FH-98 催化劑在汽油加氫裝置的應(yīng)用

高連慧，王 昱，曹曉宇

（1.吉林石化公司高碳醇廠，吉林吉林 132022；2.吉林石化公司倉儲中心，吉林吉林 132022）

1 裝置概況

汽油加氫裝置是重整裝置的產(chǎn)氫匹配裝置，設(shè)計(jì)于1972年，1975 年動工興建，1981 年5 月竣工投產(chǎn)，目前已運(yùn)行20 個(gè)周期。原設(shè)計(jì)加工能力為15×104t，經(jīng)1984 年檢修時(shí)的高壓分離器擴(kuò)建，使裝置年加工能力達(dá)20×104t。

該裝置以焦化汽油為原料，所產(chǎn)石腦油根據(jù)生產(chǎn)需要，可供給乙烯裝置作裂解料，或供給重整裝置作為原料，或加氫石腦油過剩時(shí)少量調(diào)入燃料汽油中。

該裝置于1986 年8 月改用沈陽催化劑廠生產(chǎn)的鉬鈷鎳加氫精制催化劑（481-3）。2012 年3 月更換為481-3 催化劑，4 月初投用至2015 年5 月，運(yùn)轉(zhuǎn)了3 年。2018 年5 月?lián)Q劑檢修時(shí)，催化劑更換為FH-98 催化劑，截至2020 年底已運(yùn)行兩年半。

2 FH-98 催化劑簡介

FH-98 加氫精制催化劑具有低壓加氫脫氮、脫膠等性能，其活性明顯優(yōu)于FH-5 催化劑，是新一代的加氫精制催化劑。

特點(diǎn)：低壓加氫脫氮和脫除膠質(zhì)等性能，選用1.2～1.4 mm 的三葉草外形，具有優(yōu)化特性配比、適宜的孔結(jié)構(gòu)。同時(shí)，具有優(yōu)異的抗壓耐磨強(qiáng)度。該催化劑適應(yīng)性廣，適用于在較高空速和較低的氫油比下加氫精制二次加工柴油，是擴(kuò)容改造的理想催化劑。

3 FH-98 催化劑的技術(shù)指標(biāo)

3.1 活性指標(biāo)

活性評價(jià)以大慶焦化柴油為標(biāo)樣原料油，在氫分壓6.0 MPa、反應(yīng)溫度350 ℃、體積空速2.0 h-1、氫油體積比500:1 等工藝條件下，生成油脫堿氮率不小于90%。FH-98（氧化態(tài)）理化性質(zhì)見表1（注：反應(yīng)器頂部可裝大顆粒Φ3FH-98 催化劑）。

表1 FH-98（氧化態(tài)）理化性質(zhì)

3.2 技術(shù)保證值

3.2.1 工藝條件

反應(yīng)器入口壓力≥3.2 MPa，體積空速≤2.0 h-1，氫油體積比300∶1，反應(yīng)器入口溫度（初期）200 ℃，

催化劑反應(yīng)最高溫度≤420 ℃。

3.2.2 原料油性質(zhì)

原料油性質(zhì)：符合焦化裝置粗汽油標(biāo)準(zhǔn)（表2）。

表2 原料油性質(zhì)

3.2.3 產(chǎn)品性質(zhì)

生成油烯烴＜2%，溴價(jià)＜5.0 gBr/100 g，比色≥25，砷含量≤10-4，鉛含量≤6×10-5。

3.2.4 催化劑壽命

第一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期2～3 年，總壽命6 年。

4 實(shí)際應(yīng)用中與481-3 催化劑的對比情況

由表3 可知，催化劑FH-98 反應(yīng)初期，處理量為9.5 t/h，反應(yīng)器入口溫度為205 ℃；上一周期催化劑481-3 處理量相同條件下，初始反應(yīng)溫度為240 ℃。而兩個(gè)周期的最大溫升都反映在一反三層上，一反溫升相差10 ℃左右，總溫升也相差10 ℃。產(chǎn)品質(zhì)量合格。催化劑FH-98 與催化劑481-3 相對比，同等加工量等條件下，初始反應(yīng)溫度低35 ℃。

