KF1102降凝催化劑在柴油加氫精制裝置的應(yīng)用

王 磊，李 燁

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

KF1102降凝催化劑在柴油加氫精制裝置的應(yīng)用

王 磊，李 燁

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

針對冬季生產(chǎn)低凝點(diǎn)柴油存在的困難，寧夏石化公司對柴油加氫精制裝置進(jìn)行降凝技術(shù)改造，本文重點(diǎn)對KF1102柴油降凝催化劑在裝置上的使用情況進(jìn)行了分析，并對降凝效果進(jìn)行評價(jià)。

柴油加氫；催化劑；降凝；收率

在煉油裝置生產(chǎn)過程中，柴油的產(chǎn)量受餾分油凝點(diǎn)的限制，在位于西北部的寧夏，低凝點(diǎn)柴油生產(chǎn)的矛盾更為突出。低凝點(diǎn)柴油產(chǎn)量受柴油凝點(diǎn)的嚴(yán)格限制，在加工固定原油種類的情況下，難以大幅度提高產(chǎn)量。寧夏石化公司煉油裝置直餾柴油的凝點(diǎn)較高達(dá)8℃左右，而在生產(chǎn)國V柴油的條件下，全廠柴油均需經(jīng)過柴油加氫精制方可出廠，為滿足0#柴油的生產(chǎn),目前采取將部分煤油餾分壓入柴油中及添加降凝劑的方法來生產(chǎn)低凝柴油。這樣不僅降低了柴油收率，還將一部分煤油餾分切入到柴油餾分中，從而降低了具有較高價(jià)值的航煤產(chǎn)量，同時(shí)添加降凝劑也增加了生產(chǎn)成本。

寧夏石化公司柴油加氫裝置設(shè)計(jì)規(guī)模200萬噸/年，反應(yīng)系統(tǒng)采用冷高分流程，分餾部分采用先汽提、后分餾的雙塔流程。2014年8月裝置大檢修期間，公司通過對催化劑考證、產(chǎn)品指標(biāo)、投資概算及經(jīng)濟(jì)效益評價(jià)等方面進(jìn)行比較，選擇美國雅寶公司生產(chǎn)的KF1102降凝催化劑，在加氫精制反應(yīng)器中置換出一部分精制催化劑，增加一部分降凝催化劑，以此達(dá)到柴油降凝的效果，同時(shí)對加熱爐、汽提塔、分餾塔部分設(shè)備及管線進(jìn)行改造，滿足產(chǎn)品需求。

1 催化劑介紹

KF1102是美國雅寶公司開發(fā)的一種低溫流動性改進(jìn)的專用催化劑，該催化劑只對正構(gòu)烷烴反應(yīng)物具有催化活性。對反應(yīng)物的這種選擇性，可確保良好的催化穩(wěn)定性以及柴油產(chǎn)品的高回收率[1]。本裝置主要以KF1102降凝催化劑置換出原反應(yīng)器中部分精制催化劑（29.38 t），生產(chǎn)滿足國Ⅳ、Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)柴油，同時(shí)達(dá)到降凝的效果。主要催化劑性能（見表1）。

表1 催化劑性質(zhì)

表2 原料油性質(zhì)

2 原料性質(zhì)

寧夏石化200萬噸柴油加氫精制裝置原料為常壓直餾柴油和催化柴油的混合料，主要性質(zhì)（見表2）。

由表2可見，柴油加氫混合原料性質(zhì)比較穩(wěn)定，密度841 kg/m3，硫含量為580 μg/g，屬品質(zhì)較高的加氫原料。但在實(shí)際生產(chǎn)中柴油的凝點(diǎn)比較高，冬季生產(chǎn)低凝點(diǎn)柴油時(shí)，降凝劑消耗量大，出廠柴油成本較高。在經(jīng)過柴油加氫裝置降凝改造后，通過控制合適的操作條件，達(dá)到降低柴油凝點(diǎn)的目的，以節(jié)約柴油生產(chǎn)成本。

3 操作條件對柴油凝點(diǎn)及收率的影響

寧夏石化公司200萬噸柴油加氫精制裝置運(yùn)行期間嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行操作，根據(jù)柴油產(chǎn)品市場需求調(diào)整加工量、反應(yīng)溫度等指標(biāo)，控制產(chǎn)品硫含量及凝點(diǎn)。

3.1 反應(yīng)溫度對柴油凝點(diǎn)及收率的影響

由表3可以看出，在穩(wěn)定的空速及較高的反應(yīng)壓力條件下，精制柴油凝點(diǎn)主要受反應(yīng)溫度的影響，由圖1可以看出當(dāng)反應(yīng)溫度高于320℃的條件下，降凝效果方才體現(xiàn)出來，并且反應(yīng)溫度越高，降凝效果越顯著。在降凝催化劑的作用下，精制柴油的收率受反應(yīng)溫度的影響也比較大，由圖2可以看出隨著反應(yīng)溫度的不斷升高，精制柴油收率呈現(xiàn)逐步下降的趨勢。

