固定床渣油加氢装置延长运转周期的改造实践

以中东高硫原油的常压渣油为原料,在反应器入口氢分压为14.5 MPa,氢油体积比为700,液时体积空速分别为0.20,0.30,0.40 h-1,反应温度分别为385 ℃和390 ℃的条件下开展中型加氢试验,结果表明,固定其他工艺条件不变时,降低空速可以提高产品质量或降低反应温度,从而延缓催化剂失活,延长运转周期。因此提出了增设反应器的措施,并在2套工业固定床渣油加氢装置上进行相应的改造实践,结果表明：A炼油厂在原固定床第一反应器前增设一台上流式反应器,装置总处理量由0.84 Mt/a增加到1.5 Mt/a,第九运行周期（RUN-9）加氢渣油硫质量分数低于0.5%,氮质量分数为0.2%～0.3%,金属（Ni＋V）质量分数低于15 μg/g,残炭为3%~5%,装置运转周期由240 d延长至480 d;B炼油厂在原固定床第二反应器后增设一台固定床反应器,装置体积空速由0.4 h-1降低至0.25 h-1,与改造前RUN-9相比、改造后第十二运行周期（RUN-12）的反应脱硫率略有增加,其降残炭率、脱金属率和脱氮率显著提高,装置的运转周期由335 d延长至518 d。     

渣油加氢装置长周期运行优化措施及应用

中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院通过采用新型的渣油加氢处理催化剂体系,一方面对渣油加氢系列催化剂的保护剂、脱金属催化剂、脱硫催化剂以及脱氮催化剂进行级配优化调整,另一方面根据装置实际运行情况对装置各反应器的金属容量进行级配设计,使得中国石化扬子石油化工有限公司2.00 Mt/a渣油加氢装置的金属总容积量达到200 t,与对比周期相比提高17%,运行周期延长22%。该装置的实际应用中,加氢常渣硫含量、残炭值和金属含量各项产品指标满足设计要求,能够实现装置运行550 d的目标。工业运行结果表明,各个反应器压力降稳定,容金属量明显提升,优化措施为装置长周期稳定运行提供了技术支撑。     

3.9 Mt/a渣油加氢装置运行情况分析

介绍了中国石化上海石油化工股份有限公司3.9 Mt/a渣油加氢装置RHT系列催化剂中期工业标定情况、RHT系列催化剂日常运行数据、装置能耗及装置运行存在的问题。工业标定及日常运行数据结果表明,在冷高压分离器压力为15.5MPa、体积空速为0.2h-1、较低的反应器床层平均温度、较小的反应器径向温差、平稳的反应器压降条件下,渣油加氢装置能够为下游的催化裂化装置提供低硫、低金属、低残炭的加氢重油原料。中期工业标定期间RHT系列催化剂的平均脱硫率为89.82%,平均降残炭率为65.01%,平均脱金属率为86.39%,说明RHT系列加氢精制催化剂具有较高的脱硫、降残炭、脱金属活性。同时,日常运行数据表明RHT系列加氢精制催化剂具有较低的失活率,能够满足催化剂长周期平稳运行的需要。目前装置由于循环氢压缩机转数无法调节,造成装置的两个反应系列不能达到理想的氢油比,将成为渣油加氢装置满负荷运行至催化剂末期时的最大瓶颈。     

催化裂化原料加氢处理催化剂PHF-311的工业应用

中国石油石油化工研究院针对催化裂化原料预处理所研发的PHF-311加氢催化剂,于2019年9月在中国石油独山子石化分公司1.0 Mt/a蜡油加氢装置上成功应用。标定结果表明,在反应温度358.5℃、反应压力10.9 MPa、氢油体积比699、主剂体积空速0.94 h^-1的工艺条件下,加氢蜡油的硫质量分数为493μg/g,氮质量分数为474.8μg/g,残炭为0.15%,是优质的催化裂化原料;加氢柴油的硫质量分数为6.2μg/g,氮质量分数为30.8μg/g,可作为柴油调合组分。从装置运行情况可以看出,PHF-311催化剂表现出较高的加氢脱硫、脱氮及降残炭活性,能够满足企业对清洁燃料生产的要求。     

