加氫精制催化劑預(yù)硫化工藝分析

劉衛(wèi) 李根

摘要：加氫精制技術(shù)，是煤化工原料開(kāi)發(fā)中的主要技術(shù)形式。為此，本文結(jié)合寧夏煤制油公司生產(chǎn)基本情況，首先闡述了加氫精制技術(shù)機(jī)理，其次從蒸餾、硫化處理等方面，探究加氫精制催化劑預(yù)硫化工藝，以達(dá)到明晰技術(shù)要點(diǎn)，促進(jìn)國(guó)內(nèi)煤化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷優(yōu)化的目的。

關(guān)鍵詞：加氫精制催化劑;預(yù)硫化;工藝要點(diǎn)

引言：煤化工，是煤炭高效清潔利用的重要途徑。隨著能源利用多樣化發(fā)展，煤化工生產(chǎn)工藝要點(diǎn)在實(shí)踐中得到了逐步的應(yīng)用。而加氫精制生產(chǎn)方式，作為煤化工生產(chǎn)加工中的主要技術(shù)形態(tài)，關(guān)于其實(shí)踐要點(diǎn)的研究，更是為后續(xù)系列生產(chǎn)的推進(jìn)提供了研究分析的理論指導(dǎo)。

一、加氫精制技術(shù)原理

加氫處理是油品加工過(guò)程中最基本的實(shí)踐步驟，加氫處理作用主要分為加氫脫硫（HDS）、加氫脫氮（HDN）、加氫脫氧（HDO）、加氫脫芳烴（HDAr）、烯烴加氫飽和（HYD）、加氫脫金屬（HDM）^[1]。加氫精制技術(shù)，就是針對(duì)加工原料進(jìn)行核心成分處理，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)原料的最優(yōu)化轉(zhuǎn)變。比如，費(fèi)托合成油品是催化劑預(yù)硫化處理的主要原料，其成分主要是直鏈烷烴，不含S、N，無(wú)芳烴。進(jìn)行催化劑制作處理過(guò)程中，主要是通過(guò)加氫脫氧、烯烴加氫飽和、加氫脫金屬三種反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)精制技術(shù)形態(tài)的轉(zhuǎn)化。

二、加氫精制催化劑預(yù)硫化工藝

加氫精制催化劑預(yù)硫化工藝要點(diǎn)相應(yīng)研究期間的實(shí)施要點(diǎn)可歸納為：

（一）加氫精制催化劑反應(yīng)環(huán)節(jié)

依據(jù)加氫處理的基本狀況，加氫精制催化劑反應(yīng)環(huán)節(jié)要點(diǎn)可概括為：

1.反應(yīng)環(huán)節(jié)

加氫精制催化劑預(yù)硫化反應(yīng)環(huán)節(jié)，主要借助反應(yīng)設(shè)備，對(duì)內(nèi)部材料進(jìn)行反應(yīng)調(diào)控，以達(dá)到煤化工生產(chǎn)原料可實(shí)現(xiàn)持續(xù)性生產(chǎn)的目的。結(jié)合當(dāng)前化工生產(chǎn)的實(shí)際情況，可將加氫精制催化劑預(yù)硫化反應(yīng)環(huán)節(jié)要點(diǎn)歸納為：（1）精制反應(yīng)進(jìn)料加熱爐加熱，加熱至一定溫度后進(jìn)入加氫精制反應(yīng)器。在反應(yīng)器內(nèi)主要進(jìn)行烯烴飽和反應(yīng)和含氧化物的脫除反應(yīng)。同時(shí)，反應(yīng)設(shè)備精制處理與轉(zhuǎn)換期間，原料與混合氫可混合為氫油，再次加熱后，材料最終將以冷卻的方式進(jìn)行展示，這是由于加氫精制反應(yīng)器的床層間設(shè)置了急冷氫，用以控制反應(yīng)溫度。（2）混氫油在高壓分離器中分離，出現(xiàn)氣、液兩相的分離。一部分在熱低壓分離器中分離，經(jīng)精制混合氫-熱高分換熱器、精制熱高分-精制冷低分油換熱器熱量交換，另一部分高分氣經(jīng)空冷器冷卻后進(jìn)入冷高壓分離器。（3）反應(yīng)產(chǎn)物在分離器的作用下，依據(jù)冷高低壓的基本情況，自由進(jìn)行各項(xiàng)分離要素的對(duì)應(yīng)性調(diào)節(jié)。首先是冷低壓分離器頂部氣體，加氫裂化單元膜分離部分回收氫氣，其次是冷低分油與熱高分氣經(jīng)精制熱高分氣，精制冷低分油換熱器換熱后進(jìn)入分餾系統(tǒng)，最后冷低分酸性水與分餾部分分餾塔頂污水混合后送出裝置。

