石脑油加氢装置运行总结

张先茂，陈宗杰，王 泽，王国兴

（武汉科林化工集团有限公司，湖北武汉 430223）

目前原油开采难度大，为了提高采出率，添加了不少助剂，有些助剂中含有氯化物，这些氯化物带入石脑油中，在石脑油进行加氢过程中，有机氯在高温及氢气存在的情况下发生反应生成氯化氢，对设备造成腐蚀，为后期石脑油加氢精制带来安全隐患[1，2]。石脑油可用在食用油、印刷油墨、皮革、农药、杀虫剂、化妆品、香料、化工聚合、医药以及在电子清洗等方面都有应用。石脑油一般都需要加氢精制，目的是改善颜色、提高安定性、减少腐蚀性物质和降低毒性等。烃类溶剂油一般是对各类石油馏分进一步分馏成较窄的馏分，再进行精制除去杂质而得，达到低硫、低氯、低芳、低烯、无毒、无色。

加氢精制技术是石油炼制技术重要加工单元过程。国内外现代化的炼油厂和石化联合企业，基本都采用加氢精制工艺作为提升油品质量的主要技术方法。早期炼油过程常用的酸碱洗涤法、白土吸附法、分子筛精制法等工艺生产已不能满足当今对产品质量的高要求；而加氢精制法则具有产品质量好、收率高、操作灵活、污染少等优点，是当今加工劣质石脑油或含氯石脑油的最佳方法，能有效地提高各种油品或半成品质量、而且工艺技术简单。

1 装置概况

该石脑油加氢反应部分由加氢脱硫反应器和脱氯反应器以及碱洗、水洗和精脱硫组成，加氢反应器主要是脱除石脑油中的硫、氮、氯及烯烃，有机氯被转化成无机HCl 被脱氯反应器中的脱氯剂吸附[3]，脱氯后的石脑油返回到炉前的换热器给原料预热，这样可以降低能耗也减轻了炉膛结焦，降温后的石脑油送到高低罐，最后经过碱液及精脱硫剂吸收得到净化产品。低压分离罐分离出的酸性气进入酸性气脱硫塔，脱硫后的气体从酸性气脱硫塔顶部排出至放空总管。低压分离罐分离出的油品依次进入碱洗罐、水洗罐、精脱硫反应器后送往产品罐，其工艺流程图（见图1）。

2 催化剂及预处理

盘锦某化工有限公司15×104t/a 石脑油加氢装置采用武汉科林公司开发的加氢精制催化剂W211 和脱氯剂W403 以及精脱硫剂W702。

2.1 催化剂装填

催化剂采用普通装填方法，其中W211、W403 和W702 分别装填于一反、二反和三反，装填体积分别为25.5 m3、25.5 m3、24.1 m3，计算其装填密度分别为0.68 t/m3、0.7 t/m3、0.85 t/m3。

2.2 催化剂干燥

催化剂装填后，引进氮气气密，建立反应系统氮气循环，按照预定催化剂干燥温度升温程序进行。本次干燥过程W211 和W403 串联一起干燥。2019 年9 月3日开始系统氮气置换，然后流程改为硫化流程，置换后开始以15 ℃/h～20 ℃/h 的速度提温至150 ℃，并且对加氢PLC 系统进行调试以及仪表联锁调试。3 日20:00，加氢反应器升至150 ℃，然后开始恒温干燥，在此期间对系统进行热紧，4 日9:46 温度升至178 ℃；降温至160 ℃，系统干燥完成。

2.3 催化剂硫化过程

本次仅W211 催化剂采用湿法硫化方法，硫化油为直馏石脑油，硫化剂为二甲基二硫（DMDS）。硫化条件：高反压力0.75 MPa，液空速1.0 h-1，氢油体积比400，循环氢体积分数大于85 %，催化剂W211 最高硫化温度为300 ℃。

按照预定硫化程序进行催化剂预硫化处理：

（1）9 月6 日23:00 氢气置换纯度达到89 %，对主加氢反应器开始进行硫化，先切换至硫化流程，然后开始对R5101 及R5102 进行硫化，反应器床层温度都在150 ℃，开始系统进直馏石脑油循环，进料量为14 t/h，因操作失误压缩机损坏，一时未进硫化剂；9 月7 日12:24 开始注硫，然后开始进行硫化。

（2）9 月7 日18:17 反应器温度为188 ℃，循环氢中检测到硫化氢约500 μg/g，开始以20 ℃/h～30 ℃/h升温至220 ℃，20:16 加氢反应器温度为219 ℃，恒温6 h；8 日1:50 加氢反应器温度为283 ℃，循环氢中硫化氢1 600 μg/g，2:45 循环氢硫化氢5 000 μg/g，3:42加氢反应器温度297 ℃，恒温4 h，5:00 循环氢中检出硫化氢4 000 μg/g，6:30 检出硫化氢6 000 μg/g，7:50测出硫化氢为12 000 μg/g；9 月8 日8:28 硫化结束后，开始排硫阶段，至系统硫化氢含量为500 μg/g 左右，开始将加氢反应器并入系统，整个加氢系统改为正常生产流程，加氢反应器入口温度控制在250 ℃，准备系统进石脑油原料。

图1 石脑油加氢流程图Fig.1 Hydrogenation flow chart of naphtha

3 装置运行结果

表1 石脑油原料性质Tab.1 The properties of naphtha

9 月8 日12:00 系统开始进石脑油原料，系统压力0.75 MPa，加氢反应器R5101 入口温度控制在250 ℃，进料量12 t/h，8 日20:00 产出合格产品，总硫2.74 μg/g，继续稳定运行，至9 日12:00 系统进料量提到20 t/h，反应温度仍为250 ℃，出口硫含量小于10 μg/g 左右。原料性质及新氢组成（见表1、表2）。

表2 新氢组成Tab.2 The composition of new hydrogen

盘锦某化工有限公司15×104t/a 石脑油加氢装置9月开车以来，经过三个月运行产出的加氢石脑油满足总硫小于10 μg/g 指标，博士试验和铜片腐蚀均合格。运行情况（见表3）。

4 结论

本次使用的加氢脱硫催化剂和脱氯剂完全符合工艺要求，使用效果良好。在满负荷条件下，将原料硫为604 μg/g，氯为5.92 μg/g 的石脑油转化为符合指标的石脑油，总硫小于10 μg/g，总氯小于1 μg/g。

表3 加氢反应器运行情况Tab.3 Operation of hydrogenation reactor