某炼油厂400万吨/年渣油加氢装置运行分析

王一程，徐宗坤，王志勇，李 岩

（1.中国石油广西石化公司，广西 钦州 535000；2.钦州学院，广西 钦州 535000）

某炼油厂400万吨/年渣油加氢装置运行分析

王一程1，徐宗坤1，王志勇1，李 岩2

（1.中国石油广西石化公司，广西 钦州 535000；2.钦州学院，广西 钦州 535000）

摘 要：介绍了国外两个系列渣油加氢催化剂在某炼油厂400万t·a-1渣油加氢装置运行一年的情况，结果显示，两个系列催化剂能够满足炼油厂下游催化裂化装置指标的设计要求，同时，装置在开工6个月时，对装置两个系列催化剂进行了标定。

关键词：渣油加氢；标定；催化剂；运行；开工

渣油加工技术主要有溶剂脱沥青、减黏裂化、焦化、催化裂化和加氢等。焦化工艺是目前工业应用最多的渣油加工技术，能够加工高硫、高金属、高残炭渣油，但是由于生成大量气体和劣质焦炭，存在液体产品收率低、高硫石油焦处理困难等问题，难以实现渣油资源的高效利用。催化裂化工艺尽管可以处理渣油，但具有原料瓶颈，不适合高金属、高硫或高残炭原料的加工。渣油加氢技术具有很强的原料适应性和操作灵活性，在原料轻质化的同时可直接生产清洁运输燃料和优质化工原料，是唯一能够实现渣油资源清洁高效利用的重要技术手段［1-3］，正逐渐成为炼厂主要的渣油加工技术手段。

渣油加氢技术主要有固定床、悬浮床和沸腾床技术［4-6］。固定床加氢处理技术相比于其它渣油加氢技术，投资和操作费用低，运行安全简单，是迄今为止工业应用最多和技术最成熟的渣油加氢技术。渣油固定床加氢处理技术主要有Chevron 公司的RDS/VRDS工艺、UOP公司的RCD Unionfining工艺、ExxonMobil公司的Residfining工艺、Shell公司的HDS工艺、Axens公司的 Hyval技术、中国石化集团公司的S-RHT技术等。Chevron公司的RDS/VRDS工艺和UOP公司的RCD Unionfining工艺是工业应用最多的专利技术。

1 工艺描述和催化剂装填方案

1.1 工艺描述

装置设计的两个系列可以进行单开单停，原料油缓冲罐经反应进料泵增压、热高分气和反应流出物换热后，和换热之后的循环氢混合进入反应加热炉，依次进入5个加氢反应器，在催化剂作用下完成脱金属、硫、氮和残炭功能，反应器之间设置冷氢，从第五反应器出口流出的反应物料经过高低分流程，进入汽提塔。经过汽提塔后混合进入预闪蒸罐，经分馏加热炉加热进入分馏塔。低硫渣油加氢产品去下游催化裂化装置，同时生产部分柴油，并副产少量石脑油和干气。

1.2 装置开车

根据工艺包供应商UOP和两家催化剂供应商提供的装置开车方案，经过气密、干燥硫化等步骤，装置于8月31号成功产出合格渣油加氢产品。产出合格产品后，在20d左右逐渐提高进料量及减压渣油掺入70%的比例。

2 催化剂性能

2.1 设计混合原料和产品性质

表1列出了设计原料和350℃+的产品指标。从设计原料来看，主要加工中东原油，设计条件较为苛刻，主要生产低硫、低残炭和金属含量的渣油加氢产品，为下游催化裂化装置提供原料。

表 1 设计原料和产品性质

2.2 操作条件

装置在线连续整1年（截至2015年8月31号），图1、图2列出了一年的A系列和B系列的进料量和反应器的平均床层温度。在实际操作中，我们控制相同的残渣掺入比和床层平均温度。从图1可以看出，开工一个月，基本在设计或接近负荷运行，平均进料量约为230～250t·h-1。图2是催化剂的平均温度，可以看出从2015年5月份开始，已经在230t·h-1左右的处理量，减压渣油掺入比为70%的工况条件下稳定运行了4个月，床层平均温度没有变化，说明催化剂活性稳定，没有衰减。

图1 两系列进料

图2 5个反应器催化剂平均床层温度

2.3 原料性质和产品性质

原料和产品的密度、硫、残炭、金属含量等指标分别列在了图3～6中，可以看出原料性质略优于设计值。2015年3月份，装置加工了低硫轻质原油，进入渣油加氢装置的混合物料性质中，密度、残炭、硫含量和金属含量明显降低，在此期间产品质量也偏好。

