张烜铭

【摘  要】现阶段，随着社会的发展，我国的科学技术的发展也日新月异。目前在役的中油型加氢裂化装置正在进行大规模轻油型改造，主要目的就是降低轻油比，提高重石脑油和航煤的收率。改造后的加氢裂化装置应用的催化剂多种多样，目前应用的催化剂主要有四家公司生产，分别是抚研院、标准公司、UOP公司和石科院。本文详细总结了标准催化剂在一段一次通过和一段全循环的加氢裂化装置的使用情况，同时对标准催化剂的性能做出了客观对比和总结。

【关键词】标准催化剂;加氢裂化装置;应用

引言

介绍了FC52/FC32/FC80催化剂级配体系在中国石油化工股份有限公司天津分公司1.8Mt/a加氢裂化装置上的应用情况，并对标定数据进行了分析。结果表明：不同性能的加氢裂化催化剂经合理级配后性能良好，对原料适应性强，加工方案灵活，产品质量优良且分布合理;通過对操作条件的调整，喷气燃料收率由20.31%提高至22.33%，柴油收率减少，达到压减柴油的目的;液体收率、加工损失率均在指标要求范围内，中间馏分油选择性好且收率高，尾油产品性质好，BMCI值降低至12.8，可以作为生产乙烯的优质裂解原料;装置设计能耗为1488MJ/t，2019年1月实际综合能耗为732MJ/t，较设计能耗降低较多。该催化剂级配技术的应用达到了预期的使用效果，满足了实际生产需求。

1加氢裂化催化剂级配技术简介

（1）由于加氢裂化装置运行到反应末期后，精制催化剂达到设计脱氮率所需温度明显要高于裂化催化剂达到设计转化率所需的反应温度，导致精制反应器和裂化反应器操作温度无法匹配，需向裂化反应器入口注入大量冷氢来降低裂化反应器温度。加氢裂化催化剂级配技术通过合理级配不同性能加氢裂化催化剂，可以充分发挥催化剂的耦合优势，提高产品质量，并可提高反应热利用效率，降低装置能耗。（2）FC52催化剂以富含介孔结构的改性Y分子筛为裂化组分，以金属Mo和Ni为加氢组分，采用混捏法与金属再分散制备技术制备，催化剂孔结构畅通开放，金属与载体间的相互作用适中，加氢活性中心和裂化活性中心合理匹配，适用于多产高芳烃潜含量重石脑油和低BMCI值加氢尾油等优质化工原料。（3）FC80催化剂以富含介孔结构的BSSY分子筛为裂化组分，以金属W和Ni为加氢组分，采用载体成型后再浸渍金属的制备技术制备，具有良好的加氢和加氢开环性能，有利于改善加氢裂化产品质量，提高裂化反应选择性和催化剂运转稳定性，改善尾油BMCI值并兼产优质3号喷气燃料。（4）几种不同活性的加氢裂化催化剂形成很好的活性级配梯度，可以降低不同催化剂床层入口冷氢用量，提高裂化反应器出口换热器热源温度，从而降低反应加热炉燃料气消耗。

2装置标定

为考核装置性能、加工能力、产品质量、催化剂性能，2016年11月进行标定并与上周期标定结果进行对比。轻3+福蒂斯1+卡斯蒂利亚）为120t/h。设计油种为沙轻+沙重（1∶1）。原料来自3号常减压直供料及罐区蜡油，标定期间，原料油各项指标均低于装置设计值，适合装置加工;装置运转平稳，各项工艺参数均在设计范围内。对操作参数进行分析如下：总进料量与设计值一致。为保证反应转化率及保护催化剂，氢油体积比高于设计值。精制催化剂空速略高于设计值，R102内各床层裂化催化剂及后精制剂空速略高于设计值，空速的差异主要由催化剂实际装填量与设计装填量差异造成;根据标定期间装置实际运行情况，确定标定期间的精制、裂化反应温度，实际精制反应平均温度与设计值基本一致（设计值361℃）、裂化反应平均温度较设计值高3℃左右（设计值378℃）。裂化平均温度略高主要原因为原料性质与设计相差较大。一反入口温度较设计值高4～6℃，一床层温升较设计值低8～16℃、二床温升较设计值高10～18℃，总温升高3～6℃，一反出口温度较设计值高20℃左右;二反入口温度较设计值高5℃左右，二反一、二床层温度较设计值低1～2℃，三、四床层温度较设计值高1～2℃，二反出口温度均较设计值高2～4℃，总温升与设计值持平。

