低成本航煤加氫精制技術(shù)的研究及應(yīng)用

　　摘要：低成本直餾航煤的加氫精制的相關(guān)技術(shù)，具有緩和的操作條件，選擇適宜的加氫催化劑，其所產(chǎn)出的航煤產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定以及裝置投資和運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)已有17套工業(yè)裝置采用FRIPP低成本航煤加氫技術(shù)，為企業(yè)運(yùn)行帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

　　關(guān)鍵詞：航煤,加氫精制,液相加氫

　　伴隨國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)噴氣燃料的需求也迅速增長(zhǎng)，據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示[1]，2014年國(guó)內(nèi)航煤產(chǎn)量為3001萬t，同比增加19%。目前，我國(guó)航煤產(chǎn)量約占原油加工量的4%，主要來源于原油常壓蒸餾出的直餾航煤餾分，二次加工的航煤產(chǎn)量占據(jù)的仹額較小。直餾煤油的加工工藝分為加氫和非加氫技術(shù)兩種，相比之下，加氫工藝對(duì)原料油的適應(yīng)性和裝置的易操作性要強(qiáng)得多，因而加氫工藝正逐步取代傳統(tǒng)非加氫工藝[2]。

　　撫順石油化工研究院(FRIPP)是國(guó)內(nèi)最早進(jìn)行航煤加氫技術(shù)相關(guān)研究的專業(yè)科研機(jī)構(gòu)，本文主要介紹由FRIPP開發(fā)的低成本航煤加氫精制技術(shù)[3-6]，該技術(shù)主要對(duì)直餾航煤進(jìn)行脫硫醇、降酸值和改善顏色等。該技術(shù)分為低壓航煤加氫技術(shù)和航煤液相加氫技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)已有17套工業(yè)裝置采用FRIPP的航煤加氫技術(shù)。

　　1低壓航煤加氫技術(shù)

　　1.1低壓航煤加氫催化劑的開發(fā)

　　FRIPP針對(duì)輕質(zhì)餾分油于上世紀(jì)90年代成功開發(fā)了FDS-4A催化劑，該催化劑具有加氫活性好、裝填均勻裝填方便等特點(diǎn)，受到國(guó)內(nèi)煉油企業(yè)的青睞，已在國(guó)內(nèi)數(shù)十套次煤油加氫裝置上成功應(yīng)用。為進(jìn)一步提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，F(xiàn)RIPP于2004年在總結(jié)FDS-4A的基礎(chǔ)上，通過催化劑載體改性、調(diào)節(jié)金屬與載體的相互作用及優(yōu)化催化劑的制備方法，開發(fā)出了性能更加優(yōu)異的FH-40系列輕質(zhì)餾分油加氫精制催化劑，其中FH-40B催化劑尤其適合低壓航煤加氫。

　　新開發(fā)的FH-40B催化劑不僅活性優(yōu)于FDS-4A催化劑，而且裝填堆比較FDS-4A明顯降低，單位體積內(nèi)催化劑使用量大幅降低，具有更好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。以某輕質(zhì)石腦油為原料，以國(guó)內(nèi)外同類型催化劑作為對(duì)比劑，考察FH-40B催化劑的活性。對(duì)比結(jié)果表明，在處理輕質(zhì)油時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到同樣的效果，與國(guó)內(nèi)外的對(duì)比劑相比，F(xiàn)H-40B催化劑的反應(yīng)溫度低10℃以上，表明FH-40B具有更好的加氫脫硫活性。

　　1.2低壓航煤加氫工藝研究

　　根據(jù)直餾航煤加氫精制的特點(diǎn)，可在較緩和的條件下實(shí)現(xiàn)航煤的精制目的。FRIPP以國(guó)內(nèi)典型的直餾航煤作為原料，使用FDS-4A催化劑和FH-40B催化劑在緩和的條件下進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于直餾航煤原料，在氫分壓0.5~1.6MPa、體積空速2.5~4.5h-1、氫油比80~150、反應(yīng)溫度210~290℃條件下即可實(shí)現(xiàn)航煤加氫精制的目的。

　　1.3工業(yè)應(yīng)用

　　茂名石化120萬t/a航煤加氫裝置，選用FDS-4A催化劑，生產(chǎn)的產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2014年茂名石化120萬t/a航煤加氫裝置進(jìn)行催化劑更換，選用了新一代的FH-40B催化劑。在裝置開工初期，航煤產(chǎn)品的銀片腐蝕即能達(dá)到合格，其余各項(xiàng)指標(biāo)也滿足要求。在相同的反應(yīng)溫度和反應(yīng)壓力下，F(xiàn)H-40B催化劑空速提高到4.5h-1,氫油比降低至100，產(chǎn)品能夠滿足航煤產(chǎn)品要求。對(duì)比FDS-4A工業(yè)應(yīng)用結(jié)果，F(xiàn)H-40B精制航煤產(chǎn)品硫和硫醇含量更低。

　　1.4技術(shù)特點(diǎn)

