来越高，也越来越严格。

渣油加氢装置因为具有液体产品收率高、环境友好等诸多优点，使渣油加氢成为炼厂清洁加工高硫、高金属渣油的重要技术。

将经过渣油加氢脱除硫、金属、氮等杂质的加氢产品送往催化裂化装置作原料，不但可以生产出低硫、低氮高质量的轻质油品，而且大大降低对环境的污染。

因此渣油加氢工艺在炼厂的地位和作用也越来越重要。

胜利炼油厂渣油加氢脱硫（VRDS）装置是国内第一套渣油加氢处理装置，1992年5月26日首次开工，在渣油加氢生产、技术方面积累了丰富的经验。

1999年底，该装置加工能力从0.84 Mt/a扩能为1.50 Mt/a，改造中又首次引进了美国雪弗隆（Chevron）公司的上流式反应器专利技术（UFR），建设成为目前世界上唯一一套采用上流式反应器与固定床反应器组合床工艺技术
的渣油加氢处理装置，装置生产的主要目的就是为催化裂化装置提供优质渣油进料。

该装置技术先进，工艺程度复杂，改造后投入运行表明：该装置对提高全厂轻油收率，增加经济效益具有非常重要的作用。

石油化工科学院（RIPP）在对渣油加氢机理进行深入研究的基础上，成功开发了渣油加氢RHT系列催化剂，并在2001年12月份通过了中石化股份公司的技术鉴定，2002年10月利用胜利炼油厂UFR/VRDS装置秋季检修换剂机会更换了固定床一个系列的催化剂为石科院RHT系列催化剂，开始进行工业应用，该项目同时被列入2002年中国石油化工股份公司的科技开发项目。

2 RHT系列催化剂主要物性
UFR/VRDS装置共有
8台反应器，反应系统为
并联的A、B两列，改造
引进的2台上流式反应
器分别设置在两列固定
床反应器的前部，使每列达到4台反应器，其中UFR和固定床一反主要作用是脱除渣油中的金属（包括Ni、V、Fe等金属），以保护后部主催化剂，固定床二反和三反主要装填为脱硫、脱氮催化剂，简化的UFR/VRDS装置工艺流程如图1所示。

按照作用划分，RHT系列催化剂包括保护剂
RG-10A、RG-10B，脱金属剂RDM-2，脱金属脱硫剂RMS-1，脱氮剂RSN-1以及支撑剂等，催化剂的活性组分主要为VIB和VIII族金属，将不同的活性组分浸渍到催化剂载体上，再经过干燥、培烧等过程，得到各种功能的渣油加氢催化剂，工业生产催化剂经过单剂评价，中型试验，结果表明催化剂的各项物性指标都达到了使用要求，其主要物性见表1。

3 装置开工
3．1 催化剂装填
2002年10月22日RHT系列催化剂开始在A 系列的3台固定床反应器中装填，装填过程严格按照催化剂级配方案进行，至29日全部催化剂装填完毕。

A系列3台固定床反应器的装填详细数据见表2。

在催化剂装填过程中，观察RHT系列催化剂在催化剂的粉尘量控制上，催化剂的粒度，均匀度都较好，催化剂的制备确实达到了较高的水准。

表2 RHT系列催化剂工业装填情况
4 生产运行
UFR/VRDS 装置连续运转至2003年11月20日因UFR 催化剂失活停工，在更换了两列UFR 和一反固定床脱金属催化剂后，于2003年12月14日恢复开工，而固定床RHT 系列渣油加氢催化剂继续使用运行，至2004年9月本批RHT 系列催化剂已累计运行23个月，加工原料油2.60 Mt ，其中纯渣油1.94 Mt ，整个运行期间RHT 系列催化剂表现出较好的使用性能。

4．1 运行总物料平衡
表4为2002年11月至2004年9月UFR/VRDS
图3 催化剂预硫化升温及循环氢H 2S 浓度、CS 2注入量变化曲线
装置总的加工物料平衡，都达到了装置设计和生产要求。

表4 2002年11月至2004年9月装置运行总物料平衡
4．2 运行期间主要的产品性质
运行期间典型的一组原料和产品性质见表5，从表中数据可以看出：装置主要的目的产品＞349℃的常压渣油馏份含硫、含氮量低，残炭较低，金属含量低，是优质的催化裂化原料；柴油硫含量低，凝点低，是优质的商品柴油，可以直接出厂或作为调合组分；石脑油含氮量很低，硫含量也较低。