不同模板剂制备Mo-Ni系催化剂性质的研究

根据纳米自组装机理,分别采用正向胶束法和反向胶束法制备了Mo-Ni-P和Mo-NiNH3浸渍体系的渣油加氢催化剂,考察了不同模板剂对催化剂样品性质及加氢活性的影响。利用氮吸附法、电子探针法对催化剂进行了表征。结果表明,以吐温-80作为模板剂制备的Mo-Ni-P和MoNi-NH3,催化剂FP-ZT 8和FN-ZP 8加氢活性最佳。FP-ZT 8的孔体积为0.34 m L/g,比表面积为187 m~2/g,活性金属质量分数为26.68%,其硫、氮、残炭的脱除率分别达到62.3%,58.9%,50.3%;FN-ZP 8的孔体积为0.38 m L/g,比表面积为185 m~2/g,活性金属质量分数为23.78%,其硫、氮、残炭的脱除率分别达到55.2%,50.9%,44.3%。     

渣油加氢装置高苛刻度运行分析

对中国石化扬子石油化工有限公司2.0 Mt/a渣油加氢装置第一周期的运行情况及存在的问题进行了分析,并提出处理措施。运行结果表明:在处理量为设计负荷的104%的情况下,渣油加氢装置的各项技术指标均满足设计要求;FZC系列催化剂具有较高的脱杂质活性和加氢活性,加氢渣油的密度、硫含量、氮含量、残炭和金属含量均达到或优于设计值,是优质的催化裂化原料。针对装置原料劣质化、热高压分离器气体夹带重烃、循环氢脱硫塔发泡及高压换热器结垢等情况,采取相应的对策,取得了较好的效果,初步解决了装置高苛刻度运行过程中存在的问题。     

渣油加氢装置长周期运行分析及优化措施

中国石化安庆分公司2.0 Mt/a重油加氢装置采用中国石化石油化工科学研究院（简称石科院）研发的RHT技术,由中国石化工程建设公司设计,目前已运行至第5个周期,均采用石科院开发的RHT系列渣油加氢催化剂。装置运行结果表明：RHT催化剂的脱硫、脱氮和降残炭等性能均能满足要求;在降低催化剂堆密度的前提下,催化剂活性和稳定性进一步提升。为了延长重油加氢装置生产运行周期,采取多项措施进行生产优化,以延缓反应器压降上升速率,充分利用催化剂性能,确保装置长周期安全平稳运行。     

FF-26催化剂在加氢裂化装置上的应用

在中国石化扬子石化公司200万t/a加氢裂化装置上进行了国产新一代Mo-Ni型加氢精制催化剂FF-26的首次应用.1个周期(3年)的运行结果表明,与装置原使用的3936催化剂相比,在原料油密度、初馏点、终馏点和硫含量均较高,氮含量相当、其他工艺条件基本相同的情况下,控制产品精制油氮含量相近时,其所需平均反应温度降低5℃,运行周期则延长1年以上;运行期间,FF-26催化剂的各项性能均能满足装置高负荷运转的要求,脱氮率高达97%,精制油氮含量小于20.0μg/g,说明其具有良好的加氢脱氮活性及稳定性,经济创效显著.     

中化泉州渣油加氢上流式反应器应用总结

介绍了上流式反应器在中化泉州石化有限公司渣油加氢装置上的应用情况。该装置采用上流式反应器+固定床反应器的工艺技术路线,主要用来加工劣质减渣、蜡油以及焦化蜡油的混合原料,其中混合原料的硫质量分数高达4.5%、金属质量分数高达120μg/g以上,加氢后的渣油产品满足硫质量分数低于0.5%、金属(Ni+V)的质量分数低于19μg/g和残炭的质量分数低于6%的原料要求。该装置两个系列在前4个周期分别采用了国内外4个不同厂家的催化剂,在装置运转过程中发现上流式反应器催化剂的密度和初期活性、操作参数以及原料性质均对上流式反应器的平稳运转有很大的影响。通过对上流式反应器的操作参数及催化剂设计进行不断优化,装置安全、满负荷、平稳运行至今。     

FH-40C催化剂在焦化汽油加氢装置上的应用

为配合汽、柴油质量升级,中石油克拉玛依石化有限责任公司将原450 kt/a汽、柴油加氢装置技术改造为焦化汽油加氢装置,以焦化汽油为原料生产符合催化重整预加氢原料的汽油。装置选择中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院(FRIPP)开发的FH-40C型催化剂。工业应用表明:FH-40C催化剂在焦化汽油加氢应用成功,在压力7.0 MPa、平均反应温度250℃以上的条件下,产品汽油硫质量分数小于30.0μg/g,氮质量分数小于2.5μg/g,有优异的加氢脱硫、脱氮效果。FH-40C催化剂的成功使用进一步拓展了该催化剂的应用范围。     

