CN-28YK／Z111-6YQ轻油蒸汽转化催化剂在永坪炼油厂制氢装置的应用

史朋飞，李微，陈宗志，惠武卫

（1.陕西延长石油集团炼化公司，陕西延安717208；2.四川天一科技股份有限公司，四川成都610225）

CN-28YK／Z111-6YQ轻油蒸汽转化催化剂在永坪炼油厂制氢装置的应用

史朋飞1，李微1，陈宗志2，惠武卫2

（1.陕西延长石油集团炼化公司，陕西延安717208；2.四川天一科技股份有限公司，四川成都610225）

介绍了CN-28YK/Z111-6YQ轻油蒸汽转化催化剂在永坪炼油厂20000Nm3/h制氢装置上的应用情况。该制氢装置以炼厂干气和轻油为原料，虽经历多次开停车，多次氧化还原，活性一直很稳定，出口甲烷含量平稳，床层阻力降很稳定，优于设计标准，表现出了优良的活性、抗积炭性和机械强度。

蒸汽转化；轻油；炼厂干气；制氢；催化剂

随着国家对油品质量要求的不断提高，氢气在石油石化行业中使用量越来越大。延长石油集团永坪炼油厂于2013年新建成一套制氢装置，制氢能力为20000Nm3/h，主要为1400kt/a柴油加氢装置提供氢气。制氢原料为催化干气、加氢干气、加氢粗汽油。原料经过加氢脱硫、蒸汽转化、中温变换、PSA提纯等工艺生产99.9%的工业氢。

永坪炼油厂常用原料炼厂干气不足，制氢装置无法满负荷操作以满足全厂用氢要求，因此在需氢量大时必须用轻油作为补充原料。综合全厂考虑，只有加氢粗汽油可供制氢装置使用，但加氢粗汽油组分过重，易使转化催化剂积炭的组分芳烃、环烷烃含量较高，超出了设计指标，不宜单独使用，需适量提高配蒸汽量，并要求催化剂有较高的抗积炭性能。从现有运行情况来看，虽加氢粗汽油含量超出设计标准，但以加氢粗汽油作为制氢补充原料时，转化炉依然运行平稳，催化剂床层阻力降稳定，出口甲烷含量保持较低水平。

1 装置简介

1.1 工艺流程

图1 制氢装置流程

制氢装置流程如图1所示：

(1)进料系统：来自装置外的催化干气、加氢干气、PSA配氢等气体原料经压缩机加压后进入换热器预热，石脑油等液态烃经油泵加压后进入换热器预热，气态原料、液态原料预热后进入脱硫系统。

(2)脱硫系统：进入脱硫系统的原料气首先进入加氢反应器进行加氢饱和、有机硫加氢转化为无机硫，再进入脱硫脱氯反应器对原料气进行脱硫脱氯精制，精制后原料气中硫含量及氯含量均要求低于0.5μg/g。

(3)转化系统：经脱硫系统后的原料气与配入的蒸汽混合后进入转化炉对流室对工艺气预热至450～520℃后进入转化炉辐射室。在转化催化剂的作用下原料烃类与水发生转化反应生成H2、CO、CO2及少量CH4的转化气。转化炉是制氢装置中最重要的装置，炉管中装填CN-28YK/Z111-6YQ转化催化剂，其是制氢装置中最核心最重要的催化剂。

(4)变换部分：出转化炉的转化气经副产蒸汽降温至310～360℃进入中温变换反应器，在中温变换催化剂的作用下发生CO与水蒸气的变换反应生成CO2和H2。

(5)PSA提氢：经中温变换反应后的中变气进入PSA系统进行提氢，最后就得到了φ(H2)≥99.9%、φ(CO+CO2)≤20×10-6的工业氢气。

1.2 装置运行参数

该套装置主要控制参数见表1。

1.3 制氢原料

该制氢装置的主要原料为催化干气、加氢干气等炼厂干气，补充原料为加氢粗汽油，其组成见下表2及表3。

表1 装置主要控制参数

表2 催化干气、加氢干气体积组成

表3 加氢粗汽油质量组成

1.4 转化催化剂

转化催化剂为上下段组合装填，其中CN-28YK转化催化剂为抗积炭性强的轻油蒸汽转化催化剂，装填于转化炉管上段，下段为活性更好的Z111-6YQ转化催化剂，催化剂装填上下段体积比为4∶6。催化剂的物化性能见表4。

表4 转化催化剂的主要物化性能

2 装置运行情况

该套装置自2014年4月正式运行以来，原料主要为催化干气、加氢干气，负荷长时间在60%～ 80%，由于近期全厂对H2需求量增加，须提高装置至满负荷，但炼厂干气量不足，结合工厂实际，只能以超出设计标准的加氢粗汽油作为补充原料。现已完成了以加氢粗汽油作为补充原料的试运行，试运行时转化炉相关参数见表5。

表5 投石脑油前后转化炉运行参数比较

由表5可以看出，在以石脑油（加氢粗汽油）作为补充原料的前后，转化炉的运行都较为稳定，出口甲烷含量、转化炉阻力降自装置开始运行到现在都相当稳定，转化炉管未出现花斑、红斑等现象。

3 结论

(1)从目前转化炉运行情况来看，CN-28YK/ Z111-6YQ轻油蒸汽转化催化剂在本厂运行较为平稳，出口甲烷含量低，催化剂活性、抗积炭性、机械强度等综合性能较好。

(2)以加氢粗汽油为补充原料试运行时，转化炉一切正常，表明CN-28YK/Z111-6YQ转化催化剂的抗积炭性能较好，能适用于干点较高、组分较重的石脑油。

(3)CN-28YK/Z111-6YQ轻油蒸汽转化催化剂床层阻力降较设计值低，有利于气流分布及传热，有利于转化炉的稳定运行。

Abastract:The application of CN-28YK/Z111-6YQ naphtha steam reforming catalysts in the 20000Nm3/h hydrogen production unit of Yongping Refinery Plant was described.This hydrogen unit used refinery dry gas and naphtha as feedstock.Although the reforming catalysts experienced several operating and shutting down as well as repeated redox,they exhibited highly stable activity, steady export content of methane and stable bed pressure drop which were better than the design indices,proving the excellent activity,high resistance to carbon deposition and good mechanical strength of the catalysts.

Application of CN-28YK/Z111-6YQ naphtha steam reforming catalysts in hydrogen production unit of Yongping Refinery Plant

SHI Peng-fei1,LI Wei1,CHEN Zong-zhi2,HUI Wu-wei2
(1.The Refinery Company of Yanchang Petroleum(Group)Corp.Ltd.,Yanan 717208,China; 2.Sichuan Tianyi Science and Technology Co.,Ltd.,Chengdu 610225,China)

steam reforming;naphtha;refinery dry gas;hydrogen production;catalyst

TQ426；TQ116.2

：B

1001-9219(2016）02-68-03

2015-06-12；作者简介：史朋飞(1979-)，男，工程师，电话13772267766，电邮shipengfei168@163.com。