加氫裂化裝置摻煉重芳烴生產軍用3號噴氣燃料的運行分析

李富強，莫家磊(中國石化海南煉油化工有限公司，海南 洋浦 578101)

0 引言

按照中國國產航空(艦艇)油料鑒定委員關于軍用3號噴氣燃料要求，加氫裂化工藝生產軍用3號噴氣燃料，出廠芳烴含量不小于8v%。中國石化海南煉油化工有限公司(以下簡稱“海南煉化公司”)自2020年2月初至今受疫情影響，降低全廠加工負荷，加氫裂化進料量降至165 t/h，航煤芳烴含量下降。為保證海南煉化公司軍用3號噴氣燃料順利出廠，加氫裂化裝置于2020年8月3日起開始摻煉重芳烴。現就摻煉重芳烴期間的加氫裂化裝置運行情況進行分析。

1 加氫裂化裝置摻煉重芳烴的反應機理

因重芳烴含有大量多環及稠環芳烴組分，此處著重介紹重芳烴對加氫裂化的影響：重質芳烴中的稠環芳烴的加氫裂化反應要經過以下兩個步驟：(1)芳烴在金屬中心上的苯環加氫生成環烷烴；(2)環烷烴在酸性中心上開環裂解成低碳烷烴[1]。通過選擇性加氫裂化可將包括稠環化合物在內的重質芳烴轉化為單環芳烴、直鏈烴、環烷烴或乙烷、丙烷等小分子烷烴。根據以上反應機理，重芳烴中的多環及稠環芳烴組分經過加氫裂化反應，大部分產品為單環苯類和較小分子烷烴的混合物，主要集中在加氫裂化的航煤組分中，有利于提高航煤組分的芳烴含量。

2 加氫裂化摻煉重芳烴情況

2020年8月3日，加氫裂化開始摻煉重芳烴，初始摻入量按5 t/h控制；8月5日，摻入量增至8 t/h。

2.1 摻煉重芳烴后的生產情況

加氫裂化裝置摻煉重芳烴按摻入量5 t/h、8 t/h兩個階段進行，在整個試驗過程中，裝置運行正常，產品質量合格。裝置摻煉期間的操作參數、原料油性質、產品性質、物料平衡分別見表1～6。

(1)混和原料性質。從表1可以看出，隨著重芳烴摻入量的增加，原料的密度、硫含量和殘炭量均增加；由BMCI值可以看出原料中的芳烴含量明顯增加，共增加4.17個單位。原料的運動黏度減小，金屬鐵含量增加明顯，將對催化劑的長周期運行不利。

表1 混合原料油性質

(2)主要操作條件變化。從表2可以看出，隨著摻煉重芳烴比例增加，總氫耗增加了14 Nm3/t，精制反應的床層總溫升上升8.9 ℃，主要是因為重芳烴的多環芳烴含量較高，多環芳烴的加氫飽和反應會大量發熱，總氫耗也增加。

(3)航煤產品性質。從表3可以看出，隨著摻煉重芳烴比例的增加，航煤產品的煙點和閃點下降，干點和芳烴含量增加。在重芳烴摻煉量達到8 t/h，航煤的干點增加1.2個單位，芳烴含量增加了2.1個單位，而其閃點下降了2.5個單位。

表2 主要操作條件

表3 航煤產品分析數據

(4)加氫柴油產品性質。從表4可以看出，隨著摻煉重芳烴比例的提升，柴油產品密度有所增加，十六烷指數有所降低。在重芳烴摻煉量達到8 t/h，十六烷指數降低了1.3個單位，說明重芳烴經加氫裂化裝置加工對加氫柴油的十六烷值提高貢獻不大。

表4 柴油產品分析數據

(5)加氫尾油產品性質。從表5可以看出，隨著摻煉重芳烴比例的提升，尾油的運動黏度(100 ℃)有所增加，硫含量有所下降，尾油的BMCI值沒有隨摻煉重芳烴量的增加成線性變化。

(6)物料平衡對比。從表6和表2可以看出，摻煉重芳烴8 t/h后，反應提溫以及提航煤抽出量的效果，航煤收率均有所增加，干氣收率增加，重石收率降低，而柴油和尾油沒有明顯的線性變化。

表5 加氫尾油產品性質

表6 摻煉重芳烴前后的物料平衡數據

3 結語

(1)加氫裂化裝置摻煉重芳烴后，原料的密度、芳烴含量、硫含量、金屬鐵含量和殘炭量均增加，其中芳烴含量明顯增加了4.17個單位，鐵含量增加了0.5個單位。原料的運動黏度減小，將對催化劑的長周期運行不利。隨著摻煉重芳烴比例增加，總氫耗增加了14 Nm3/t，精制反應的床層總溫升上漲8.9 ℃。主要是因為重芳烴的多環芳烴含量較高，多環芳烴的加氫飽和反應會大量發熱，總氫耗也增加。

(2)隨著摻煉重芳烴比例的增加，航煤產品的煙點和閃點下降，芳烴含量增加，在重芳烴摻煉量達到8 t/h，航煤的芳烴含量增加了2.1個單位，而閃點下降了2.5個單位。同時隨著反應提溫和航煤抽出量的提高，使得航煤收率也有所增加。

(3)隨著摻煉重芳烴比例的提升，柴油產品密度有所增加，十六烷指數有所降低，在重芳烴摻煉量達到8 t/h，十六烷指數降低了1.3個單位，說明重芳烴經加氫裂化裝置加工對加氫柴油的十六烷值提高貢獻不大。