总体评价各产品的性质均能满足设计条件和生产要求。

5 催化剂标定
为考核RHT系列渣油催化剂的使用性能，分别于2003年1月14日-16日、2003年7月22日-27日、2004年8月4日-5日对主催化剂进行了初期、中期、末期考核标定，在标定中都特别考察了上流式反应器出口生成油和热低分生成油的性质，因为根据这两个出口生成油的性质可以直接计算出固定床催化剂的各项性能指标。

5．1 初期标定
初期标定的原料性质见表6，表7为初期标定反应催化剂的主要操作条件，表8、表9为RHT 系列催化剂的初期标定性能计算。

5．2 中期标定
中期标定的原料性质如表10，表11为中期标定时装置的物料平衡，表12为中期标定反应器出口生成油的性质，表13为RHT系列催化剂的中期标定性能计算，从表中数据看：A列固定床催化剂在脱硫率、脱金属率上要好于参比剂，两列固定床催化剂在脱残炭和脱氮能力上基本相当。

加氢生成油金属含量的降低有利于减少催化裂化催化剂的消耗量，提高炼厂的经济效益。

表14为反应催化剂的主要操作条件。

表12 中期标定生成油性质
固定床催化剂杂质脱除率
2003-07-22 2003-07-25 2003-07-27 RHT剂参比剂RHT剂参比剂RHT剂参比剂
脱硫率77.3 75.4 79.2 76.5 76.8 75.2 脱氮率36.6 42.4 36.4 31.5 37.0 36.0 脱残炭率45.3 46.5 45.1 45.0 43.3 43.5 脱金属率66.0 61.0 67.6 60.6 63.2 56.0
5．3 末期标定
2004年8月4日和5日对主催化剂进行了末期标定。

至2004年8月4日，UFR催化剂累计运转时间为5 100 h（7个月），固定床催化剂累计运转时间为14 200 h（20个月）。

末期标定的原料性质见表15，标定原料渣油为罐区来渣油（沙中减渣及胜利减渣的混合油），稀释油为三常减三线及焦化蜡油。

表16为末期标定时装置的操作条件，表17为装置的物料平衡，表18为UFR和固定床反应器出口生成油的性质，表19为末期标定时RHT系列催化剂和参比列催化剂的性能比较。

从表18催化剂性能评价看，在A列UFR生成油（即A列固定床进料）性质略差的情况下，A列固定床生成油的性质明显好于B列生成油，
特别是A列生成油的硫、金属含量和残炭值明显低于B列生成油。

从固定床脱杂质率对比可见，RHT系列催化剂的脱硫率、脱金属率和脱残炭率比参比列分别高10、16、21个百分点以上，脱氮率两列相当，这说明RHT系列催化剂在末期标定时仍具有较好的杂质脱除性能，仍可以继续使用。

表16 末期标定UFR/VRDS装置操作条件
表17 末期标定时装置物料平衡
6 结论
（1）（1）RHT系列催化剂工业应用期间操作平稳，催化剂反应条件缓和，在
整个运转过程中没有出现压降升高和热
点。

运转期间渣油加工量大，为催化裂化
提供了大量合格原料；
（2）（2）RHT系列催化剂在工业应用中体现了良好的反应性能。

23个月的工
业运转和初、中期及末期标定数据都表
明，在空速较高、反应温度较低的情况下，
RHT系列催化剂仍表现出较高的脱硫、脱
金属和脱残炭活性，可以满足催化裂化原
料要求；
（3）（3）RHT系列催化剂和参比列相比，脱氮活性基本相当；脱残炭性能方
面在运转初、中期两者相当，而在末期RHT
剂优于参比剂。

RHT系列催化剂和参比列
相比，脱硫性能在运转初期两者相当，而
在中、末期RHT剂优于参比剂。

在整个运
转周期，RHT系列催化剂的脱金属性能都
优于参比列；
（4）工业运转结果表明，RHT系列催化剂具有较高的活性和较好的稳定性，在胜利炼油厂工业应用是成功的。