渣油加氢处理_RHT_系列催化剂的工业生产和应用

2003 07 25 RH T 94. 8 388 379. 1 425 0. 53 0. 37 参比剂 94. 8 388 378. 1 377 0. 52 0. 37 2003 07 27 RH T 95. 2 388 379. 0 473 0. 53 0. 37 参比剂 95. 3 387 378. 3 439 0. 53 0. 37
发的渣油加氢处理技术 , 其系列催化剂包括 RG 10A 和 RG 10B 保护剂、 RDM 2 脱 金属剂、 RM S 1 脱金属脱硫剂、 R SN 1 脱硫脱氮剂。这些催化剂进行了 工业生产 , 并在 1. 5M t/ a U F R/ V RDS 渣油 加氢装置的固定床反应器中进行了工业应用。应用 结果表明 , 该系列 催化剂加 氢活性 和稳定 性能 都明显优于原来使用的催化剂 ( 参比剂 ) , 在相近反应条 件下 , 脱 硫率、 脱金属率 和脱残 炭率比 参比 剂可分别提高 10, 16, 21 个百分点以上。 关键词 : 渣油 加 氢处理 催化剂 工业规模 活性 稳定性
2005 年 7 月
石 油 炼 制 与 化 工 P ET RO LEU M P ROCESSIN G A N D PET RO CHEM ICA L S
第 36 卷第 7 期
渣油加氢处理( RHT) 系列催化剂的工业生产和应用
胡文景1 , 孙振光2
( 1. 中国石化集团齐鲁石化公司炼油实业部 , 山东淄博 255434; 2. 中国石油化工股 份有限公司齐鲁分公司胜利炼油厂 ) 摘要 中国石化股份有限公司石油化工科学研究院针对 中东高硫原油及国内劣质原油研究开
1 1
工业设计值 16. 76 400 0. 17 0. 21 761
反应器入口压力 / M Pa 固定床反应器反应温度 / 体积空速 / h- 1 减压渣油 混合原料 固定床反应器氢油体积比 生成油性质 密度 ( 20 ) / g 残炭 , % ( S) , % ( N) , % ( N i) / g g ( V) / g 脱硫率 , % 脱氮率 , % 脱残炭率 , % 脱金属率 , % gcm - 3 s- 1 粘度 ( 100 ) / m m 2
投用三个反应 器。催 化剂装 填好后 , 按照 UF R/ VRDS 工业装置的硫化方案进行催化剂的预硫化。 预硫化结束后 , 逐渐增加渣油原料的比例, 同时缓 慢提高反应温度, 进渣油原料大约 300h 后 , 催化剂 活性基本稳定 , 适当提高各反应器催化剂床层的反 应温度到预计值, 开始进行整体活性测定。 综合评价装置的反应压力、 体积空速和氢油比 与工业装置相近, 即反应压力 16. 5M Pa 、 体积空速 - 1 0. 22h 、 固定床反应器氢油体积比 700, 固定床反 应器温度为 385 15 , 比工 业装置 设计初 期温度 低 。在所述工艺条件下, 硫、 氮、 金属和残炭的脱
超标是限制装置长周期稳定运转的重要因素之一 , 所以在选择催化剂形状和粒度时 , 要尽可能保证催 化剂床层有大的空隙率。为了最大限度地提高使 用效率、 降低床层压降、 发挥强度优势 , 石科院开发 的 RH T 技术保护剂外型分别选用了异 型和拉西 环结构, 可有效地平衡物流、 降低压降、 延长运转周 期; 主剂 RDM 2, RM S 1, RSN 1 外型选用了自行 研制的蝶型结构, 对降低压降、 提高扩散效率并延 长使用周期起到了重要作用。 针对齐鲁分公司 1. 5M t / a U FR/ VRDS 装置 单系列固定床中所需各种催化剂数量 , 在齐茂公司 的催化剂生产线上进行了工业生产( 催化剂的工业 放 大试验在湖南长岭炼油化工有限责任公司催化
催化剂型号 反应温度 / 脱铁率 , % 脱金属 ( N i+ V ) 率 % 1) 基准为标准剂活性 , 活性不低于基准 3. 0% 为合格。 RG 10A 380 84 RG 10B 380 90
从表 1 的结果可以看出 , 工业生产的催化剂质量与 试生产的标准剂相当。
表 2 评 价原料油的性质
项 密度 ( 20 粘度 ( 100 残炭 , % ( S) , % ( N) , % ( N i) / g ( V) / g g- 1 g- 1 )/g 目 cm - 3 s1
性
质
0. 994 9 198. 8 15. 4 4. 0 0. 24 18. 1 63. 6 4. 9
第7期
胡文景等 . 渣油加氢处 理( RH T ) 系列催化剂的工业生产和应用
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催化剂经过预硫化后 , 装置切换渣油调整反应 条件进入正常操作, 装置开工连续运行至 2003 年 11 月 20 日停工 , 在更换了两列 UF R 催化剂和固 定床一反脱金属催化剂后 , 于 12 月 14 日恢复开 工, RH T 系列渣 油加氢 处理催 化剂 继续 使用运 行, 至 2004 年 11 月底本批催化剂已累计加工原料 1. 43Mt ( 其 中 纯 渣油 1. 05 Mt ) , 整个 运 行 期间 RH T 系列催化剂表现出较好的使用性能 , 整个反 应床层没有热点的出现和较高的压降产生, 为催化 裂化装置提供了大量合格的原料。说明 RH T 系 列催化剂不仅有高的活性 , 同时具有很好的活性稳 定性。 2003 年 7 月 22- 27 日对 RH T 系列催化剂进 行了中期标定。主要操作数据和催化剂性能见表
RG 系列保护剂 RD M 2 RM S 1 RSN 1
3. 5 4. 0 88. 7 33. 3 61. 9 91. 8 88. 7 34. 4 60. 2 87. 6