高低温双反应区平台工艺RTS在炼油领域的应用

为了更好地实现深度脱硫、脱氮以及芳烃饱和等反应,开发了高低温双反应区平台工艺技术RTS。该平台工艺技术可以用于柴油质量升级、催化裂化柴油（LCO）加氢促进多环芳烃饱和、高氮含量或高终馏点喷气燃料低压加氢、重整预加氢掺炼二次加工石脑油等领域。工业装置运行数据表明：采用RTS技术处理掺炼质量比例25%左右的二次加工柴油馏分的原料时,得到的精制柴油硫质量分数小于10 μg/g,多环芳烃质量分数小于5%,满足国Ⅵ柴油质量标准,且装置运转周期可达到3年以上,实现了长周期稳定运行。     

兰州石化1.2 Mt/a柴油加氢装置开车及运行分析

介绍了中国石油兰州石化分公司1.2Mt/a柴油加氢装置,对其首次开车、运行和标定情况进行了总结,分析探讨了实际运行中存在的问题,并采取了相应的处理措施。结果表明:该柴油加氢工艺设计合理,能满足柴油的质量要求;在较缓和的反应条件下,DN-200催化剂脱硫率大于85%,含硫质量分数小于0.05%;标定时催化剂性能达到保证值要求,脱硫率97.1%,脱氮率大于66.7%。标定的综合能耗[m(标准油)/m(油品)]为10.73kg/t,低于设计值14.47kg/t。     

蜡油全液相加氢技术的工业应用

中海油惠州石化有限公司二期项目2.6Mt/a蜡油全液相加氢装置于2017年建成投产。该装置采用杜邦公司的IsoTherming全液相加氢技术设计,是国内首套采用全液相加氢技术的蜡油加氢装置。经过两年多的运转,该装置虽然经历多次开停工,但仍表现出较好的操作便利性和经济性。装置运行2年多后的标定结果表明：对于硫质量分数大于2.7%、氮质量分数大于500 μg/g的沙特中质原油减压蜡油原料,加氢蜡油产品的硫质量分数小于1 000 μg/g、氮质量分数小于 100 μg/g,均满足催化裂化装置对进料的要求;装置标定期间的综合能耗为274.63 MJ/t,不但低于传统滴流床蜡油加氢装置,而且优于装置设计指标;装置整体运行情况达到设计要求。     

2.2Mt/a蜡油加氢装置第一周期运行分析

介绍中国石油化工股份有限公司洛阳分公司2.2 Mt/a蜡油加氢装置第一周期运行情况。该装置采用抚顺石油化工研究院研制的新型FF-18(Ni-Mo/γ-Al2O3)催化剂,保护剂为FZC-100,FZC-102B,FZC-103,FZC-204。在装置处理量235～275 t/h下,反应器床层径向温差最大2.1℃,最小0.2℃,说明径向温度分布均匀、温差小、催化剂装填均匀、床层内的沟流效应很小。在反应器入口温度365℃,系统压力10.72 MPa下,催化剂在使用周期末期,反应器入口温度只比初期设计温度高8℃,而负荷率在104%情况下,平均脱硫率在80%以上,精制蜡油平均硫质量分数为0.138%,低于产品指标值(小于0.16%),说明新型催化剂FF-18相对活性仍然较高,稳定性较好。     

3.3 Mt/a渣油加氢装置运行问题分析及解决措施

为使渣油加氢装置上流式反应器(UFR)与固定床反应器所用催化剂活性得到充分利用,实现长操作周期,中化泉州石化有限公司3.3 Mt/a渣油加氢装置对Ⅰ列标准催化剂系统进行了优化,装填了更多脱金属催化剂和过渡剂,包括优化催化剂的装填比例,增加1 dam~3/h UFR入口混氢量,改善上流式反应器催化剂的结焦性和精细化操作条件等措施。装置Ⅰ列第3周期和第2周期运行结果相比较,第3周期原料性质比第2周期劣质的情况下,优化后的Ⅰ列催化剂系统在保持脱硫/脱残炭性能稳定性的前提下,脱金属性能得到大幅提升,第3周期的脱镍率和脱钒率比第2周期分别高10.75,5.81百分点,加氢重油质量可以满足催化裂化原料要求。     

