Isotherming液相循环加氢技术的工业应用-金澳 1

Isotherming®液相循环加氢技术的工业应用

湖北省潜江市433100)

摘要DuPont™IsoTherming®液相循环加氢技术通过循环加氢处理过的液流为反应器提供反应需要的氢气，同时也作为冷源维持反应的接近等温条件，从而避免不受控的裂化反应，降低轻组分的生成。

IsoTherming®液相加氢技术可以处理不同来源的柴油并在适宜的工艺条件下生产满足规格的清洁柴油产品。化工有限公司1.0Mton/a柴蜡油加氢改质装置采用杜邦公司的IsoTherming®液相加氢技术，原料为直馏柴油，催化柴油，焦化柴油，焦化蜡油的混合物，在体积空速1.52 h-1，循环比3.54，反应器入口温度351.5℃的条件下，加工高硫原料时的脱硫率可以达到98%。可以生产满足国Ⅲ柴油质量标准的清洁柴油。同时该装置的长期稳定运行表明IsoTherming®液相循环加氢技术及其关键设备成熟可靠。

关键词：IsoTherming®；液相加氢；清洁柴油；

1引言

随着环保法规的日趋严格，车用柴油的硫含量标准逐年在修订。我国普通柴油规格标准GB252-2011要求硫含量不大于2000μg/g，在2013年7月1日以后要求不大于350μg/g。为应对满足越来越严格的排放标准，生产低硫和超低硫柴油已经成为炼油加氢装置的目标。

在传统的氢气循环加氢工艺过程中，为满足液相中反应所需要的氢，必须采用较大的氢油体积比，循环氢压缩机的投资占整个加氢装置成本的较大比例，换热系统能耗较大。我公司经过考察采用杜邦专利的Isotherming® 液相循环加氢技术，该技术不需要设置氢气循环系统，依靠高温循环油泵循环一定比例的加氢产物至反应器顶部来携带进反应所需的溶解氢，同时高压设备数量也大大减小，占地空间也相应减小，是降低操作成本的同时实现油品质量升级的较好的技术【1】。

2装置概况

该装置隶属于化工有限公司全液相柴蜡油加氢改质装置，设计能力100万吨/年，设计原料为直馏柴油，催化柴油，焦化柴油，焦化蜡油按比例的混合物，采用进口加氢精制催化剂，主要目的是为了改善公司原有催化裂化装置原料油的性质，同时对不同来源柴油原料进行加氢精制以满足本区域市场对柴油硫含量的环保要求。IsoTherming®加氢工艺原理如图1所示，实际装置由一个保护反应器加一个主反应器组成。装置于2012年4月18日开始催化剂预硫化，4月20日预硫化完成，整个催化剂硫化过程平稳，反应器床层温升在3℃以下。4月24日一次投料开车成功，产品硫含量满足国III标准。截止2013年3月30日止，整个装置运行平稳，关键工艺设备如进料泵，高温高压液相循环泵，新氢压缩机等稳定可靠。

收稿日期：2013-04-10

*通讯联系人：

图1 Isotherming®液相循环加氢工艺原理图

Figure1. Isotherming® liquid phase hydrogenation process

2.1 装置运行情况

自装置2012年4月开车以来，由于受到原料供应紧张的影响，在上游常减压装置中原油比例小，不得不掺炼M100、180＃、280＃、380＃燃料油，同时直馏柴油产量少，相应的作为加氢装置进料的四种柴油质量比设计指标均有较大幅度的降低，各组分密度明显增加，硫含量大幅升高。几组装置的典型操作条件和原料/产品分析指标见表1和表2。

根据工厂的生产调度安排及本区域产品的市场需要，大部分操作时间内装置反应区间操作温度和操作压力均低于设计值。如表1数据1所示，当反应器入口温度只有315℃时，脱硫率仍然达到97.7%，产品硫含量满足国III 标准。当加工高硫原料（数据2）时，在适当降低装置进料量的同时，产品中硫含量仍能够满足国III 标准，脱硫率可以达到98%，同时装置的操作温度和操作压力仍有较大的提升空间。当原料硫含量过高（数据3所示），并且其中重组分含量大大增加时，对装置的脱硫率有一定影响，同时由于循环比的降低，导致脱硫率降低到90.7%

表1柴油混合进料不同的操作条件

Table1 Operation condition for different mixed diesel feed 项目

数据1数据2数据3进料量， t/h

10271.4100预反应器

2.19 1.52 2.10

入口315351.5342出口317.5354345

反应器入口压力, Mpa 8.98.88.8

主反应器

0.710.490.68

入口317353345出口323359352.5

反应器入口压力, Mpa 8.68.38.2

循环比 (体积比） 3.37 3.54 2.37

原料比例，直柴/催柴/焦柴/蜡油25/46/29/036/21/43/025/10/

30/35反应温度，℃反应器温度，℃空速， h -1空速

表2柴油混合进料及产品的分析

Table2 Analysis results of diesel feed and product

项目原料产品原料产品原料产品

密度,，g/cm3872.7849.5881.7858.3895.7858.2

硫含量，μg/g 720016715159302173511605

馏程，℃

初馏点197195183186486185

10%228215220215220214

50%278264283265316269

90%339332349340>400339

95%351344361355357

闪点，℃7165

腐蚀1b 1b 1b

凝点，℃-8<-8<-814<-8

色度8<2.0 4.0<2.0>8.0水白色

脱硫率，%97.798.090.7数据1数据2数据3

2.2影响因素

反应温度对产品硫含量的影响如图2所示，在进料流率，进料性质和其他操作条件稳定的情况下，和传统的气体循环加氢工艺一样，随着反应温度的升高，柴油产品中的硫含量不断降低，当反应温度超过360℃时，随着反应温度的进一步升高，产品质量改善的增益将有所降低。

200300400

500600700800

90010008000

9000

1000011000

12000

13000

1400015000

16000

330.0340.0350.0360.0

370.0380.0精制柴油硫含量,μg /g 原料硫含量，μg /g 反应温度，℃原料中硫含量精制柴油硫含量

图2. 反应温度对产品硫含量的影响

Figure2. The effect of reaction temperature on sulfur content of product

图3显示了反应器温升随着装置进料量和平均床层温度的影响，可以看出，根据不同的进料量和操作温度，反应器1的温升在1~3℃之间，反应器2的温升在4~8℃之间，并且总进料量对反应器温升的影响要比操作温度的变化显著。相对于传统的氢气循环加氢工艺，反应温升较低，操作平稳，容易控制。