依據(jù)預(yù)硫化基本特點(diǎn)，進(jìn)行反應(yīng)因素的對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)，可確保加氫精制催化劑資源的最優(yōu)化安排，以實(shí)現(xiàn)預(yù)硫化系列活動(dòng)的后續(xù)順利實(shí)踐。

2.壓縮環(huán)節(jié)

加氫精制催化劑預(yù)硫化處理期間，為適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)資源開(kāi)發(fā)的基本需求，進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)加工過(guò)程中，注重各項(xiàng)壓縮系列活動(dòng)的科學(xué)性安排，合理進(jìn)行壓縮期間的壓強(qiáng)、反應(yīng)器、以及換熱等方面的要點(diǎn)把握，是確保此部分活動(dòng)得以有序?qū)嵺`的重要內(nèi)容。結(jié)合本次加氫精制催化劑預(yù)硫化操作的基本情況，可將壓縮環(huán)節(jié)的要點(diǎn)歸納為：（1）新氫直接進(jìn)入新氫壓縮機(jī)入口分液罐分液后，經(jīng)新氫壓縮機(jī)升壓^[2]。（2）借助冷高壓分離設(shè)備，在氣體循環(huán)壓縮過(guò)程中，持續(xù)運(yùn)用壓縮機(jī)輔助內(nèi)部材料進(jìn)行對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié);（3）冷卻壓縮部分通過(guò)循環(huán)氫渠道進(jìn)行壓縮，防喘陣線部分用作高熱度液化原料加壓，升壓后的新氫混合后，主要通過(guò)混合散熱器進(jìn)行換熱處理，最終在前兩不部分中形成混氫油。

壓縮環(huán)節(jié)，是指在加氫精制催化劑預(yù)硫化處理期間，按照生產(chǎn)處理的原料特征，分別實(shí)行的加氫精制催化劑預(yù)硫化前期環(huán)境的調(diào)節(jié)，它可以最大限度的縮小原料在高溫、冷卻等環(huán)境狀態(tài)下的內(nèi)部密度，從而以相對(duì)合理的形式，進(jìn)行加氫精制催化劑預(yù)硫化轉(zhuǎn)換準(zhǔn)備。

3.蒸餾環(huán)節(jié)

蒸餾環(huán)節(jié)，也是加氫精制催化劑預(yù)硫化生產(chǎn)的主要構(gòu)成內(nèi)容，實(shí)際進(jìn)行生產(chǎn)與加工過(guò)程中。材料蒸餾處理部分工作主要包含了分餾塔、常一線柴油汽提塔、常二線柴油汽提塔、減壓塔、分餾塔進(jìn)料加熱爐和減壓塔進(jìn)料加熱爐六部分^[3]。它能夠在材料高溫處理與調(diào)節(jié)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)硫化材料的生產(chǎn)與加工。

結(jié)合當(dāng)前預(yù)硫化生產(chǎn)與加工的實(shí)際情況，可將此部分的系列要點(diǎn)歸納為：（1）冷低分油先后經(jīng)過(guò)精制常二線柴油-精制冷低分油換熱器等設(shè)備的處理，將塔內(nèi)油成分進(jìn)行分散，將閃蒸材料注入到蒸餾罐內(nèi)。（2）原料經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)精制分餾塔進(jìn)料，塔頂氣體去加氫裂化單元吸收穩(wěn)定部分，分餾塔頂油部分經(jīng)分餾塔頂回流泵返回至塔頂。同時(shí)，未經(jīng)過(guò)處理的材料在加氫裂化單元內(nèi)沉淀后，重新返回到蒸餾塔內(nèi)部。（3）常一線柴油進(jìn)入常一線柴油汽提塔后，氣體在階段性勘察和處理時(shí)期，可在分餾塔塔泵的作用下，實(shí)現(xiàn)局部回流調(diào)控環(huán)節(jié)的靈活性調(diào)整。尤其是在塔設(shè)置塔頂循環(huán)回流環(huán)節(jié)上，減壓抽真空系統(tǒng)將持續(xù)按照規(guī)律性順序進(jìn)行減壓調(diào)節(jié)。值得注意的是，由于蒸餾環(huán)節(jié)是集中對(duì)預(yù)硫化物進(jìn)行加壓處理，則后續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)要素相應(yīng)調(diào)節(jié)期間，各個(gè)領(lǐng)域的系列工作安排上，均始終保持著處理材料集中性加壓的實(shí)踐狀態(tài)，后續(xù)進(jìn)行多重系列活動(dòng)要素相應(yīng)分析與調(diào)節(jié)時(shí)期，技術(shù)人員應(yīng)尤為重視在蒸餾系列操作后，為原料加工預(yù)留出足夠的自主調(diào)節(jié)空間，這樣方可實(shí)現(xiàn)系列生產(chǎn)活動(dòng)的妥善性安排。

