加氫裂化原料油性質變化對裝置的影響

楊立強 王文平 蘇寧 胥軍鵬（中國石油長慶石化公司，陜西 咸陽 712000）

本裝置以石蠟基原油混合蠟油為原料，采用兩段串聯全循環流程，最大程度生產航煤和柴油，同時兼顧一次通過生產乙烯裂解原料流程。

1 原料性能對加氫裂化過程的影響

1.1 硫、氮含量

雜環氮化物在加氫催化劑表面吸附，產生阻礙作用，有機氮易使催化劑中毒。原料中硫含量和結構對反應過程也有較大影響。加氫裂化所用催化劑在硫化態下才能維持較高的活性，因此要維持一定的硫化氫分壓，但當原料中硫增加后會增加加氫脫硫的難度，增加設備腐蝕。本裝置原料油的氮含量在600—800 ppm之間；硫含量在0.0681-0.0786mg/m3之間。

1.2 原料中的殘炭

原料的殘炭值增加，使加氫脫硫反應的條件變得更加苛刻，進而催化劑表面積炭速率加快，催化劑失活加快，一般殘炭值要求在0.3%以下[3]。由本裝置日常原料油化驗數據可知，本裝置原料油殘炭在0.01%-0.03%（m%）之間，大幅小于本裝置原料油殘炭設計值。

1.3 原料油的粘度

原料油的粘度變大，原料油中的芳烴、稠環芳烴含量增加（主要為萘系和蒽、菲系化合物）。稠環芳烴加氫反應受熱力學平衡常數限制（隨溫度升高而下降）[4]，提高反應溫度，芳烴加氫轉化率下降[5]，因此應嚴格控制原料油的粘度[6]。本裝置原料油50℃平均粘度為21.88 mm2/s，較為穩定。

1.4 原料油的干點

餾程范圍對原料油性能影響較大,原料油越重，干點越寬,硫、氮、金屬等雜質含量越高,加氫脫硫及脫氮和裂化反應越困難，必須提高反應溫度以抵消原料油變重的影響[3],而當原料餾程變重幅度較大時,甚至必須提高反應壓力等級才能達到所要求的反應深度[7]。本裝置原料油90%餾出溫度在438℃-485℃之間波動，波動范圍較大。

1.5 金屬含量

原料中的金屬含量一般不超過0.02%-0.03%。原料中的鐵會在反應器頂部堆積，引起催化劑結塊，床層壓降上升。本裝置原料油中的鐵含量在0.1-7.28μg/g之間。為減少原料油中鐵含量，可以通過減輕常減壓裝置的腐蝕，穩定原料油中的鐵含量。

2 原料性質變化對裝置的影響

2.1 原料性質的變化情況

通過對比所用輕原料油平均性質與重原料油平均性質，可知重原料油的密度和10%餾出溫度均超過本裝置原料油設計指標，輕原料油在密度、餾出溫度與硫、氮含量等方面均比設計值低。重原料油在密度上比輕原料油高20kg/m3；在各餾出溫度上均高出輕原料油20℃；重原料油硫、氮含量、殘炭值均比輕原料油高。

2.2 主要工藝參數變化

裝置在加工輕原料油與重原料油時，在各床層溫升方面，前者高出后者0.5℃左右，表明加工輕原料時反應轉化率比加工重原料油時要高，在精制床層溫度上，兩者相差不明顯，但在裂化床層溫度上，前者均較后者高出0.5℃。在床層溫度未調整的情況下，加工輕原料油時的精制反應器的加權平均床層溫度比加工重原料油時低，但變化不明顯，而裂化反應器加權平均床層溫度變化較明顯，后者低于前者0.6℃；加工重原料時比加工輕原料時尾油循環量增加11.09t/h，氫耗增加17.4 nm3/t，精制油氮含量增加3.11ppm,單程反應轉化率降低5.0%以上。

2.3 日加工量、產品收率與產品分布的對比分析

在主要工藝條件基本相同、加工輕原料油與重原料油，裝置在日加工量比加工重原料油時高出291t，差距較明顯；在產品收率上，加工輕原料時本裝置輕質油收率比加工重原料油時高出1.64%；在產品分布上，加工輕原料時，本裝置石腦油和航煤收率比加工重原料油時高出1%以上，但柴油收率比加工重原料油時低2.0%，主要原因為加工重原料油時反應深度較加工輕原料油時低，造成柴油產量較高，而石腦油和航煤產量低。在產品分布上，原料油越重，干氣、液化氣、石腦油、航煤和輕質油收率下降，柴油和尾油收率增加。

3 結語

基于以上分析得知∶

3.1改善原料性質，降低原料密度，減少原料氮、殘炭含量，降低原料油的干點，同時維持循環氫中硫化氫濃度，降低循環氫中氨濃度，可延長催化劑使用壽命和催化活性，提高裝置的運行周期。

3.2在同床層溫度下，原料性質變化對加工量、產品收率與產品分布產生影響。

3.3當原料油性質變重時，應提高各反應器入口溫度與各床層溫度，增加尾油外甩量，同時保持較高的循環氫純度高于90.0%，以保持反應轉化率與反應深度。

3.4穩定原料油性質，監控原料油性質變化根據原料油性質變化及時作出相應調整。

[1]Gruia A J等.多環芳烴的控制.美國加氫裂化發展譯文集，石油化工科學研究院，1992.

[2]韓崇仁.加氫裂化工藝與工程[M].北京：中國石化出版社，2001.

[3]金德浩，劉建暉，申濤.加氫裂化裝置技術問答[M].北京∶中國石化出版社,2006.

[4]王甫村，朱金玲，陳蘭忠等.影響中油型加氫裂化技術的因素.化工科技市場，2003，（7）：5-8.

[5]陸恩錫等.煉油設計.石油工業出版社，1998.

[6]方向晨.氫分壓對加氫裂化過程的影響.石油學報（石油加工），1999，15（5）：6-12.