3标准催化剂的使用情况

3.1某公司130万t/a加氢裂化装置

某公司加氢裂化装置采用标准公司的灵活性加氢裂化催化剂Z3733/Z673和精制剂DN3621/DN3551。因此该公司2019年大修，该加氢裂化装置的精制反应器的精制剂准备再生和补剂，裂化反应器的裂化剂不准备再生，还要再用一个周期（3～4年），这预示标准裂化催化剂至少6年不用再生，这既节约检修时间，又能节约再生和补剂费用。2016年7月27日9时至2016年7月29日9时，合计48小时，装置新鲜进料量为129.92t/h，装置生产负荷为83.95%，其中减压蜡油掺炼比例为30.81%，焦化蜡油掺练比例为15.13%，直馏柴油掺炼比例约为54.06%，标定负荷为83.92%。该装置反应部分的操作条件如表1所示，反应器入口温度为361℃，反应器出口温度为407～408℃，精制平均温度373.7℃，裂化平均温395.6℃。产品分布中航煤和重石脑收率达到60.68%。

3.2某公司180万t/a加氢裂化装置

某公司180万t/a加氢裂化装置一直使用标准剂（目前为灵活性催化剂，主要生产重石、航煤和尾油），分别为精制剂DN3551/DN3651和裂化剂Z503/Z3733。该装置反应部分的操作条件如表3所示，华锦加氢裂化为标准催化剂，反应器入口温度为344.3℃，反应器出口温度为384.4℃，精制平均温度344.3℃，裂化平均温387.6℃。

3.3某公司120万t/a加氢裂化装置

某公司120万t/a加氢裂化装置为一段串联全循环流程，2016年5月第四次停工大检修，采用标准的加氢精制催化剂DN-3552/DN-3551/Z-503，加氢裂化催化剂Z-673/Z-MD20/DN-3552（86.15t）以及保护剂SentryOptiTrap和OptiTrap（6.78t）。截止2019年3月12日，经过现场调研，目前催化剂处于使用末期，催化剂活性良好，精制反应器的入口温度为386.6℃。裂化反应器入口温度396.7℃，出口温度405℃，反应器床层最高温度406.1℃。该装置反应部分的操作条件如表5所示，该公司加氢裂化装置精制反应器的入口温度为377.4℃，裂化反应器入口为388.3℃，裂化反应器的出口温度为392.7℃产品分布中航煤和重石脑收率达到52%。

3.4能耗情况

装置设计能耗为1488MJ/t，2019年1月实际综合能耗为732MJ/t，较设计能耗降低较多，主要表现：①加氢裂化催化剂采用级配体系，可以降低不同催化剂床层入口冷氢用量，提高裂化反应器出口换热器热源温度，从而大幅降低了反应加热炉燃料气消耗;②对部分机泵叶轮进行切割，在实际生产中，发现部分机泵余量较大，因而对有余量的泵进行了叶轮切割，机泵运转正常，使得泵的电流下降，进而达到节电的目的;③保证反应器入口氢油比控制在下限操作，调节循氢机转速，从而使中压蒸汽耗量降低。

结语

标准催化剂可以不用液氨钝化，节约开工时间和降低操作液氨的泄露和伤人风险。根据锦州和某公司加氢裂化装置经验，标准的裂化剂至少6年再生一次，这有利于节约资金和减少检修时间，标准公司的精制催化剂活性高，脱硫脱氮效果好，而且精制催化剂和裂化催化剂温度匹配好，不会发生飞温情况。

参考文献：

[1]曹喜升.加氢裂化装置提高重石脑油收率的探讨[J].炼油技术与工程，2008，38（6）：23-26.

[2]徐光明，于长青.加氢裂化装置掺炼劣质催化裂化柴油技术的应用[J].炼油技术与工程，2011，41（4）：1-5.

[3]朱赫礼，王尧，郑卫清，苏适.加氢裂化装置提高轻油收率方案的探讨[J].齐鲁石油化工，2016，44（4）：326-330.

（作者单位：中国石油天然气股份有限公司乌鲁木齐石化分公司）