柴油加氢装置延长运行周期的研究

柴油加氢装置延长运行周期的研究

栾梦婷 ,张晓云

中国石化胜利油田分公司石油化工总厂 山东东营  257000

摘要：针对目前柴油加氢装置延长运行周期操作过程存在的问题，文章从实践角度出发，分析了柴油加氢装置延长运行的现状，并提出了催化剂活性速率下降的原因与优化措施。结果表明，需结合企业生产设施资源对催化柴油进行调整，来实现延长装置运行周期的目的。

关键词：柴油加氢装置；运行周期；催化剂；焦化柴油

引言：

现阶段，柴油加氢工业的生产实践，容易受到原料柴油干点偏高影响导致硫含量增加，缩短催化剂运行周期。为解决这一问题影响，相关人员应从企业生产建设现有设备资源入手，对柴油原料进行调整，以控制掺炼量。如此，才能有效保证石化企业生产加工的柴油等级达到预期，进而推动行业健康稳定发展。

1柴油加氢装置延长运行现状

以某石化企业运行使用的柴油加氢装置为例，该公司采用了S-RASSG柴油超深度脱硫技术，并配套设置了FZC系列保护剂与柴油超深度加氢脱硫催化剂。生产原料为直馏柴油、催化柴油混合油和焦化柴油。经加氢制作处理，柴油产品达到了国际V车柴标准。其中柴油加氢装置分两个周期运行，经对第一周期、第二周期初期催化剂运行情况的对比分析，发现第二周期催化剂失活速度增加。据分析计算，此催化剂运行失活速率状态下，催化剂会在30d左右失效。究其原因，与再生催化剂失活速率高于新剂、产品精制原料性质变化密切相关。前者，由于第二周期大多使用了再生剂，其活性为新剂的90-95%。经对第二周期初期加工负荷情况进行分析，发现与第一周期相比降低了5.6%。故而判断，第二周期再生剂初期的活性虽有所下降，但活性仍然较高。故，无法证明失活速率变化原因[1]。

在柴油加氢装置的原料性质方面，第二周期原料性质发生明显变化的是直馏柴油干点过高，即原料95%点与干点偏高。由于企业柴油产品生产第二周期采用了混合柴油，其中直馏柴油干点高。据统计，装置运行后，直馏柴油干点多数实践温度超出370℃，与要求值不符。研究表明，柴油加氢装置原料干点与加氢脱硫难度为正比例关系，即干点越高，脱硫难度越大。此外，受到第二周期原料油干点偏高问题影响，原料硫的含量逐渐增加。温度提高，是保证加氢脱硫反映活性能力增强的关键。但催化剂受较高温度影响，存在积碳快与失活速率增加问题。虽然催化剂操作温度区间受限，但起始温度较高的情况，就会缩短催化剂运行周期。

2优化柴油加氢装置延长运行周期的措施方法

为进一步提升企业产品的生产效率，相关建设者应通过核算来着手优化控制工作。解决柴油原料干点偏高问题，进而降低脱硫苛刻度方法难度较大。因此，具体过程需结合企业生产建设情况来进行优化。从实践角度出发，该企业炼厂有两套处于长期运行状态的柴油加氢装置，且运行特点存在差异[2]。其中一套反应系统压力较高，但空速较大，加工量为300万t/a；另一套反应系统压力较低，空速较低，加工量为250万t/a。在超深度脱硫生产需求下，低空速优势较大，但在装置低空速运行会增加耗氢量。如250万t/a加工量条件下，柴油加氢装置的新氢机负荷无法满足需求。为此，企业在生产国VI等级柴油时，可结合两套装置的特点，通过合理分配原料，来提升装置运行的整体效率，进而增加催化剂耐久性。具体生产优化措施应用在以下几种：

2.１ 轻重柴分开加工

由于柴油干点越高加工难度越大，因此，可分开加工轻柴与重柴。具体就是按照两套柴油加氢装置运行特性，交由较高空速装置负责轻柴；交由较低空速装置负责重柴。如此，低空速运行环境下，就可有效降低苯并噻吩类的脱硫难度。 即300万t/a柴油加氢装置原料油干点，将下降至360℃附近。反应温度平均降低6 ℃，改进效果明显。250万t/a柴油加氢装置负责重柴生产加工后，平均反应温度上升了1-2 ℃，装置运行非常稳定。

2.2调整二次柴油掺炼比

基于石油化工企业的焦化装置生产存在波动，即300万t/a柴油加氢装置原本只能掺炼20%的焦化柴油。但加设切出装置后，平均反应温度下降了8℃之多，且柴油产品的生产质量不受影响。故而，判断平均反应温度大幅上升才能使重新引入的焦化柴油产品生产质量达到预期。此外，掺炼焦化柴油还会对反应苛刻度造成很大影响。这是因为，焦化柴油中氮含量较高，其作为加氢反应强阻滞剂，不仅会抑制脱硫反应，还会增加原料脱硫难度，进而造成反应平均温度增加催化剂失活速率。故此，研究人员对第二周期掺炼比进行了调整，即把焦化柴油从300万t/a柴油加氢装置中全部切出，并采用250万t/a柴油加氢装置进行生产。此时，300万t/a柴油加氢装置柴油催化掺炼比，从15%提升到25%；250万t/a柴油加氢装置同样减少了催化柴油掺炼比。采用上述优化措施后，300万t/a柴油加氢装置的平均反映温度下降了15℃，催化剂失活速率从0.3℃/d下降至每天0.02℃/d，优化效果明显。即使250万t/a柴油加氢装置平均反应温度提高3℃，催化剂失活速率也没发生明显变化，活性并未受到太多影响。调整催化柴油后，不仅降低了250万t/a柴油加氢装置新氢机运行负荷，还提高了操作控制的裕度

[3]。

3结束语：

综上所述，柴油加氢装置要想达到延长运行周期目标，需运用生产企业的设备来降低平均反应温度，进而提高催化剂活性速率。具体措施，就是轻重柴分开加工与二次柴油掺炼比 调整，来解决焦化装置生产存在的波动问题。事实证明，只有这样，才能满足各行业发展对柴油生产使用量与等级需求，进而服务于现代化经济建设的全面发展进程。

参考文献：

[1]郭蓉,周勇,高娜,杨成敏,孙进. 原料油性质对柴油加氢装置长周期稳定运行的影响[J]. 炼油技术与工程,2021,51(03):1-4.

[2]刘轶. 柴油加氢装置延长运行周期的探讨[J]. 山东化工,2021,50(14):154-156.

[3]孙敏杰. 低压柴油加氢装置生产国Ⅵ标准柴油探索实践[J]. 炼油技术与工程,2020,50(02):15-18.