表3 FH-98 催化劑與481-3 催化劑應(yīng)用比較

第一次標(biāo)定期間，反應(yīng)器入口溫度214 ℃，產(chǎn)品質(zhì)量合格（比色均為+30，溴價(jià)均小于0.2 gBr/100 g）。在加工量和產(chǎn)品質(zhì)量均相同的條件下，原481-3 的反應(yīng)器入口溫度為238 ℃，催化劑FH-98 與催化劑481-3 相對比，同等加工量、同產(chǎn)品質(zhì)量等條件下，反應(yīng)溫度降低了24 ℃。

反應(yīng)器入口溫度降低，可以節(jié)省燃料，同時(shí)在催化劑使用后期，提溫的空間比較大。從這一點(diǎn)來看，采用FH-98 催化劑比采用481-3 催化劑更經(jīng)濟(jì)。

5 長周期運(yùn)行效果分析

FH-98 催化劑進(jìn)入運(yùn)行周期中期后，隨著處理量的增加，以及由于入廠原油參煉俄油導(dǎo)致的原料硫含量的上升，入口反應(yīng)溫度逐漸提高。期間，由于汽油加氫裝置石腦油作為化工輕油產(chǎn)品出廠，提高了對產(chǎn)品腐蝕和硫含量的質(zhì)量要求，在現(xiàn)有反應(yīng)條件下，出現(xiàn)腐蝕及硫含量不合格的現(xiàn)象，采取汽提塔底吹汽操作調(diào)整后，產(chǎn)品質(zhì)量合格。

從表4、表5 數(shù)據(jù)可知，催化劑活性與初期相比，相同生產(chǎn)條件下，反應(yīng)器入口提溫16 ℃，原料性質(zhì)發(fā)生變化，裝置開停工，對其活性有一定的影響，在現(xiàn)有工況條件下，可以滿足生產(chǎn)需求。

表4 反應(yīng)器數(shù)據(jù)

表5 產(chǎn)品性質(zhì)

在對產(chǎn)品硫含量和腐蝕指標(biāo)提出更高要求后，需要增加裝置汽提塔的塔底吹汽才能保證產(chǎn)品質(zhì)量。這是在上一周期使用481-3 催化劑時(shí)不曾出現(xiàn)的問題，是FH-98 催化劑的一個(gè)缺點(diǎn)。

6 結(jié)論

（1）FH-98 催化劑可以降低反應(yīng)器入口溫度。反應(yīng)器入口溫度比較低，可以節(jié)省燃料，同時(shí)在催化劑使用后期，提溫的空間比較大。從目前來看，F(xiàn)H-98 催化劑尚有部分提溫空間，是FH-98 催化劑最大的優(yōu)點(diǎn)。

（2）FH-98 催化劑在使用中表現(xiàn)出對原料變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性，在原料出現(xiàn)變化時(shí)不必做大范圍調(diào)整，仍可以滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。

（3）FH-98 催化劑在穩(wěn)定性方面的表現(xiàn)，從實(shí)際生產(chǎn)來看，與481-3 催化劑相比存在不足，使用一年半的時(shí)間，反應(yīng)器入口溫度提升較快，雖然期間有原料變化及開停工等因素的影響，但仍超過預(yù)期效果，有待改進(jìn)。

（4）在初期催化劑技術(shù)交流時(shí)，廠家承諾可以提供硫化態(tài)催化劑，而在實(shí)際簽訂技術(shù)協(xié)議時(shí)，不能夠提供硫化態(tài)催化劑。如果可以提供硫化態(tài)催化劑，可以減少環(huán)境污染和節(jié)省開工時(shí)間。

（5）在石腦油過剩的條件下，使用481-3 催化劑生產(chǎn)的石腦油，調(diào)合5%的石腦油入燃料汽油，燃料汽油腐蝕合格；目前采用FH-98 催化劑，使用5%的石腦油進(jìn)行調(diào)合，燃料汽油腐蝕達(dá)不到指標(biāo)要求。需要增加輔助操作是FH-98 催化劑目前最大的不足，希望廠家能盡快解決這一技術(shù)問題。