加氫裂化精制催化劑UF—210與DN—3551對比分析

周振宇　陳偉　鐘志華

摘要：文章主要從催化劑基本性質(zhì)、催化劑裝填、加工原料油性質(zhì)、實際操作參數(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量等方面，對加氫裂化裝置兩個生產(chǎn)周期內(nèi)兩種精制催化劑UF-210和DN-3551的實際使用效果進(jìn)行對比分析，得到更適合實際生產(chǎn)情況的催化劑。

關(guān)鍵詞：催化劑；UF-210；DN-3551；原料性質(zhì)；操作參數(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TE624 文章編號：1009-2374（2015）15-0068-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.035

大港石化公司100萬噸/年加氫裂化裝置由反應(yīng)、分餾、氫氣回收、熱工和公用工程等部分組成，采用單反應(yīng)器雙劑串聯(lián)全循環(huán)的加氫裂化工藝。反應(yīng)部分采用單段雙劑串聯(lián)全循環(huán)，爐前混氫方案，熱高分工藝流程；分餾部分采用硫化氫汽提塔、常壓分餾塔出輕柴油、柴油方案。分餾塔采用分餾進(jìn)料加熱爐，催化劑的硫化采用濕式硫化，催化劑不需要鈍化，催化劑再生采用器外再生方案。

本裝置技術(shù)先進(jìn)、工藝復(fù)雜，主要原料為石化公司第一聯(lián)合車間常減壓裝置的減二線、焦化裝置的焦化蠟油和催化裝置的催化柴油，主要產(chǎn)品為液態(tài)烴、輕石腦油、重石腦油、輕柴油、柴油。加氫裂化裝置的設(shè)計能力為100萬噸/年，年開工時間為8400小時，設(shè)計能耗為2249兆焦/噸原料油。

本裝置催化劑分為精制劑和裂化劑兩種：第一生產(chǎn)周期采用的精制劑為UOP公司的UF-210型催化劑、裂化劑為UOP公司的HC-115LT型催化劑；第二生產(chǎn)周期采用的精制劑為標(biāo)準(zhǔn)公司的DN-3551型催化劑，裂化劑為UOP公司的HC-120型催化劑。下面主要針對UF-210型和DN-3551型精制催化劑在兩個生產(chǎn)周期內(nèi)的使用情況和效果進(jìn)行對比分析。

1 催化劑基本性質(zhì)

表1 兩種催化劑基本性質(zhì)對比表

型號 UF-210 DN-3551

化學(xué)組成 Ni/Mo氧化鋁載體 Ni/Mo氧化鋁載體

尺寸 1.3mm 1.3mm

形狀 三葉草 三葉草

壓碎強度 9.0lb/mm 120N/cm

從表1中，可以知道催化劑UF-210和DN-3551的物理性質(zhì)基本相同，其主要化學(xué)組成為金屬鉬和金屬鎳，載體均為氧化鋁載體，尺寸和形狀均相同。

2 催化劑裝填

精制催化劑UF-210的實際裝填量為97.728t，實際堆比為1030kg/m3，高于理論堆比（876kg/m3）；精制催化劑DN-3551的實際裝填量為73.67t，實際堆比為773kg/m3，與理論值（774kg/m3）基本相同。從對比中也可以看出裝填量上催化劑UF-210比催化劑DN-3551多出24t左右。

3 原料性質(zhì)對比

由于受公司實際生產(chǎn)情況影響，本裝置兩個生產(chǎn)周期內(nèi)均沒有加工焦化蠟油，主要原料為減壓蠟油，所以原料性質(zhì)對比主要以減壓蠟油性質(zhì)為主。

3.1 減壓蠟油97%回收溫度

兩種催化劑生產(chǎn)初期原料油減壓蠟油97%回收溫度相差還是比較大，催化劑UF-210初期基本保持在530℃左右，而催化劑DN-3551初期只有480℃左右。原料油減壓蠟油的餾程變輕對于催化劑來說是有利的。

3.2 減壓蠟油硫氮含量

催化劑DN-3551生產(chǎn)初期減壓蠟油中硫含量明顯要高于催化劑UF-210生產(chǎn)初期，基本保持在0.15%左右，但在催化劑UF-210生產(chǎn)后期減壓蠟油中硫含量有所增加。兩種催化劑生產(chǎn)初期減壓蠟油中氮含量相差不大，基本保持在1000ppm左右。

從原料油（減壓蠟油）性質(zhì)對比看，催化劑UF-210生產(chǎn)初期減壓蠟油的整體性質(zhì)要略好于催化劑DN-3551生產(chǎn)初期。

4 操作參數(shù)對比

4.1 加工負(fù)荷方面

催化劑UF-210生產(chǎn)期間進(jìn)料量為162.1t/h，聯(lián)合進(jìn)料比為1.64t/t；催化劑DN-3551生產(chǎn)期間進(jìn)料量為207t/h，聯(lián)合進(jìn)料比為1.68t/t。兩者之間進(jìn)料量差距是比較大，而聯(lián)合進(jìn)料比變化不大。

