臨氫降凝催化劑在柴油加氫改質裝置的應用

王濤 殷磊 閆芳

摘 要：FC-20臨氫降凝催化劑應用于某煉廠50萬噸/年柴油加氫改質裝置，對混合柴油進行中壓加氫降凝精制，降低了其硫、氮含量，降低了凝點，提高了產品質量，實現了柴油低凝化生產，本文著重介紹了臨氫降凝催化劑的性質及應用效果，并提出在運行過程中產生的問題。

關鍵詞：臨氫降凝；催化劑；應用

0 前言

某煉廠50萬噸/年柴油加氫改質裝置由華東勘察設計研究院設計，于2002年底建成，采用撫順石油化工科學研究院的MCI技術。2016年9月，裝置進行了國V升級適應性改造，改造后，裝置采用撫順石油化工科學研究院的FHI技術。FHI技術選用具有強異構化和裂化功能的催化劑（FC-20），在中壓條件下，對混合柴油進行加氫處理，對原料進行深度脫硫、脫氮、脫芳和選擇性開環，同時，使進料中的正構烷烴等高凝點組分進行異構化反應，并使進料中的重餾分發生適度的加氫裂化反應，大幅度降低凝固點，改善油品性質。

1 FC-20臨氫降凝催化劑簡介及裝填

1.1 FC-20臨氫降凝催化劑簡介

FC-20臨氫降凝催化劑是一種具有三維十二元環結構的直孔道高硅沸石的β沸石型催化劑，β沸石的結構特點使它對芳烴的擇形選擇性比Y沸石低而對鏈烷烴的擇形選擇性相對突出，因此特別適合選擇性擇形裂解鏈狀烴，從而改善產品冷流性質。FC-20催化劑，使用了特殊大孔沸石分子篩為裂化組分，極大地改善了催化劑對鏈烷烴的擇形選擇性，不僅中間餾分油收率更高，而且重質柴油的凝點相對現有催化劑可降低10℃以上[1]。

1.2 FC-20臨氫降凝催化劑裝填

2016年9月國V升級適應性改造對異構降凝反應器（R-502）催化劑進行密相裝填，裝填為FC-20改質異構降凝催化劑及少量FF-36精制催化劑。反應器裝填的FC-20催化劑為硫化態型催化劑，上床層裝填21000kg，下床層裝填21000kg。

2 FC-2O臨氫降凝催化劑應用效果

2.1 FC-2O臨氫降凝催化劑應用效果

開廠至今，柴油加氫改質裝置操作條件調整到設計值，進行柴油降凝生產。加工原料為常三、減一線柴油+催化柴油+焦化汽油，原料凝點在+1到-6℃之間，精制反應器R-501入口溫度330℃，降凝反應器R-502入口溫度365℃，R-502床層平均溫度370℃以上，反應壓力6.8MPa，降凝效果非常明顯。

2.1.1 催化劑的脫硫效果

依據表1中的硫含量數據，直觀的看出脫硫效果明顯，精柴的硫含量達到10ppm以下。硫的存在影響油品的性質，給油品的加工和使用帶來許多危害。含硫化合物在加氫條件下進行氫解，轉化成相應的烴和H2S，從而被脫掉。

2.1.2 催化劑的降凝效果

依據表1中的凝點數據，直觀的看出降凝效果明顯，混合原料凝點在-2℃左右，通過降凝反應后精柴凝點降至-35℃左右，滿足-20#和-35#低凝柴油生產任務。

2.1.3 生產低凝柴油的操作壓力

由于加氫反應總體上是體積縮小的反應，提高壓力對加氫熱力學平衡有利。加氫脫硫和烯烴的加氫飽和反應，在壓力不太高時就可以達到較高的轉化深度。對于加氫脫氮，比加氫脫硫困難，因此需要提高壓力。本裝置的操作壓力為6.8MPa，屬于中壓加氫裂化，滿足生產的需要。

2.1.4 生產低凝柴油的操作溫度

為滿足生產低凝柴油的任務，裝置要在精制方案和降凝方案之間進行定期切換。隨著裝置加工周期的增長和兩種方案的切換，從表1看出，運行降凝方案時，一反和二反平均反應溫度逐漸升高。隨著運行周期的延長，運行降凝方案時的反應溫度也逐漸升高，催化劑活性逐漸變低，生產合格的低凝柴油產品，只能逐漸提高反應器入口溫度。

3 運行中存在的問題

①催化劑運行溫度問題：降凝反應器入口溫度逐漸升高，目前降凝反應器床層最高溫度406℃，與降凝催化劑最高使用溫度412℃沒有太大的升溫空間；②第二反應器換熱問題：由于第一反應器與第二反應器之間沒有加熱爐，而運行降凝方案時，第二反應器入口溫度靠一反溫升提供，因此，不得不將一反入口溫度提高至比精制方案時更高的溫度，催化劑長期在比適宜反應溫度高的溫度下運行，加快催化劑的失活速率；③石腦油增多問題：裝置進行了國Ⅴ升級適應性改造后，分餾塔頂負荷增加，輕組分增多，生產低凝柴油時，1臺塔頂回流泵不能滿足生產。

4 結論

①FC-20臨氫降凝催化劑應用于柴油加氫改質裝置對混合柴油進行加氫降凝精制，分別能達到脫硫和降凝的目的，生產合格低凝柴油；②FC-20催化劑在設計條件下可以滿足柴油改質異構降凝生產的需要，FC-20催化劑使用效果良好。

參考文獻：

[1]陳松，關明華，張曉萍.多產低凝點清潔柴油的加氫裂化/加氫改質的加氫裂化催化劑[J].石油與天然氣化工，2006，35（3）.

作者簡介：

王濤（1986- ），男，漢族，甘肅鎮原人，助理工程師，主要從事石油煉制工作。