重整预加氢催化剂性能分析及预测

重整预加氢催化剂性能分析及预测

发表时间：2018-01-15T14:25:15.020Z 来源：《防护工程》2017年第24期作者：宁坤

[导读] 收集了中海油惠州石化重整预加氢催化剂生产过程预加氢装置的操作数据、原料及产品数据。

中海油惠州石化有限公司 516086

摘要：收集了中海油惠州石化重整预加氢催化剂生产过程预加氢装置的操作数据、原料及产品数据，对数据进行了比较分析，阐述了不同性质原料，不同工况下对预加氢催化剂的具体影响，提出了优化预加氢催化剂长周期运行的方法。

关键词：预加氢催化剂；直馏石脑油；精制油

1、催化重整预加氢工艺及特点

中海油惠州石化连续重整预加氢装置，为重整单元提供合格的原料。装置的工程设计规模80万吨/年。

预加氢部分包括预加氢、分馏等过程。装置预处理部分采用全馏分加氢即先加氢后分馏，预分馏塔与蒸发塔“合二为一”的工艺方案。预加氢反应系统采用氢气循环流程，只设循环氢压缩机而不设补充氢增压机，补充氢由重整氢气经脱氯罐脱氯后补充。为了防止系统在低温部位发生盐类结晶堵塞影响长周期运行，在反应系统中设有注洗涤水的设施。经预处理过程后，重整进料中杂质含量应能达到下列要求：

2、预加氢催化剂性能及特点

重整预加氢装置自投产以来共使用过两种预加氢催化剂，首次开工使用预加氢催化剂为美国雅保公司生产的HC-K 型预加氢催化剂。后两次使用的是抚研院的FH-40C预加氢催化剂。正常生产过程中，预加氢反应器R101A和R101B串联运行。预加氢装置进料98 t/h，反应器入口温度280～335℃，反应压力3 MPa，空速6 .3h-1，氢油比150Nm3/m3。

预加氢催化剂FH—40C可以再生两次，两次再生后催化剂的性能均大于新催化剂性的90%。预加氢催化剂保证第一周期使用不小于三年，再生后的预加氢催化剂使用周期不小于二年。

3、预加氢催化剂使用性能分析及预测

首次使用的预加氢催化剂为美国雅保公司的HC-K催化剂，预加氢装置于2009年4月26日投产，运行31个月，至 2011年10月5日根据公司安排停工换剂检修，预加氢催化剂更换为抚研院的FH-40C。

第二次使用的预加氢催化剂为抚研院的FH-40C催化剂，预加氢装置自2011年11月3日投产，于2014年10月11日预加氢根据公司安排停工检修，运行33个月（其中2014年3月至6月根据公司安排预加氢停工）。

预加氢装置停工检修后仍然采用抚研院的FH-40C催化剂，于2014年12月9日开工投产，正常运行至今。

为保证预加氢装置长周期运行，利用前期催化剂运行数据对现在运行预加氢剂催化剂FH-40C寿命进行预测。因第一周期使用的催化剂为HC-K，与后两次使用的FH-40C不为同一种催化剂，性能不同可比性差，这里选用第二次和第三次使用抚研院的FH-40C催化剂进行分析预测催化剂寿命，主要从以下几个方面对第三周期使用的抚研院的FH-40C催化剂寿命进行分析预测。

1. 催化剂处理量分析预测

2011年10月5日至2014年10月11日预加氢装置使用抚研院的FH-40C催化剂，处理预加氢原料直馏石脑油量为1827713 吨。

根据公司安排2011年10月5日停工换剂检修。预加氢装置第一次使用FH-40C周期为 32个月，预加氢催化剂处理直馏石脑油量为1827713 吨。按催化剂保证值三年计算：催化剂三年处理直馏石脑油能力为3*80万吨/年=240万吨，第二周期加工量为保证值的75.8%。 2014年12月9日至今，预加氢装置使用抚研院的FH-40C催化剂处理预加氢原料直馏石脑油量为167229吨，见表2。

三个月共处理167229吨直馏石脑油，平均每月55743吨。按上周期处理量预测 1827713/55473=32.9个月。如保持当前平均每月55743吨负荷按上周期处理量1827713吨，预加氢催化剂至少可运行33个月。

上周期处理量还未达到满负荷，预加氢催化剂处理能力还有较大空间未发挥出来，处理量不是影响催化剂长周期运行的主要因素。

2. 催化剂反应温度分析预测

2011年10月5日预加氢装置开工投产后预加氢反应器入温度控制在290℃, 运行至2014年10月11日停工检修，反应温度从290℃提至302℃，运行了32个月后温度提升12℃来补偿催化剂活性，预加氢催化剂的反应温度可提至335℃，催化剂活性较好，能满足FH-40C催化剂保证值三年长周期运行。

3. 原料性质分析预测

2011年10月5日预加氢装置开工投产至2014年10月11日停工检修，原料质量控制较好，预加氢进料中的硫含量都控制在0.04%

（m/m）以下，比FH-40C催化剂技术协议中直石硫含量800PPM低一半。

2014年因公司原料中氮含量较高，进料中的氮含量保持在6ppm左右，高时达8PPM，精制油中的氮含量分析一直小于0.2PPM。FH-40C脱氮性能较好。通过上周期数据分析，得出进料中氮含量8PPM以下，FH-40C催化剂能满足精制油氮含量小于0.5PPM的技术保证值要求。

能过分析可以预测只要进料中的杂质含量不超标，控制在技术指标之内，不影响催化剂长周期运行。催化剂的使用期限能达到和超过保证值。

4. 精制油产品质量分析预测

在FH-40C的第一个使用周期内，预加氢精制油产品质量保持合格，精制油中的硫含量控制在0.2PPM以下，平均控制在0.1PPM如图1。预加氢精制油的氮含量一直小于0.2PPM。产品优于保证值要求。

图1 精制油的硫含量分析数据

5. 反应器压降分析预测

预加氢反应器压降是制约装置长周期运行的因素之一，预加氢反应器压降增大主要原因是进料中的杂质含量，特别是进料中含焦粉，焦粉由常压直石带来。原因是常压注水采用净化回水，水中带有微小的焦粉颗粒。

第二周期因为原料中带焦粉，反应器的差压上涨较快。到2014年10 月11日停工检修前，预加氢反应器的压降上涨至0.2MPA达到反应器的高限值，影响装置运行。

自2014年12月9日开工以来预加氢反应器压降控制平稳如图2，如能控制直石中的焦粉含量，才能保持反应器压在0.1MPA的水平。

图2 开工后预加氢反应器压降趋势

2014年停工检修时发现预加氢反应器入口焦粉较多，引起反应器压差达到高限，严重影响催化剂长周期运行。

分析及预测结论：

1、预加氢原料（常压直馏石脑油）控制不超工艺控制指标条件下，预加氢催化剂FH-40C能满足技术保证值三年的运行。

2、影响预加氢催化剂长周期运行的主要因素是原料中的氮含量和进料中的焦粉。

3、进料中的氮含量控制在8PPM内，能满足装置长周期的运行。

4、上周期FH-40C运行33个月后反应器因进料中带焦粉较多差压上升较快达到0.2MPA的高限，原料中带焦粉是影响预加氢催化剂长周期运行的主要原因。预加氢进料中的焦粉含量引起预加氢反应器压降增加较快，严重影响催化剂的长周期运行，如反应器差压达到高限只能停工进行催化剂甩头处理。

参考文献

[1]George J.Antos.石脑油催化重整[M].北京：中国石化出版社，2009：3-23.

[2]徐承恩.催化重整工艺与工程[M].北京：中国石化出版社，2009：20-156.