4.2 反應(yīng)器操作參數(shù)

表2 兩種催化劑操作參數(shù)對比表

項目 UF-210 DN-3551

設(shè)計值 標(biāo)定值 設(shè)計值 標(biāo)定值

入口壓力，MPa 17.0 15.972 17 16.21

入口溫度，℃ 379 386.73 384 366.7

反應(yīng)器入口氫油比，Nm3/m3 1146 1716.4 1146 1033.4

氫耗量，Nm3/m3 267 229.0 267 298.3

第一床層入口溫度，℃ 379 386.73 384 366.7

第一床層出口溫度，℃ 403 399.26 399 389

溫升，℃ 24 12.53 15 22.3

第二床層入口溫度，℃ 379 394.09 396 386.5

第二床層出口溫度，℃ 403 397.55 402 392.2

溫升，℃ 24 3.46 6 5.65

第三床層入口溫度，℃ 379 394.88 397 389.4

第三床層出口溫度，℃ 403 404.64 406 398.7

溫升，℃ 24 9.76 9 9.3

催化劑重均溫度（WABT1），℃ 160.3 163 - 154.68

出口壓力，MPa 16.4 15.482 16.4 15.56

第一床層壓降 <0.26 0.048 <0.26 0.079

從表2中，可以知道催化劑DN-3551標(biāo)定期間的加工負(fù)荷為207t/h，高于催化劑UF-210的加工負(fù)荷。endprint

反應(yīng)器入口溫度方面，催化劑UF-210反應(yīng)溫度為386.73℃，高于設(shè)計值（379℃），而催化劑DN-3551溫度為366.7℃，低于設(shè)計值（384℃），證明催化劑DN-3551初始反應(yīng)溫度要低于催化劑UF-210。

反應(yīng)器床層溫升方面，由于催化劑DN-3551生產(chǎn)期間摻煉了催化柴油，所以溫升要遠(yuǎn)高于催化劑UF-210，但實際上，催化劑UF-210的實際溫升也比設(shè)計值要低。從催化劑的重均溫度方面看，催化劑UF-210的標(biāo)定值高于設(shè)計值和催化劑DN-3551的標(biāo)定值，證明催化劑UF-210的初始活性并沒有達(dá)到設(shè)計值，相比于催化劑DN-3551來說，活性也是略低一些的。

反應(yīng)器第一床層壓降方面，催化劑UF-210初始壓降為0.048MPa，催化劑DN-3551初始壓降為0.079MPa，均在正常范圍內(nèi)。至于兩者差距較大，其主要原因應(yīng)該與加工負(fù)荷有關(guān)。

5 產(chǎn)品質(zhì)量對比

5.1 重石腦油產(chǎn)品

兩種催化劑生產(chǎn)期間，重石腦油中硫氮含量均可以達(dá)到設(shè)計值（小于0.5ppm），能夠滿足下游重整裝置的質(zhì)量要求。

5.2 混合柴油產(chǎn)品

由于本裝置產(chǎn)品設(shè)計是以生產(chǎn)混合柴油為主，因此混合柴油的產(chǎn)品質(zhì)量是比較關(guān)鍵的。

圖1 兩種催化劑生產(chǎn)期間產(chǎn)品混合柴油硫含量對比圖

從圖1中，可以知道兩種催化劑生產(chǎn)初期，產(chǎn)品混合柴油中硫含量基本保持在0.0005%以下，達(dá)到設(shè)計值（<0.001%），但在催化劑UF-210生產(chǎn)中后期，混合柴油中硫含量有所增長，最高一度達(dá)到0.0025%左右。

圖2 兩種催化劑生產(chǎn)期間產(chǎn)品混合柴油氮含量對比圖

從圖2中，可以知道兩種催化劑生產(chǎn)初期，產(chǎn)品混合柴油中氮含量基本保持在4ppm以下，但在催化劑UF-210生產(chǎn)中后期，混合柴油中氮含量有所增長，最高一度達(dá)到10ppm以上。

6 結(jié)語

通過從催化劑基本性質(zhì)、裝填、原料性質(zhì)、操作參數(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量等方面的對比分析，催化劑UF-210和DN-3551均基本滿足裝置設(shè)計要求，達(dá)到了脫硫、脫氮的精制效果。同時也可以看出催化劑UF-210的初始活性偏低，而且中后期的精制效果有所下降，而催化劑DN-3551的初期活性還是可以的，達(dá)到了設(shè)計要求。但目前催化劑DN-3551仍處于生產(chǎn)中前期，其催化劑后期活性和性能還有待考驗。

總之，通過各項數(shù)據(jù)的對比分析，可以肯定的是催化劑DN-3551生產(chǎn)初期的性能是要好于催化劑UF-210的，也更適合目前裝置的實際生產(chǎn)情況。

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（責(zé)任編輯：黃銀芳）endprint