PHF-102型催化剂在柴油加氢精制装置的应用

PHF-102型催化剂在柴油加氢精制装置的应用

前言

某厂70万吨/年柴油加氢精制装置采用柴油深度加氢脱硫技术。装置由反应、分馏以及公用工程三部分组成， 2013年12月完成设计，2014年10月建成投产。装置加工的原料油为直馏柴油和焦化柴油。装置的主要产品是低硫柴油，副产品是低分气和酸性气，其主要目的是脱硫、脱氮、脱氧和解决色度及贮存安定性的问题，满足日益严格的环保要求，同时提高柴油的十六烷值，降低芳烃含量，使总厂调和柴油达到国Ⅳ柴油标准。本文仅对PHF-102型催化剂在某厂柴油加氢精制装置中的首次应用进行分析。

1反应部分工艺流程

柴油加氢精制装置反应部分流程简图见图1。原料油自装置外来经原料油过滤器进行过滤，再经原料油聚结器脱水后进入原料油缓冲罐，再经反应进料泵升压，经精制柴油-原料油换热器与精制柴油换热后，与混合氢混合作为混合进料。

混合进料经过反应产物-混氢油换热器换热后，进入反应进料加热炉加热至反应所需温度，再进入加氢精制反应器。该反应器设置二个催化剂床层，床层间设有注急冷氢设施。

来自加氢精制反应器的反应产物，经反应产物-混氢油换热器、反应产物-低分油换热器换热后，经反应产物空冷器冷却，进入冷高压分离器。冷高压分离器顶部出来的气体（循环氢）进入循环氢脱硫塔入口分液罐分离出气体中夹带的液体后，进入循环氢脱硫塔（C-101）脱除其中的H2S 气体，然后经过循环氢压缩机入口分液罐分液后，进入循环氢压缩机(K-102)升压后分三路：―路作为急冷氢进入反应器；―路与升压后的新氢混合，混合氢与原料油混合作为混合进料。另―路打旁路至冷高分气空冷器前，返回至循环氢压缩机入口。

冷高压分离器油相减压后送至冷低压分离器进行再次闪蒸分离，低分油经反应产物-低分油换热器换热后进入脱硫化氢汽提塔(C-201)。装置外来的PSA氢气经新氢压缩机入口分液罐分液后进入新氢压缩机(K-101)，经二级升压后与循环氢混合，作为反应所需的混氢原料。

柴油加氢精制装置反应部分流程简图见图1。原料油自装置外来经原料油过滤器和聚结器滤除杂质和明水后进入原料油缓冲罐，再经反应进料泵升压，经精制柴油-原料油换热器与精制柴油换热后，与混合氢混合作为混合进料。装置外来的PSA氢气经新氢压缩机入口分液罐分液后进入新氢压缩机(K-101)，经二级升压后与循环氢混合，作为反应所需的混合氢。

混合进料经过反应产物-混氢油换热器换热后，进入反应进料加热炉加热至反应所需温度，再进入加氢精制反应器。该反应器设置二个催化剂床层，床层间设有注急冷氢设施。

来自加氢精制反应器的反应产物，分别与混氢油、低分油换热后，经反应产物空冷器冷却，进入冷高压分离器。冷高压分离器顶部出来的气体（循环氢）进入循环氢脱硫系统脱除其中的H2S 气体，循环氢经循环氢压缩机(K-102)升压后分三路：―路作为急冷氢进入反应器；―路与升压后

的PSA氢混合，作为混合氢，另―路打旁路至冷高分气空冷器前，返回至循环氢压缩机入口。冷高压分离器油相减压后送至冷低压分离器进行再次闪蒸分离，低分油经反应产物-低分油换热器换热后进入脱硫化氢汽提塔(C-201)。

图1 反应部分流程简图

2催化剂

PHF-102型催化剂为大庆化工研究中心开发的柴油加氢精制催化剂。具有孔容和比表面积大、机械强度高、装填堆积密度大、加氢脱硫、脱氮、脱氧活性好等特点。PHF-102型催化剂主要物化性质见表1。

表1 PHF-102型催化剂物化性质

3装置开工

3.1催化剂装填

柴油加氢精制反应器大小为Φ2.8m×24100m,共装填PHF-102型催化剂54.2吨，装填方案见表2。

表2 PHF-102型催化剂装填方案

3.2催化剂硫化

PHF-102催化剂采用湿法硫化，以常二线轻柴油为硫化油。将反应系统压力控制在4.0Mpa，加热炉点火升温，将反应器入口温度升至110℃时投用进料泵，进行催化剂侵湿。建立反应系统闭路循环。控制15～20℃/h升温速度将反应器入口温度升至170℃恒温2小时，控制硫化剂注入量400kg/h。控制15～20℃/h升温速度将反应器入口温度升至230℃，当反应器床层最高点温度＞200℃时将注流量调整到1300kg/h，当反应器入口温度升温至230℃恒温8小时。恒温期间，循环氢中H2S浓度应维持在0.3～0.8vt％。控制15～20℃/h升温速度将反应器入口温度升至280℃，控制6～10℃/h升温速度将反应器入口温度升至320℃恒温8小时，循环氢中H2S浓度应维持在＞1.0vt％，期间从低压分离罐计量催化剂硫化产生的水量约3.8吨。在达到以上条件即认为到了硫化终点，然后在保证循环氢中H2S浓度＞1.0％的条件下继续恒温2小时，以10～15℃/h将反应器入口温度降至280℃，退硫化油。硫化操作参数见表3。

表3 PHF-102催化剂硫化操作参数

3.3切换原料系统进油

将常二线轻柴油改进装置，硫化油改出装置。将反应器入口温度降温至270℃，投用循环氢脱硫系统。建立反应分馏大循环，催化剂进行初活化。调整各操作参数，向工艺卡片靠拢，以便得到符合要求的产品质量，各操作参数正常后将常三减一线柴油引进装置，装置转入正常生产。

4操作条件

根据化验分析数据逐步调整各操作参数，最终使得产品质量合格。装置主要操作条件见表4所示。

表4 装置主要操作条件

5使用效果

5.1原料油性质

装置加工原料由直馏柴油、焦化柴油、常二线及常三减一线柴油组成，目前装置根据生产安排，所加工原料油为常二线及常三减一线柴油，其性质见表5。

表5 原料油性质

5.2产品质量性质

通过调整各工艺参数，在反应条件较缓和的情况下产品质量均合格。产品质量性质见表5。

表6 产品质量性质

产品分别抽取四个分析样来看：精制柴油95%馏出口温度均达到小于365℃的指标，硫含量均小于30mg/kg，比色均小于3.5号，闭口闪点均大于55℃，十六烷值增加值均不小于2个单位，产品各项指标合格。说明原料油通过PHF-102型催化剂作用后产品质量达到了工艺指标要求，催化剂使用性能良好。

6结束语

PHF-102型催化剂在某厂70万吨/年柴油加氢精制装置的首次应用十分成功，达到了预期目的。产品各项指标均达到了工艺指标要求，确保了全厂调和柴油达到国Ⅳ标准。