焦化汽油加氢技术

防止装置压降增加过快的焦化汽油加氢技术

1 前言

焦化汽油加氢后可做乙烯、重整和合成氨的原料，因此，焦化汽油加氢为这些工业拓宽了原料来源，特别是随着我国乙烯工业的发展，乙烯原料紧张，焦化汽油加氢既为乙烯工业增加了原料又为劣质的焦化汽油派上用场，所以焦化汽油加氢装置和加工能力在不断增加。在焦化汽油加氢技术发展过程中，曾由于对焦化汽油加氢过程的特点认识不充分，技术上存在缺陷，造成焦化汽油加氢装置床层及系统压降增加过快。需要频繁的进行停工处理，连续开工周期短。长春惠工净化工业有限公司针对焦化汽油加氢过程中存在的问题进行研究，从2001年开始到现在，经过近10年的不懈努力，开发出一整套防止装置压降增加过快的焦化汽油加氢技术，这些技术包括：（1）焦化汽油加氢活性高、反应启动温度低的焦化汽油加氢专用催化剂；（2）容污能力强的保护剂系列及级配装填技术；（3）防止装置压降增加过快的工艺技术。实践证明，综合运用这些技术能有效防止焦化汽油加氢装置压降增加过快，延长连续运转周期。

2 焦化汽油加氢专用催化剂

2.1催化剂的开发

焦化汽油加氢装置床层压降增加过快的主要原因是床层顶部结盖。焦化汽油中含有约50﹪（v﹪）烯烃，同时还含有少量二烯烃。烯烃、特别是二烯烃聚合是形成结盖固体物质的重要原因之一。降低反应器入口温度可以减少二烯烃聚合。焦化汽油加氢反应热大，床层总温升可达100℃以上，所以焦化汽油加氢反应器入口温度降到200℃左右，依靠反应热升高床层温度可以使精制深度达到要求，关键是制备出能在200℃左右启动焦化汽油加氢反应的催化剂。根据焦化汽油加氢反应的特点，烯烃加氢反应是主反应，而且反应热大，通过活性金属的合理组合，优化原子配比，使催化剂具有很强的加氢饱和能力，同时兼顾脱硫脱氮。长春惠工净化工业有限公司开发出焦化汽油加氢专用催化剂，牌号为HPH-06，使用HPH-06催化剂，反应器入口温度最低为200℃，比其它应用在焦化汽油加

氢装置上的催化剂低20℃-30℃。表1为HPH-06的物化性质。

表1 HPH-06催化剂的物化性质

Table 1 physicochemical properties of HPH-06 catalyst

项目数值

外形三叶草

粒度，㎜φ1．6×（3-8）

堆密度，g/﹝100ml﹞78

孔体积，ml/g 0．38

比表面，m2/g 160

侧压强度，N/cm ＞150

活性金属W、M O﹑N I

助剂2．0

表2为HPH-06催化剂用于焦化汽油加氢的评价结果。

表2 HPH-06催化剂焦化汽油加氢评价结果

Table2 assessment result of HPH-06 catalyst for coker gasoline hydrotreating 项目原料焦化汽油HPH-06 参比剂评价条件

反应温度，℃基准基准

+20℃基准基准

+20℃

压力，MPa 3.5 3.5 3.5 3.5 体积空速，h-1 2.0 2.0 2.0 2.0 氢油体积比300 300 300 300 油品性质

密度（20℃），t．m-30.7486 0.7358 0.7300 0.7359 0.7308 馏程/℃

初馏点35 36 44 37 46 10%/30% 72/114 68/117 88/117 70/118 87/115 50%/70% 136/169 140/166 138/164 142/160 138/159 90%/终馏点198/206 190/212 186/210 195/213 180/211

硫含量，μg/g11630 3086 228 3210 269

氮含量，μg/g430 148 25 188 33

烯烃含量，v% 48.2 5.8 1.0 14.1 5.7

催化剂活性

脱硫率，m% 73.5 98.0 72.4 97.7 脱氮率，m% 65.6 94.2 56.3 92.3 脱烯烃率，v% 88 98 70.7 88.2

参比剂为一种工业应用的焦化汽油加氢催化剂。从表2数据可以看出：HPH-O6催化剂除具有较高的脱硫、脱氮活性外，突出特点是烯烃饱和活性高，在烯烃脱除率相接近的条件下，反应温度比参比剂低20℃。

2.2 催化剂的工业应用

HPH-06催化剂先后在中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司石油二厂、辽河石化分公司及中国石油化工股份有限公司齐鲁石化分公司胜利炼油厂三套焦化汽油加氢装置上应用，开工初期反应器入口温度均比这些装置换剂前使用的催化剂开工初期入口温度低约20℃，连续运转周期延长。

3保护剂系列与级配装填技术

长春惠工净化工业有限公司开发的焦化汽油加氢保护剂系列产品的牌号及主要性质列于表3，它们的作用分别是二烯烃饱和、脱铁、脱硅。

表3 保护剂牌号及主要性质

Table 3 trademark and main properties of guard catalyst

保护剂牌号HPB-1S HPB-1R HPB-2

形状七孔球拉西环三叶草

直径，mm φ16-18 φ5-7 φ3-5 φ3

装填密度，t/m30.8 0.58 0.68

比表面，m2/g ≮300

孔体积，ml/g ≮0.5 这些保护剂装填时自上而下的顺序为HPB-1S、HPB-1Rφ5-7、HPB-1Rφ3-5、HPB-2保护剂系列及级配装填有以下几个特点：（1）保护剂除有脱铁剂及脱硅剂

外，还有脱二烯烃保护剂，放在保护剂床层最上层，可有效脱掉二稀烃，防止二烯烃进入催化剂床层而结焦。脱二烯烃保护剂载体经高温焙烧，只有二烯烃饱和催化活性而不催化二烯烃聚合。（2）在相同的装填空间里，保护剂系列及级配装填的床层的空隙率是普通装填的4.3倍，因而容污能力强。（3）保护剂床层加氢脱金属能力自上而下逐步加强，使被脱除的杂质在保护剂床层分布趣向均匀。（4）保护剂床层自上而下存在颗粒度梯度，上大下小，因而颗粒之间的空隙也是上大下小，反应物流携带的固体污物不会在保护剂床层顶部结盖，由于颗粒不断被吸着，也不会被携带到保护剂床层与催化剂床层交界处，而是比较均匀的分布在整个保护剂床层。由于保护剂床层有以上特点，它既保护了催化剂床层不受污染，被截留在保护床层的污物又均匀分布，因而不会结盖，有效防止了床层压降增加过快。

4 防止系统压降增加过快的换热技术

焦化汽油加氢装置系统压降增加过快往往是由于原料油在换热器中换热温度过高，原料油在换热器中结焦造成的。为了防止这一现象发生，长春惠工净化工业有限公司开发出焦化汽油加氢换热工艺，如图1所示。

Figure 1 process of coker gasoline hydrotreating

1- 加热炉2．3．4-反应器床层5-循环氢压缩机6-循环氢分液罐7-反应流出物/混氢换热