蒸餾在加氫精制催化劑預(yù)硫化工藝中，主要起到了承上啟下的過(guò)渡作用，技術(shù)人員進(jìn)行具體研究過(guò)程中，需注重發(fā)揮其存在的價(jià)值，以確保蒸餾系列互動(dòng)的妥善性安排。

（二）催化劑硫化轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)

按照前期已經(jīng)設(shè)定的硫化處理體系，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行催化狀態(tài)下硫化資源轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)材料轉(zhuǎn)換時(shí)期，各項(xiàng)生產(chǎn)資源能夠始終保持最優(yōu)化安排。結(jié)合本次項(xiàng)目工程實(shí)施的基本情況，現(xiàn)將催化劑硫化轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的相關(guān)要點(diǎn)整理為：（1）起始硫化劑注入速率為60kg/h，并逐漸增加至600～700kg/h，持續(xù)4-5小時(shí)后，檢驗(yàn)硫化階段的濃度情況，并將其溫度調(diào)節(jié)到220攝氏度之上，在反應(yīng)器的作用下將溫度提高到230攝氏度;（2）運(yùn)用冷高分離器液位控制在液體50%的狀態(tài)下進(jìn)行分離調(diào)節(jié)，并適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充循環(huán)氫。當(dāng)循環(huán)氫中硫化氫濃度達(dá)到0.1%（V/V）時(shí)，可實(shí)行硫化氫反穿透性操作。（3）材料初步反應(yīng)后，將其靜置到常溫狀態(tài)，啟動(dòng)原料油泵，依據(jù)重質(zhì)餾分油和重質(zhì)蠟的混合原料的情況，對(duì)材料進(jìn)行2-3次的分離處理。（4）按比例換進(jìn)重質(zhì)餾分油和重質(zhì)蠟混合原料混合，且各催化劑床層溫度、溫升平穩(wěn)后，啟動(dòng)輕質(zhì)餾分油泵，向反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)剩余比例的輕質(zhì)餾分油，同時(shí)切斷開(kāi)工油進(jìn)料，保持反應(yīng)系統(tǒng)保持反應(yīng)系統(tǒng)總進(jìn)料量為設(shè)計(jì)值的60%。（5）將各類(lèi)催化反應(yīng)資源集中進(jìn)行狀態(tài)分析，再次將循環(huán)氫量從現(xiàn)有的60%提高到90%左右，以<10℃/h提升反應(yīng)器入口溫度進(jìn)行硫化物提取，以保證生成油質(zhì)量。即，催化劑硫化轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，是煤化工資源優(yōu)化安排的主要方法。

結(jié)論：綜上所述，加氫精制催化劑預(yù)硫化工藝分析，是煤化工生產(chǎn)技術(shù)實(shí)踐中進(jìn)行總結(jié)的理論歸納。在此基礎(chǔ)上，本文結(jié)合反應(yīng)環(huán)節(jié)、壓縮環(huán)節(jié)、蒸餾環(huán)節(jié)、催化劑硫化轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)等方面，分析加氫精制催化劑預(yù)硫化處理方法。因此，文章研究結(jié)果，為新時(shí)期煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了新思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃春.高鉑小球制氫及預(yù)加氫開(kāi)工總結(jié)[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2020，46（08）：69-70.

[2]岳凡，李蒙，楊祝紅，等.介孔TiO_2晶須-γ-Al_2O_3復(fù)合載體催化劑的制備及對(duì)二苯并噻吩的加氫脫硫性能[J].石油學(xué)報(bào)（石油加工），2020，36（04）：667-676.

[3]李賀，曾賢君，張利杰，等.體相加氫精制催化劑的硫化工藝[J].石油化工，2019，48（07）：679-686.