　　FRIPP開發(fā)的低壓航煤加氫技術(shù)，具有如下特點(diǎn)：(1)操作條件緩和，操作壓力和氫油比均較低，空速較大，可利用氫氣管網(wǎng)壓力，不需要增壓機(jī)，采用一次通過流程省略循環(huán)壓縮機(jī)，可大幅降低裝置投資和運(yùn)行成本;(2)開發(fā)了新一代適用于低壓加氫、活性較高的專用催化劑。其低溫活性高，穩(wěn)定性好，使用壽命長(zhǎng)，其第一周期的壽命不小于36個(gè)月，可再生使用，總壽命不小于108個(gè)月。(3)反應(yīng)性能好，加氫產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定，可將噴氣燃料的總酸值和硫醇降到很低水平，不設(shè)加氫產(chǎn)物脫硫裝置即可使加氫產(chǎn)品的腐蝕性合格(銅片腐蝕和銀片腐蝕均合格)。

　　2航煤液相加氫技術(shù)

　　2.1航煤液相加氫技術(shù)的開發(fā)

　　FRIPP在開發(fā)低壓航煤加氫過程中發(fā)現(xiàn)，低壓航煤加氫為氣固液三相反應(yīng)，而氣相氫氣大量富余，不參與仸何反應(yīng)，對(duì)裝置運(yùn)行能耗降低存在瓶頸。FRIPP在低壓航煤加氫技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合近年來開發(fā)的低能耗的SRH液相循環(huán)加氫技術(shù)，開發(fā)低投資及低運(yùn)行成本的航煤液相加氫技術(shù)。該技術(shù)使航煤原料與氫氣混合，溶解氫氣進(jìn)行加氫反應(yīng)，幵進(jìn)行脫硫醇、降酸值和改善顏色等反應(yīng)。該技術(shù)的開發(fā)可取消循環(huán)氫氣壓縮機(jī)，因此可大幅度降低裝置投資和操作費(fèi)用。由于裝置反應(yīng)系統(tǒng)不存在循環(huán)氫氣，避免富余的氫氣損失，進(jìn)而解決煉油企業(yè)氫資源不足的問題;由于航煤加氫所需的化學(xué)氫耗比較低，航煤液相加氫裝置無需循環(huán)泵，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本。

　　2.2航煤液相加氫工藝研究

　　在液相循環(huán)加氫中試裝置上，進(jìn)行常一線原料油的加氫實(shí)驗(yàn)。根據(jù)航煤加氫的目的(脫硫醇硫)，可以通過一次混氫和生成油一次通過的流程，進(jìn)行中試實(shí)驗(yàn)。航煤中的硫醇硫在高空速下能夠降低至小于10ppm，實(shí)際膠質(zhì)為1mg/100mL，表明該催化劑具有很好的加氫脫硫活性，同時(shí)說明液相加氫技術(shù)處理航煤加氫具有很好的效果。從中試結(jié)果可見，為了滿足3#噴氣燃料產(chǎn)品質(zhì)量的需要可以采用低氫耗的液相加氫技術(shù)。

　　2.3航煤液相加氫工業(yè)應(yīng)用

　　航煤液相加氫技術(shù)于2012年9月在國(guó)內(nèi)某煉化公司實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。該公司利用汽油選擇性加氫裝置改造的80萬t/a航煤液相加氫裝置，該裝置2012年9月投產(chǎn)，10月通過航鑒委驗(yàn)收后正式投入生產(chǎn)。該裝置從2012年10月一直連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)至2016年4月，產(chǎn)品質(zhì)量滿足航煤質(zhì)量要求，該技術(shù)表現(xiàn)了良好的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。

　　2017年，該公司為進(jìn)一步提高航煤產(chǎn)量，將200萬t/a柴油加氫裝置改造成230萬t/a航煤液相加氫裝置。同年，裝置投產(chǎn)幵通過航鑒委驗(yàn)收。該裝置所加工原料油的性質(zhì)和運(yùn)行工冴及產(chǎn)品的性質(zhì)。

　　3結(jié)論

　　(1)FRIPP開發(fā)的低成本航煤加氫精制技術(shù)，具有投資成本小，運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，幵具備操作條件緩和，催化劑活性高，壽命長(zhǎng)，加氫產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，屬于先進(jìn)、可靠的技術(shù);(2)工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明，低壓航煤加氫工業(yè)裝置操作條件緩和，運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)，能夠做到低成本運(yùn)行的要求，為企業(yè)帶來顯著地經(jīng)濟(jì)效益;(3)FRIPP在低壓航煤加氫技術(shù)基礎(chǔ)上，開發(fā)的航煤液相加氫裝置，在滿足裝置平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)和航煤產(chǎn)品質(zhì)量平穩(wěn)的同時(shí)，滿足降低企業(yè)投資成本和低成本運(yùn)行的要求。

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　　關(guān)鍵詞：化工制藥;生產(chǎn)工藝;工藝優(yōu)化

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