原料油在反應(yīng)器內(nèi)通過降凝催化劑的作用，發(fā)生的主要反應(yīng)是正構(gòu)烷烴異構(gòu)化及少量加氫裂化反應(yīng)，隨著反應(yīng)溫度的升高，反應(yīng)器內(nèi)正構(gòu)烷烴異構(gòu)化反應(yīng)深度增加，同時(shí)加氫裂化反應(yīng)加劇，反應(yīng)產(chǎn)物中輕組分產(chǎn)率增加，精制柴油凝點(diǎn)下降，柴油收率有所降低。

3.2 空速對柴油凝點(diǎn)及收率的影響

由表4可以看出，在穩(wěn)定的反應(yīng)溫度及較高的反應(yīng)壓力條件下，精制柴油凝點(diǎn)主要受催化劑體積空速的影響較大，由圖3可以看出隨著催化劑體積空速的不斷增加，同等反應(yīng)溫度條件下柴油降凝效果逐步下降。由圖4可以看出隨著催化劑體積空速的不斷增加，精制柴油收率呈現(xiàn)逐步上升的趨勢。實(shí)際操作中當(dāng)加工負(fù)荷在73%左右時(shí)，通過提高反應(yīng)溫度，精制柴油凝點(diǎn)降幅最高可達(dá)10℃以上。

表3 反應(yīng)溫度對柴油凝點(diǎn)及收率的影響

圖1 反應(yīng)溫度對降凝效果的影響圖

圖2 反應(yīng)溫度對柴油收率的影響

表4 空速對柴油凝點(diǎn)及收率的影響

圖3 空速對降凝效果的影響圖

圖4 空速對柴油收率的影響

空速是指單位時(shí)間里通過單位催化劑的原料油的量，它反應(yīng)了裝置的處理能力。空速增大意味著單位時(shí)間里通過催化劑的原料油量多，原料油在催化劑上的停留時(shí)間短，反應(yīng)深度淺，反之亦然。因此降低空速對于提高加氫反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率是有利的[2]。隨著裝置加工量的提高，KF1102催化劑體積空速增加，介質(zhì)在催化劑上的停留時(shí)間逐步減少，反應(yīng)深度降低，異構(gòu)化及裂化反應(yīng)減少，輕組分產(chǎn)量下降，柴油降凝的效果降低，同時(shí)精制柴油的收率上升。

4 結(jié)論

寧夏石化公司柴油加氫精制裝置反應(yīng)系統(tǒng)壓力受原設(shè)計(jì)管道、設(shè)備材質(zhì)限制，無法大幅度提高，而且反應(yīng)器入口溫度受加熱爐材質(zhì)及燃燒器的限制，短時(shí)期無法達(dá)到更高的反應(yīng)深度，因此KF1102催化劑的降凝效果并未徹底的體現(xiàn)。

根據(jù)裝置的實(shí)際運(yùn)行情況可以看出，在原有加氫精制裝置基礎(chǔ)上，反應(yīng)器、壓縮機(jī)條件不變的情況下，只進(jìn)行少量的管路、設(shè)備改造，在保證柴油硫含量合格的前提下，更換部分KF1102降凝催化劑，即可達(dá)到適當(dāng)降低柴油凝點(diǎn)的需求，既減少了投資費(fèi)用，也節(jié)約了裝置檢修的時(shí)間，保證裝置檢修后按時(shí)投產(chǎn)。柴油加氫裝置通過KF1102催化劑降凝改造并投用后，裝置處于高空速且反應(yīng)溫度達(dá)到343℃時(shí)，精制柴油凝點(diǎn)可以下降6個(gè)點(diǎn)，大大節(jié)約了本公司柴油降凝劑的使用量，同時(shí)柴油收率可達(dá)95.2%以上。由此可以看出，KF1102降凝催化劑在加氫精制裝置上的應(yīng)用取得了較好的效果，既保證柴油達(dá)到降凝的目的也能保證較高的柴油收率，同時(shí)節(jié)約了裝置的投資費(fèi)用。

［1］ 中國石油寧夏石化公司.中國石油寧夏石化公司柴油產(chǎn)品質(zhì)量升級項(xiàng)目可行性研究報(bào)告［G］.2013.

［2］ 李大東，聶紅，孫麗麗.加氫處理工藝與工程（第二版）［M］.北京：中國石化出版社，2016.

Application of KF1102 catalyst in diesel hydrofining unit

WANG Lei，LI Ye
（PetroChina Ningxia Petrochemical Company，Yinchuan Ningxia 750026，China）

According to the winter production of low pour point diesel difficulties,Ningxia petrochemical company of diesel oil hydrotreating unit of dewaxing technology transformation.This paper focuses on the use of KF1102 diesel coagulation catalyst in our device are analyzed,and the evaluation of the dewaxing effect.

diesel oil hydrogenation；catalyst；pour point reduction；yield

TE624.93

A

1673-5285（2017）05-0138-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.05.033

2017－04-25