沸腾床-固定床组合渣油加氢处理技术研究

沸腾床渣油加氢技术与固定床渣油加氢技术组合可以明显改善固定床进料性质,大幅度降低杂质含量,大大改善固定床操作;同时可以扩大可加工的原料范围,延长操作周期.中试数据表明,加工金属质量分数分别为118,233μg/g、残炭质量分数分别为15.7％,21.1％的劣质渣油,沸腾床与固定床组合工艺均可稳定操作,所得加氢渣油金属质量分数分别为10.6,7.8μg/g,残炭质量分数分别为5.6％,5.2％,可以直接作为催化裂化装置原料,从而实现劣质渣油的高效转化.通过技术特点和技术经济分析,并与单独的固定床方案对比,发现沸腾床与固定床组合渣油加氢处理新技术具有更好的盈利能力,并可实现3 a稳定运转,从而与下游装置相匹配,实现同步开停工.     

国外某炼油厂劣质渣油加氢原料油试验研究

为了满足某炼油厂渣油加氢装置加工劣质渣油的实际需求，确保装置长周期平稳运行，开展了不同催化剂级配体系渣油加氢稳定性试验和原料优化试验。稳定性试验结果表明：优化后的催化剂级配可以满足该炼油厂催化剂使用寿命达150 d的要求，各项杂质的脱除率均达到了技术指标要求。与常规渣油加氢催化剂级配相比，加工高金属、高残炭劣质渣油时提高保护剂及脱金属剂的比例，催化剂体系的整体活性没有明显降低，杂质脱除效果更优，且床层温升更易控制。原料优化试验结果表明：对该劣质渣油，脱沥青油掺炼比例越高，反应性能越好；当掺炼比例达到40%时，在满足催化剂使用寿命要求的同时，整个运行周期中产物的残炭可以满足装置的实际生产要求。     

原料油性质对渣油加氢装置开工的影响

渣油是原油中最重的组分,其平均相对分子质量大、沸点高、黏度和极性大,集中了原油中大部分的含硫、含氮、含氧化合物、胶质以及全部的沥青质和重金属,是油品加工的重点和难点。渣油加氢装置设计具有较宽的加工原料油性质的弹性,但考虑到催化剂寿命和生产合格产品所需操作条件,不同的原料油性质对装置开工有很大的影响。中石油云南石化有限公司采用的加氢工艺技术可以将原料油中硫质量分数从5.0%降低至0.3%,残炭从15.5%降低至5.5%,金属(Ni+V)质量分数从105μg/g降低至12μg/g,沥青质质量分数从4.1%降低至0.4%,满足了加氢产品的指标要求。结合已开工装置的经验,从原料油的类型、原料油进料量等方面优化加氢反应操作条件并提出了合理建议。     

全氢型炼油厂渣油加氢装置长周期运行总结

针对渣油加氢装置第三周期运行初期第一反应器(一反)底部径向温差大的问题,第四周期对催化剂级配方案和操作模式进行了调整。第四周期在保持一反催化剂脱金属活性的同时,降低其脱硫及残炭转化活性,提高后部反应器催化剂的脱硫及残炭转化活性,在催化剂整体活性基本不变的情况下,各个反应器的温升分布更加合理。第四周期运行初期快速提高反应温度,使反应温度和掺渣比相匹配,改善了一反内物流分配效果。通过上述调整,有效解决了运行初期一反径向温差大的问题,为实现装置的长周期稳定运转提供了条件。第四周期已累计运转666 d,以高硫、高残炭、高金属劣质渣油为原料,生产的加氢常压渣油能够满足催化裂化装置进料的要求。     

FHUDS-5/FHUDS-6催化剂在柴油深度加氢脱硫装置的工业应用

中国石化镇海炼化分公司新建的3.0 Mt/a柴油加氢装置采用中国石化大连（抚顺）石油化工研究院研发的FHUDS-5/FHUDS-6柴油深度加氢脱硫催化剂。从催化剂的标定结果来看：精制柴油硫质量分数在4.8 μg/g左右,氮质量分数不大于0.5 μg/g;多环芳烃质量分数平均降低了约20百分点,十六烷值平均提高4.1个单位,说明FHUDS-5/FHUDS-6催化剂脱硫、脱氮活性高、芳烃饱和以及十六烷值增值能力强。从装置15个月的运行情况来看,催化剂失活速率为0.8 ℃/月（1月按30天计）,床层最高点温度不大于370 ℃,反应器压差不大于0.1 MPa,表明FHUDS-5/FHUDS-6催化剂具有较好的稳定性,能够满足装置长运行周期的要求。