RHT系列渣油加氢催化剂在齐鲁VRDS装置上的工业应用(1).doc

 RHT系列渣油加氢催化剂在齐鲁VＲDS装置上的工业应用 穆海涛　　　孙振光　 　 齐鲁石化公司胜利炼油厂（山东淄博255４３4） 摘要 介绍了由北京石油化工研究院研制、开发、用于渣油加氢装置固定床反应器的RHＴ系列催化剂在胜利炼油厂ＶＲDS装置的首次工业应用情况该催化剂采用自行开发的级配路线,较好地结合了脱金属剂、脱硫剂、脱氮剂的性能特点，使整个运行周期的催化剂活性和稳定性达到较好地匹配,已达到同类进口催化剂的水平关键词 　渣油加氢　 催化剂　 活性 　稳定性 　 1 前言随着环保法规的日益严格，对炼油企业生产清洁油品并做到清洁生产的要求越来越高，也越来越严格渣油加氢装置因为具有液体产品收率高、环境友好等诸多优点,使渣油加氢成为炼厂清洁加工高硫、高金属渣油的重要技术将经过渣油加氢脱除硫、金属、氮等杂质的加氢产品送往催化裂化装置作原料,不但可以生产出低硫、低氮高质量的轻质油品，而且大大降低对环境的污染因此渣油加氢工艺在炼厂的地位和作用也越来越重要胜利炼油厂渣油加氢脱硫（VRDＳ）装置是国内第一套渣油加氢处理装置，199２年5月26日首次开工,在渣油加氢生产、技术方面积累了丰富的经验。

1999年底，该装置加工能力从０84 Mｔ/a扩能为1．50 Mt/a,改造中又首次引进了美国雪弗隆(Cheｖron)公司的上流式反应器专利技术（UＦR)，建设成为目前世界上唯一一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，装置生产的主要目的就是为催化裂化装置提供优质渣油进料该装置技术先进，工艺程度复杂，改造后投入运行表明：该装置对提高全厂轻油收率,增加经济效益具有非常重要的作用石油化工科学院(RIPP）在对渣油加氢机理进行深入研究的基础上，成功开发了渣油加氢RＨT系列催化剂，并在2001年12月份通过了中石化股份公司的技术鉴定，2０0２年１0月利用胜利炼油厂UFR／VRＤS装置秋季检修换剂机会更换了固定床一个系列的催化剂为石科院ＲＨT系列催化剂，开始进行工业应用，该项目同时被列入2００２年中国石油化工股份公司的科技开发项目2 　RHT系列催化剂主要物性UＦR/VRDS装置共有8台反应器,反应系统为并联的A、B两列,改造引进的2台上流式反应器分别设置在两列固定床反应器的前部，使每列达到4台反应器，其中UＦR和固定床一反主要作用是脱除渣油中的金属(包括Ｎi、Ｖ、Ｆｅ等金属）,以保护后部主催化剂,固定床二反和三反主要装填为脱硫、脱氮催化剂，简化的UＦR/VRDS装置工艺流程如图1所示。

图1 UFＲ/VRＤＳ装置Ａ列反应器流程简图  按照作用划分，RHT系列催化剂包括保护剂ＲG－10A、ＲG－10Ｂ,脱金属剂ＲDＭ-2，脱金属脱硫剂RMＳ－１,脱氮剂ＲSN—1以及支撑剂等，催化剂的活性组分主要为ＶIＢ和VＩII族金属，将不同的活性组分浸渍到催化剂载体上,再经过干燥、培烧等过程,得到各种功能的渣油加氢催化剂，工业生产催化剂经过单剂评价，中型试验，结果表明催化剂的各项物性指标都达到了使用要求，其主要物性见表1表1 　　ＲHT系列催化剂的主要物化性质催化剂保护剂脱金属剂脱金属脱硫剂脱氮剂型 号RG－10ARG—１０BRＤM-2RMＳ-1RSN-1总孔体积/(ｍlg－1)≥0.5５≥0.５5≥0６０≥0.47≥0.2５比表面积/（ m2g—1）≥1２0≥１2０≥100≥16０≥100当量直径/mm63.51.１、1．8、2．4、30、4．8１．1、18、2.41．1、2.4、4．8强度/（Nmm－1)≥10≥１0≥85≥12.0≥1４0金属含量/,%     MｏＯ3 (WO3）≥25≥5．5≥6.４≥１３０(≥２6．0）NiO (ＣoO)≥0０≥1．０（≥４．0)≥2。

７ 3 装置开工３.1　催化剂装填20０2年10月22日RHT系列催化剂开始在A系列的3台固定床反应器中装填，装填过程严格按照催化剂级配方案进行,至2９日全部催化剂装填完毕.A系列3台固定床反应器的装填详细数据见表2在催化剂装填过程中,观察RHT系列催化剂在催化剂的粉尘量控制上，催化剂的粒度,均匀度都较好，催化剂的制备确实达到了较高的水准 　表2 　RHT系列催化剂工业装填情况催化剂型号形状当量直径/mm装填重量/kg催化剂功能固定床一反RG系列拉西环Φ61 46０保护剂ＲDＭ—２系列蝶形3.021 ８3０脱金属固定床二反上床层RDM—2系列蝶形1.１2　7９1.８脱金属RMS-１系列蝶形1127 １00脱金属、脱硫剂ф4 ｍmKＫ惰性瓷球 Φ41　30０支撑剂固定床二反下床层RMS—1系列蝶形１．１2６ 257脱金属、脱硫剂RＤM—2系列蝶形4.82　800支撑剂固定床三反上床层ＲＭS—1系列蝶形1.122　２0０脱金属、脱硫剂Ф４ ｍmKＫ惰性瓷球 Φ41　220支撑剂固定床三反下床层Ф６ ｍｍKＫ多孔球 Φ692０保护剂RMS-１系列蝶形1.1720０脱金属、脱硫剂RSN—1系列蝶形1．1５1061脱氮剂 3．２ 　开工过程图2 装置切换渣油期间催化剂床层升温曲线2002年１0月31日UＦＲ/VRDS装置转入开工阶段，开工过程中因为检修新更换的热高分控制阀选型不合适,热高分油减液困难稍影响装置开工进程外，其余过程均较正常。

