RS-1100催化剂在柴油加氢装置上的工业应用

徐艳龙 艾中秋

【摘要】介绍RS-1100催化剂在中国石化沧州分公司160万吨/年柴油加氢装置上的工业开工和标定情况。工业应用和标定结果表明： RS-1100催化剂开工过程操作平稳；催化剂装填质量好，催化剂床层径向温差小于2℃；对比设计略差的原料RS-1100催化剂表现出很好的脱硫活性，在平均反应温度比设计值低20℃的条件下，仍然可以生产出满足国Ⅲ标准的柴油产品，为企业柴油产品质量升级提供了有力的技术支撑。

【关键词】催化剂 柴油 加氢 工业应用

1 前言

根据柴油产品质量升级的需要，中国石化股份有限公司沧州分公司新建一套160万吨/年柴油加氢精制装置。该装置的建成投产为中国石化向河北地区提供满足国Ⅲ标准车用柴油提供了重要保证。装置原则流程见图1。

2011年5月31日沧州分公司160万吨/年柴油加氢精制装置建设工程顺利中交，进入开工准备阶段。装置首次开工使用的是石油化工科学研究院研制开发，催化剂长岭分公司生产的新型柴油超深度加氢脱硫催化剂RS-1100。本文主要介绍了RS-1100催化剂在160万吨/年柴油加氢装置上的工业应用情况。

图1 柴油加氢装置工艺流程示意图

2 装置开工

2.1 催化剂主要性质（表1）2.2 催化剂装填

该装置分三个床层，上床层顶部装保护剂，所有催化剂均采用布袋式装填。催化剂装填工作由江苏天鹏公司负责，装填过程操作和装填高度严格按照石科院提供的方案进行。催化剂装填结束后车间、装填公司以及催化剂技术供应商一起对催化剂的装填数据进行了确认。

合计装填RS-1100催化剂104.55t，RG-1保护剂3.92t。RS-1100催化剂和RG-1保护剂的装填堆密度分别为：0.843t/m3和0.443t/ m3。

2.3 催化剂干燥

催化剂干燥操作条件为：系统压力2.0MPa，循环气量40000～50000Nm3/h（循环氢压缩机最大量循环），最高干燥温度160℃。

催化剂干燥过程的床层温度分布均匀，最大径向温差在1℃以内。由于氮气条件下，循环气量较小，床层温度提温速度较慢，经过讨论适当延长了催化剂干燥时间。催化剂干燥阶段最高温度恒温48小时。在此期间共脱水约3.6吨，占催化剂总重的3.44%。

2.4 催化剂预硫化

装置氢气气密合格后，降低系统压力至5.0MPa，控制反应器入口温度低于140℃，引直馏煤油进装置，开始按照硫化程序升温硫化。催化剂硫化阶段的主要操作条件为：反应器入口氢分压4.0～5.0MPa，反应器入口温度140～320℃，循环氢压缩机最大量循环，进油量160t/h。

反应器入口温度升至175℃，开始向反应系统注硫化剂，然后根据循环氢中的硫化氢浓度分析结果调整注硫速率。整个催化剂预硫化共持续32小时。通过高分界位计算硫化期间生成水量接近9t，达到催化剂理论脱水量的90%左右。说明催化剂预硫化比较完全。

标定期间所用的原料为焦化汽柴油和常二、常三线直馏柴油的混合油。各种原料的比例和主要性质见表3。从表3的数据可以看出，标定原料中二次加工汽柴油占30%，混合原料性质较好，精制的主要目的在于完成深度脱硫，并适当提高柴油十六烷值。使其分别达到小于350μg/g和大于51的国Ⅲ柴油指标。表中同时列出了该装置设计原料的典型性质。对比设计数据发现，本次标定的原料比设计值略差，主要表现在原料密度、硫含量高于设计值、柴油馏分的十六烷指数低于设计值（表2）。

3.2 标定期间的主要操作参数

标定期间的主要操作参数见表4。从表中数据可以看出：本次装置标定为满负荷标定，标定期间的各项操作参数基本达到设计值。对比两次记录的数据还可以看出，标定期间的操作比较平稳，标定的平均条件为：处理量～190t/h，反应器入口氢分压6.0MPa，平均反应温度～311℃，氢油体积比～466，化学氢耗量0.66。对比设计值可以发现，本次标定的平均反应温度比设计值低近20℃。

标定期间的催化剂床层温度分布情况见表5。由表5的数据可以看出，催化剂床层内的温度分布十分均匀，同一高度的径向温度差基本在±1℃以内。说明本次催化剂装填工作完成良好，物流在反应器内没有偏流或‘沟流的情况。催化剂装填质量的好坏为装置长周期平稳运转提供了保障（表3）。

3.3 主要产品性质

装置标定期间的主要产品性质见表6。表中同时列出了国Ⅲ柴油的主要性质指标。对比柴油产品性质和国Ⅲ柴油的性质指标可以看出，对160万吨/年柴油加氢装置，采用RS-1100催化剂可以在设计工况下，生产满足国Ⅲ柴油标准的柴油产品（表4）。

*石脑油中的硫大部分为无机硫（硫化氢），有机硫含量小于2μg/g。

4 结论

（1）RS-1100催化剂在沧州炼化公司新建160万吨/年柴油加氢装置上开车一次成功。装置开工过程操作平稳。

（2）标定期间，反应器各个阶段床层的径向温差基本在1℃的范围之内，反应系统压降较小为0.11MPa，说明催化剂装填比较好，气液相分布比较均匀。

（3）标定结果表明，与设计相比在原料性质变差的情况下，使用RS-1100催化剂可以在平均反应温度降低20℃的条件下，生产出硫含量小于300μg/g，满足国Ⅲ标准的低硫柴油产品。并且部分参数优于设计指标。说明RS-1100催化剂具有很好的加氢脱硫活性。

（4）本次标定160万吨/年柴油加氢装置的化学氢耗为0.66%，高于设计值。主要是由于新氢纯度低（以重整氢气与制氢氢气混合的氢气作为氢源），导致仪表计量偏差造成的。

参考文献

[1] 李大东主编.加氢处理工艺与工程.第一版[M].北京：中国石化出版社，2004，523-526

[2] 何波，刘刚，吕亮功. 新型加氢精制催化剂RN-10B的工业应用[J].石化技术与应用，2003，21（5）：351-353

作者简介

徐艳龙，1976年11月出生，男，本科学历，工程师，现在中石化沧州分公司炼油二部任生产副主任，长期从事加氢装置的生产技术管理。