加氢低硫渣油的产品密度约为928～930kg·m-3，密度改善为42kg·m-3；产品硫含量大部分时间为0.32wt%左右，低于设计值0.40wt%，硫转化率高于85%；产品残炭由混合原料的13.5wt%降低到低于6.0wt%，脱除率为55%～60%。原料金属含量约为70×10-6，镍钒比例为1∶1，近3个月，产品金属含量为13×10-6。

图3 原料和加氢渣油产品密度

图4 原料和加氢渣油产品硫含量

图5 原料和加氢渣油产品残炭

图6 原料和产品中的Ni+V含量

3 标定

3.1 标定原料和加氢渣油产品性质

在装置开工后近6个月后，公司在2015年2 月5～7号对400万t渣油加氢装置进行了满负荷的48h标定。标定期间尽量控制进入两个系列的原料性质相同，控制流量以及减渣掺入比例相同，并且分别在两系列的气提塔塔底液进行了采样。从标定期间采样的分析平均结果看，混合进料原料性质平均密度为973kg·m-3，硫含量为3.13wt%，残炭为13.3wt%，标定原料性质略优于设计原料性质。

从表3的气提塔塔底液采样分析结果可知，两系列加氢渣油产品性质基本相同，能够为下游催化裂化装置提供更为优质的原料。

3.2 标定工况

由图7～9可以看出，标定期间催化剂平均温度相同，约为388.2℃。减压渣油掺入比为70%，控制两系列的减压渣油和蜡油的进料量为250t·h-1。从床层放热温升和压降来看，两系列略有差别，B系列放热温升比A系列高4℃。同时发现，在原料和催化剂平均温度相同的情况下，B系列的系统压降低0.1～0.15MPa。

图7 5个反应器催化剂平均床层温度

表2 标定期间原料

表 3 标定期间气提塔塔底液分析

图8 标定期间反应器压降

图9 两列总温升标定期间

4 物料平衡

两个系列从2014年8月31号到2015年8月31号的加工物料见表4。一年的装置加工量为367.8 万t原料，装置平均在92%负荷下运行，减渣掺入比为69.8%，平均低硫渣油产品收率为87.42%。

5 结论

渣油加氢装置运行1年，加工了367.8万t物料，减压渣油掺入比为69.8%，为下游装置生产了321.5万t催化裂化原料，平均低硫加氢渣油收率为87.42%。标定结果显示，加氢低硫渣油产品硫含量为2360×10-6，残炭为5.51wt%，氮含量为551×10-6，产品（Ni+V）为11.3×10-6，完全能够满足下游加工需求。

表 4 装置物料平衡

参考文献：

［1]黄新露，曾榕辉. 加氢裂化工艺技术新进展［J］. 当代石油石化，2005，13（12）:38-41.

［2]李雪静，黎德晟，李家民. 渣油加氢技术的发展现状［J］.石化技术，2002，9（3）:172-177.

［3]李立权 ，渣油加氢技术的最新进展及技术路线选择［J］.炼油工程与技术，2010，40（4）:1-5.

［4]方向晨. 国内外渣油加氢处理技术发展现状及分析［J］.化工进展，2011，30（1）:95-104.

［5]Ancheyta J， Speight J G. Hydroprocessing of heavy oils andresidua［M］. Boca Raton: CRC Press Inc.，2007.

［6]Rana M S， Sámano V， Ancheyta J， et al. A review of recentadvances on process technologies for upgrading of heavy oils and residua［J］. Fuel，2007，86（9）: 1216-1231.

刊号： ISSN 1671-9905 CN 45-1306/TQ

广告许可证号：450104230，邮发代号：48-122，年定价：120元

中图分类号：TE 624.4+3

文献标识码：B

文章编号：1671-9905（2016）02 -0050-04

作者简介：王一程（1984-），河北卢龙人，男，工程师，任职于中国石油广西石化公司生产三部，主要从事渣油加氢装置工艺技术管理工作。电话:0777-3885990

收稿日期：2015-12-18

Operation Analysis of 4Mt/a Residue Oil Hydrodesulfurization Unit

WANG Yi-cheng1， XU Zong-kun1， WANG Zhi-yong1， LI Yan2
（1.Guangxi Petrochemical Company， CNPC， Qinzhou 535000， China； 2.Qinzhou University， Qinzhou 535000， China）