KF1102降凝催化劑在柴油加氫精制裝置的應用

王 磊，李 燁

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

KF1102降凝催化劑在柴油加氫精制裝置的應用

王 磊，李 燁

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

針對冬季生產低凝點柴油存在的困難，寧夏石化公司對柴油加氫精制裝置進行降凝技術改造，本文重點對KF1102柴油降凝催化劑在裝置上的使用情況進行了分析，并對降凝效果進行評價。

柴油加氫；催化劑；降凝；收率

在煉油裝置生產過程中，柴油的產量受餾分油凝點的限制，在位于西北部的寧夏，低凝點柴油生產的矛盾更為突出。低凝點柴油產量受柴油凝點的嚴格限制，在加工固定原油種類的情況下，難以大幅度提高產量。寧夏石化公司煉油裝置直餾柴油的凝點較高達8℃左右，而在生產國V柴油的條件下，全廠柴油均需經過柴油加氫精制方可出廠，為滿足0#柴油的生產,目前采取將部分煤油餾分壓入柴油中及添加降凝劑的方法來生產低凝柴油。這樣不僅降低了柴油收率，還將一部分煤油餾分切入到柴油餾分中，從而降低了具有較高價值的航煤產量，同時添加降凝劑也增加了生產成本。

寧夏石化公司柴油加氫裝置設計規模200萬噸/年，反應系統采用冷高分流程，分餾部分采用先汽提、后分餾的雙塔流程。2014年8月裝置大檢修期間，公司通過對催化劑考證、產品指標、投資概算及經濟效益評價等方面進行比較，選擇美國雅寶公司生產的KF1102降凝催化劑，在加氫精制反應器中置換出一部分精制催化劑，增加一部分降凝催化劑，以此達到柴油降凝的效果，同時對加熱爐、汽提塔、分餾塔部分設備及管線進行改造，滿足產品需求。

1 催化劑介紹

KF1102是美國雅寶公司開發的一種低溫流動性改進的專用催化劑，該催化劑只對正構烷烴反應物具有催化活性。對反應物的這種選擇性，可確保良好的催化穩定性以及柴油產品的高回收率[1]。本裝置主要以KF1102降凝催化劑置換出原反應器中部分精制催化劑（29.38 t），生產滿足國Ⅳ、Ⅴ標準柴油，同時達到降凝的效果。主要催化劑性能（見表1）。

表1 催化劑性質

表2 原料油性質

2 原料性質

寧夏石化200萬噸柴油加氫精制裝置原料為常壓直餾柴油和催化柴油的混合料，主要性質（見表2）。

由表2可見，柴油加氫混合原料性質比較穩定，密度841 kg/m3，硫含量為580 μg/g，屬品質較高的加氫原料。但在實際生產中柴油的凝點比較高，冬季生產低凝點柴油時，降凝劑消耗量大，出廠柴油成本較高。在經過柴油加氫裝置降凝改造后，通過控制合適的操作條件，達到降低柴油凝點的目的，以節約柴油生產成本。

3 操作條件對柴油凝點及收率的影響

寧夏石化公司200萬噸柴油加氫精制裝置運行期間嚴格按照設計指標進行操作，根據柴油產品市場需求調整加工量、反應溫度等指標，控制產品硫含量及凝點。

3.1 反應溫度對柴油凝點及收率的影響

由表3可以看出，在穩定的空速及較高的反應壓力條件下，精制柴油凝點主要受反應溫度的影響，由圖1可以看出當反應溫度高于320℃的條件下，降凝效果方才體現出來，并且反應溫度越高，降凝效果越顯著。在降凝催化劑的作用下，精制柴油的收率受反應溫度的影響也比較大，由圖2可以看出隨著反應溫度的不斷升高，精制柴油收率呈現逐步下降的趨勢。

原料油在反應器內通過降凝催化劑的作用，發生的主要反應是正構烷烴異構化及少量加氫裂化反應，隨著反應溫度的升高，反應器內正構烷烴異構化反應深度增加，同時加氫裂化反應加劇，反應產物中輕組分產率增加，精制柴油凝點下降，柴油收率有所降低。

3.2 空速對柴油凝點及收率的影響

由表4可以看出，在穩定的反應溫度及較高的反應壓力條件下，精制柴油凝點主要受催化劑體積空速的影響較大，由圖3可以看出隨著催化劑體積空速的不斷增加，同等反應溫度條件下柴油降凝效果逐步下降。由圖4可以看出隨著催化劑體積空速的不斷增加，精制柴油收率呈現逐步上升的趨勢。實際操作中當加工負荷在73%左右時，通過提高反應溫度，精制柴油凝點降幅最高可達10℃以上。

表3 反應溫度對柴油凝點及收率的影響

圖1 反應溫度對降凝效果的影響圖

圖2 反應溫度對柴油收率的影響

表4 空速對柴油凝點及收率的影響

圖3 空速對降凝效果的影響圖

圖4 空速對柴油收率的影響

空速是指單位時間里通過單位催化劑的原料油的量，它反應了裝置的處理能力。空速增大意味著單位時間里通過催化劑的原料油量多，原料油在催化劑上的停留時間短，反應深度淺，反之亦然。因此降低空速對于提高加氫反應的轉化率是有利的[2]。隨著裝置加工量的提高，KF1102催化劑體積空速增加，介質在催化劑上的停留時間逐步減少，反應深度降低，異構化及裂化反應減少，輕組分產量下降，柴油降凝的效果降低，同時精制柴油的收率上升。

4 結論

寧夏石化公司柴油加氫精制裝置反應系統壓力受原設計管道、設備材質限制，無法大幅度提高，而且反應器入口溫度受加熱爐材質及燃燒器的限制，短時期無法達到更高的反應深度，因此KF1102催化劑的降凝效果并未徹底的體現。

根據裝置的實際運行情況可以看出，在原有加氫精制裝置基礎上，反應器、壓縮機條件不變的情況下，只進行少量的管路、設備改造，在保證柴油硫含量合格的前提下，更換部分KF1102降凝催化劑，即可達到適當降低柴油凝點的需求，既減少了投資費用，也節約了裝置檢修的時間，保證裝置檢修后按時投產。柴油加氫裝置通過KF1102催化劑降凝改造并投用后，裝置處于高空速且反應溫度達到343℃時，精制柴油凝點可以下降6個點，大大節約了本公司柴油降凝劑的使用量，同時柴油收率可達95.2%以上。由此可以看出，KF1102降凝催化劑在加氫精制裝置上的應用取得了較好的效果，既保證柴油達到降凝的目的也能保證較高的柴油收率，同時節約了裝置的投資費用。

［1］ 中國石油寧夏石化公司.中國石油寧夏石化公司柴油產品質量升級項目可行性研究報告［G］.2013.

［2］ 李大東，聶紅，孫麗麗.加氫處理工藝與工程（第二版）［M］.北京：中國石化出版社，2016.

Application of KF1102 catalyst in diesel hydrofining unit

WANG Lei，LI Ye
（PetroChina Ningxia Petrochemical Company，Yinchuan Ningxia 750026，China）

According to the winter production of low pour point diesel difficulties,Ningxia petrochemical company of diesel oil hydrotreating unit of dewaxing technology transformation.This paper focuses on the use of KF1102 diesel coagulation catalyst in our device are analyzed,and the evaluation of the dewaxing effect.

diesel oil hydrogenation；catalyst；pour point reduction；yield

TE624.93

A

1673-5285（2017）05-0138-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.05.033

2017－04-25