FZC系列催化劑在渣油加氫裝置的工業應用

杜 煜，莊志勇，孟祥雷，牟光宇，王 帥

（中國石油遼陽石化油化廠，遼寧 遼陽 111003）

某公司的240×104t/a渣油加氫裝置采用中國石油撫順石油化工研究院的固定床渣油加氫脫硫工藝與工程技術，設計以俄羅斯原油中的減壓渣油、催化裂化重循環油和催化重柴油為原料，在渣油加氫催化劑作用下，經過反應脫除原料中的硫、氮、金屬等雜質，降低殘炭含量［1］，為催化裂化裝置提供優質原料，同時生產部分柴油并副產少量石腦油和燃料氣。反應部分設置I、II系列，每個系列可以單開單停，分餾部分為共用單元。

裝置于2018年9月開車，2020年9月對反應部分I系列進行換劑，I系列第2運行周期催化劑為FZC系列渣油加氫處理催化劑，技術協議產品保證性能：加氫常渣硫≯1 600μg/g、氮≯1 600μg/g、殘炭≯4.2%、（鎳+釩）≯10μg/g、鐵≯5μg/g。

I系列自2020年9月換劑后運行3個月，處于運行中期，故標定48 h。

1 裝置設計

裝置由反應部分、分餾部分和公用工程組成，設計規模為240×104t/a，操作彈性為50%~110%，開工時數為7 600 h/a，工藝原則流程見圖1。

圖1 渣油加氫裝置工藝原則流程

2 裝置標定

2.1 原料標定

I系列標定時原料油為減壓渣油、減壓蠟油、催化裂化重循環油和催化重柴油的混合油，具體比例見表1。

表1 原料油設計比例與標定比例

混合原料油的性質見表2。

表2 原料油性質設計值和實際值

由表1和表2可知，此次標定期間混合原料油中摻渣比較設計值偏高，主要因為上游常減壓裝置減壓渣油收率提高，減壓渣油中含有部分蠟油組分，故混合原料油性質優于催化劑設計值?；旌显现锌偭?、總氮、殘炭、金屬離子等關健性指標均滿足催化劑限定值。

但是原料中硫含量較低，均值在8 642μg/g，對加氫反應不利，易造成脫殘炭率、脫氮率和脫金屬率降低［2，3］。

2.2 產品性質

渣油加氫裝置主要產品為加氫渣油、柴油，加氫渣油和熱低分油。

加氫渣油產品性質見表3。

表3 加氫渣油產品性質

柴油產品性質見表4。

表4 柴油產品性質

熱低分油產品性質見表5

表5 熱低分油性質

從表3、4、5可知，加氫柴油產品指標滿足生產要求，加氫渣油中硫、殘炭、金屬和鐵含量均滿足催化劑設計要求和生產運行要求，但氮含量均值為1 852μg/g，不滿足催化劑設計要求，但滿足生產工藝控制指標≯2 000μg/g的要求，原因有3個。

（1）原料油中硫含量低，導致脫氮率降低；

（2）II系列催化劑已運行810 h，超技術協議周期（540 h），脫氮率明顯降低。根據裝置I系列熱低分油分析結果，按照加氫渣油收率92.5%核算，I系列加氫常渣中硫含量為1 121μg/g、殘炭為4.13%、（鎳+釩）為9.19μg/g、鐵含量為3.41μg/g、氮含量為1 600μg/g，均滿足技術協議要求；

（3）從表中可以看出，12月4日的加氫渣油初餾點、10%點、金屬、粘度較12月5日偏低，主要是因為在標定前，裝置原料的蠟油摻比大，在標定前才調整原料配比值，產品性質有滯后性，所以以12月5日的數據為準。

2.3 物料平衡

標定時期的物料平衡與設計物料平衡見表6，設計和標定時的損失主要由原料油加氫后生成硫化氫，硫化氫隨循環氫進循環氫脫硫系統，被貧胺液洗掉所致［4，5］。

表6 裝置設計物料平衡與標定物料平衡

從表6可以看出裝置在標定期間進料減壓渣油比例比設計值稍高，蠟油比例比設計值稍低，主要因為標定期間常減壓裝置減壓渣油收率較正常工況偏高，導致減壓渣油中含有蠟油組分。

2.4 裝置能耗

設計與標定期間能耗見表7。

從表7可以看出，標定裝置能耗為621.7 MJ/t，比設計值748.62 MJ/t要低。相差比較大的是中壓蒸汽、電能和燃料氣消耗。

表7 裝置設計能耗與標定能耗對比

中壓蒸汽用量少，是由于目汽輪機的轉速低，在滿足產品指標的提前下，降低汽輪機轉速，節約中壓蒸汽的用量。

電耗低于設計主要采取3項節能措施。

（1）新氫壓縮機采用賀爾碧格系統，目前壓縮機的負荷在50%左右；

（2）高壓貧胺液泵目前運行1臺即可滿足工藝生產需要；

（3）由于冬季生產，空冷風機運轉臺數較少。

燃料氣消耗比設計值低主要是裝置I系列更換催化劑，催化劑活性較高，且原料性質優于設計值，故反應器入口溫度控制較低即可滿足產品指標，保證產品質量不過剩，燃料氣消耗量降低。

裝置標定期間，無0.4 MPa蒸汽和污水產生。

3 結束語

此次標定是裝置I系列在100%負荷條件下進行，從產品分析數據得知，更換催化劑后，滿足生產要求。裝置I系列更換催化劑后，根據I系列熱低分油分析結果，按照加氫渣油收率92.5%核算，則I系列加氫常渣中硫含量為1 121μg/g、殘炭為4.13%、（Ni+V）為9.19μg/g、鐵含量為3.41μg/g、氮含量為1 600μg/g，均滿足技術協議要求。標定期間綜合能耗為621.7 MJ/t原料，相比設計748.62 MJ/t原料低，主要產品的質量指標滿足生產要求，主要產品收率高于設計值，能耗低于設計值，證明了FZC系列催化劑在240×104t/a渣油加氫裝置工業應用成功。