在关键步骤催化剂的升温干燥、催化剂预硫化、开工进油中,均按方案进行,并加强了技术分析,对异常情况及时进行了方案调整和优化,确保了催化剂的工业使用１1月１2日9:30装置开始引进减压渣油,进入渣油切换和提温调整的操作阶段,开工转入正常.切换渣油期间催化剂床层反应温度变化情况见图2ＵFR/ＶRDＳ装置两系列催化剂硫化硫平衡结果见表3.催化剂预硫化升温及循环氢H2Ｓ浓度、ＣS2注入量变化曲线见图3. 表３　 ＵＦＲ/ＶＲＤＳ装置A、B列催化剂硫化硫平衡估算结果 项 　 目数据A列固定床催化剂装填量／ｋg16３ ４6９Ａ列催化剂装填总重量/kｇ264 580A列催化剂理论硫化需硫量/kg20 000B列固定床催化剂装填量／kg1７8 ５０４B列催化剂装填总重量/kg２8０　4０0B列催化剂理论硫化需硫量/ｋg20 37２入方ＣS２带入的硫量/ｋg26 105硫化柴油带入的硫量/kg２ ７00VGO带入的硫量/kg 1７　26８入方硫量合计/kｇ46 073出方酸性气出装置带出的硫量/kg8 8９4酸性水出装置带出的硫量／kｇ329硫化结束时系统残存的硫量/ｋg4　7１2硫化过程损失的硫量/kg６24出方硫量合计/kｇ1４ 5５９催化剂上硫量/ｋg31 514（15 7５９t／列）催化剂硫含量(Ａ/B),％5.96 / ５．62催化剂上硫率(A／B）,%（对理论需硫量）78。

８ /　77３6 图３　 催化剂预硫化升温及循环氢H２S浓度、CS2注入量变化曲线 4 　生产运行UFＲ／VRＤS装置连续运转至2003年11月20日因UFR催化剂失活停工，在更换了两列UＦR和一反固定床脱金属催化剂后,于200３年12月14日恢复开工,而固定床RＨＴ系列渣油加氢催化剂继续使用运行，至2004年9月本批RHＴ系列催化剂已累计运行23个月，加工原料油260　Mt,其中纯渣油１．94 Mt,整个运行期间ＲHT系列催化剂表现出较好的使用性能.4．１ 运行总物料平衡表4为2０02年11月至2004年9月ＵFR/ＶＲＤS装置总的加工物料平衡,都达到了装置设计和生产要求表4 ２002年１1月至2004年9月装置运行总物料平衡入 　方出　　 方物料名称流量/（ｋgh—1）占原料比例,%物料名称流量/(kｇ.h-1)占原料比例，%原料渣油１　937 78874．76酸性气4９　９20１９3稀释蜡油654 06７2５24气体３8　９６０150补充新氢36 558１.4１石脑油74 49８2．8７   柴油232 1978．96   蜡油2２３ 50９862   常压渣油１　3４9 02752.05   减压渣油650 455２5.１0   损失9 ８４70.38合计2 628 413101.４1合计２ ６28　41３1０１.41 ４.2　运行期间主要的产品性质运行期间典型的一组原料和产品性质见表5，从表中数据可以看出:装置主要的目的产品＞３4９℃的常压渣油馏份含硫、含氮量低，残炭较低,金属含量低，是优质的催化裂化原料;柴油硫含量低，凝点低，是优质的商品柴油，可以直接出厂或作为调合组分；石脑油含氮量很低，硫含量也较低。

总体评价各产品的性质均能满足设计条件和生产要求 表5　 　原料和产品性质项　 目原料渣油＜160℃石脑油160～349℃柴油349~５３8℃加氢VGO＞53８℃加氢减渣>３49℃加氢常渣S,％2．８600４5 40.0１9 6０49Ｎ,％0.３40.00１ 10０２０.080．260．22CCＲ，％13.54  0406．40沥青质,%2．９4  ＜０.0５  Ni/（µgg－１）21.3  <0．2１０．068Ｖ（/µg．g-1)４5.0  00５22.3112密度（20℃） /(kg．m－3）984.1７454857．4907.2957.2９23６凝点/℃  <—2０39  粘度（100℃） /（mｍ 2s –1）1３6．4  １044  5　催化剂标定为考核ＲHT系列渣油催化剂的使用性能，分别于2０03年1月14日－1６日、2003年7月22日—２7日、2004年8月4日-５日对主催化剂进行了初期、中期、末期考核标定,在标定中都特别考察了上流式反应器出口生成油和热低分生成油的性质，因为根据这两个出口生成油的性质可以直接计算出固定床催化剂的各项性能指标5．1 初期标定初期标定的原料性质见表6，表7为初期标定反应催化剂的主要操作条件,表８、表9为ＲHT系列催化剂的初期标定性能计算。

表6 　UＦR—VＲＤS装置初期标定滤后原料性质项 　　 目２00３-01-1520０3-0１—1６密度(２0℃)/（ｋg.ｍ-３）9６7.69６8.2运动粘度(１00℃） ／（mm ２s –１）１40.９１379康氏残炭/％14．２41２.68Ｓ，％2３82．５1N，％。