催化剂装填结束后 , 进行系统置换、 催化剂干 燥, 共计脱水 3 425kg ( 平均 每列脱水 1 713kg , 脱 水量大约占催化剂质量的 0. 624% ) 。预硫化用常 三线直馏柴油与减二线直馏蜡油作硫化油 , 预硫化 剂用 CS 2 。
RDM 2 380 基准 1) - 1. 9 RM S 1 390 基准 + 5. 7 基准 - 0. 3 基准 + 0. 2 基准 + 1. 6 基准 + 3. 3 基准 + 1. 1 R SN 1 390
表 1 催化剂活性评价结果
2. 2
催化剂的综合性能评价 RH T 系列催化剂综合性 能评价在 石科院设
收稿日期 : 2005 01 27。 作者简介 : 胡文景 ( 1965- ) , 男 , 高级 工程师 , 多年从事 石油加 工工作 , 现任齐鲁石化公司炼油实业部副经理。
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石
油
炼
制
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化
工
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剂厂完成 , 以试生产的催化剂作为标准剂 ) 。从齐 茂公司工业生产线上生产的催化剂的活性见表 1 。
表4 A 列各类催化剂装填比例
体积分数 , % 1. 25 18. 21 58. 22 22. 32 催化剂类别
C 7 不溶物 , %
表 3 综合评价的 条件和加氢生成油的性质
项 目 评价数据 16. 5 385 0. 176 0. 22 700 0. 935 9 28. 18 5. 87 0. 45 0. 16
2003 07 22 RH T 原料油流量 / t U FR 平均温度 / 固定床平均温度 / 固定床反应器氢油体积比 U FR 空速 / h- 1
1
5。从表 5 数据可以看出, 由齐茂公司生产的石科 院研发的 A 列 RH T 系列催化剂能够很好地满足 UF R/ VRDS 装置的需求并且具有很好的稳定性。 A 列固定床催化剂 的脱硫率、 脱金属率优于 参比 剂, 两者的 脱残 炭率、 脱 氮率 相当。 U FR/ VRDS 重油加氢装置的生成油金属含量的降低减少了催 化裂化催化剂的消耗量 , 由此提高了炼油厂的经济 效益。表 6 为更换上流式和固定床一反催化剂后 于 2004 年 8 月进行标定的数据。从表 6 可 以看 出, 在相同的进料和相近的工艺条件下, 石科院研 发的 RH T 系列催化剂的脱硫率、 脱金属率和脱残 炭率比参比剂分别高 10, 16, 21 个百分点以上, 脱 氮率两列相当 , 这说明 RH T 系列催化剂不但活性 高, 而且稳定性好, 具有更长的操作周期。
) / mm 2
除率分别为 88. 7% , 33. 3% , 91. 8% , 61. 9% , 都达 到或超过了工业装置的设计值。 3 催化剂的工业应用 齐鲁分 公 司 胜 利 炼 油 UFR/ VRDS 装 置 的 反应 部 分 分 为 A 、 B 两 列 , 2000 年 1 月 开 工 , 2002 年 10 月停工换剂。此次装 剂, A 列固定 床 一、 二、 三反应器装入的是齐茂公司生产的 RH T 系列催化 剂 , 共计 装填 163. 5t , B 列 固定 床一、 二、 三反应器 装填与 上周期 相同 的催 化剂 , 共 计 装填 178. 5t 。 从装填 量来看 , 固 定床 A 列的 催 化剂装 填量 比 B 列 少装 15. 0t 。催 化剂 的装 填 比例见表 4 。
1 前 言 近年来 , 世界原 油重 质化、 劣 质化 的问 题日 益加重, 高硫原油数量逐 年增多。 20 世纪 90 年 代中期 , 全 球 炼 油 厂 加 工 原 油 的 相 对 密 度 为 0. 851 4, 平均硫含 量为 0. 9% , 2000 年以后 , 原 油平 均 相 对 密 度 升 至 0. 863 3, 硫 含 量 升 至 1. 6% , 此外 原 油中 的 其 它 杂 质 含 量 ( F e, V, Ni 等 ) 也呈上升趋势。而市场对轻质油品的需求却 在逐年增加 , 环保法规对成品油的质量要求也日 趋严格。因此 , 重油轻质化和优质化技术越来越 受重视, 固定床渣油加氢处理技术作为渣油改质 的有效手段 , 得以迅速发展。齐鲁分公司胜利炼 油厂 840kt / a 渣 油 加 氢 脱 硫 ( VRDS ) 装 置 在 1999 年 10 月扩能改造成处理能力 1. 5M t / a ( 包 括 1. 2M t / a 减压渣油和 300kt / a 减 压蜡油 ) , 改 造中首次 引进 了 Chevro n 公 司的 上流 式反 应器 专利技术 ( UF R) , 成 为 目前 世 界 上唯 一 的 一套 采用上流式 反应器 与固定 床反 应器 组合 床工艺 技术的渣 油加 氢处 理 装置 ( U FR/ VRDS) , 已于 2000 年投产。渣油固定床加 氢处理技 术的核心 技术之一是 高性能 的渣油 加氢 处理 系列 催化剂 的开发, 为此中国石化股份有限公司石油化工科 学研究院 ( 以 下简称 石科院 ) 研究开 发了 针对中 东 高硫 原 油 及 国 内 劣 质 原 油 的 渣 油 加 氢处 理 ( RH T ) 技 术中 所使 用的 系列 催 化剂 ( 包 括 RG 10A 和 RG 10B 保 护 剂、 RDM 2 脱 金 属 剂、 RM S 1 脱金属脱硫剂、 RSN 1 脱 硫脱氮剂 ) 。该