甘彬彬（中国石油大连石化分公司，辽宁大连 116032）

【摘要】本文介绍大连石化渣油加氢装置的工艺技术特点，以及标准公司渣油加氢催化剂在大连渣油加氢装置第三周期的应用，包括催化剂装填、装置开工过程以及装置运行情况。结果表明，标准公司的催化剂具有较高的加氢脱硫、脱残炭、脱金属活性和活性稳定性，以 20w％常压渣油和 80w％减压渣油混合原料，可以生产出硫含量小于 0.35w%，残炭含量小于

5.5w%，金属含量小于 15mg/kg的加氢常渣产品，且预计装置运行周期可达到 21个月。【关键词】渣油加氢催化剂工艺周期

1、概述

大连石化 300×10⁴t/a渣油加氢脱硫装置采用美国雪佛龙公司（ CLG）固定床渣油加氢脱硫工艺技术，以俄罗斯常渣、俄罗斯减渣、沙轻减渣为原料，经催化加氢反应，脱除硫、氮、金属等杂质，降低残炭含量，为催化裂化装置提供加氢常渣产品硫含量不大于 0.35%（质量分数）、残炭不大于 5.5%（质量分数）、Ni+V不大于 15μg/g的原料，同时生产部分柴油，并副产少量石脑油和燃料气。

本装置为目前国内处理能力最大的渣油加氢装置，其工艺特点如下 : 1）反应部分设置两个系列，

每个系列可以单开单停（单开单停是指装置内两个系列分别进行正常生产和停工更换催化剂）。由于

渣油加氢脱硫装置的设计操作周期与其他主要生产装置不一致，从全厂生产安排的角度，单开单停

可以有效解决原料储存、催化裂化装置进料量等问题，并使全厂油品调配更加灵活。2）反应部分

采用热高分工艺流程，减少反应流出物冷却负荷；优化换热流程，充分回收热量，降低能耗。3）

反应器为单床层设置，易于催化剂装卸，尤其便于卸剂。4）采用炉前混氢流程，避免进料加热炉

炉管结焦。5）循环氢脱硫塔前设高压离心式分离器，以除去携带的液体烃类，减少循环氢脱硫塔

的起泡倾向，有利于循环氢脱硫的正常操作。 6）设置高压膜分离氢提浓设施，保证反应氢分压。 7）

冷低压闪蒸罐的富氢气体去加氢裂化装置脱硫后，去 PSA装置回收氢气。8）分馏部分采用主汽提

塔-分馏塔流程，在汽提塔除去轻烃和硫化氢，降低分馏塔材质要求。 9）催化剂预硫化按液相预硫

化方式设置。2、催化剂系统

通过技术交流和综合比较，渣油加氢装置第三周期 1系列催化剂选择标准公司的渣油加氢催化剂。根据中试实验结果和其它工业应用经验，标准公司推荐多种保护剂级配方案，以确保在整个运转周期内，保持较低的反应器压降。针对大连石化存在残炭难脱除的问题，加强催化剂的脱残炭能力，标准公司对主催化剂组合（见表 1）进行优化，增加了脱硫、脱残炭催化剂比例，减少了脱金属催化剂比例，以达到最好的脱硫、脱残炭、脱金属效果。

表 2.1 催化剂体系

催化剂	尺寸, mm	形状	装填堆比, kg/m3
RM-5030	5.6	三叶草	420
RM-5030	2.5	三叶草	430
RM-5030	1.3	三叶草	430
RN-412	1.3	三叶草	577
RN-5210	1.3	三叶草	595
RN-650	1.3	三叶草	568
RN-888	1.3	三叶草	703

3、催化剂装填与装置开工

时间	工作内容	备注
6月 4日 11:00	催化开始装填
6月 10日 2:00	1系列催化剂装填结束	用时 133小时
6月 20日 18:00	界面交接，投用公用工程
6月 21日 8:30	两系列反应系统引中压氮气系统升压气密
17:10	低压系统氮气气密置换
6月 22日 17:10	低压火炬并网
6月 23日 8:00	所有塔罐置换合格拆界区盲板
15:00	高压火炬并网
16:00	引柴油、拆瓦斯盲板，原料分馏系统冷油运
6月 24日 10:00	开 K1801-2
14:00	开 K1801-1，点 F1801-1/2,系统升温，催化剂干燥
6月 26日 8:00	所有温度点达到 93.3℃以上，催化剂床层温度均 >150℃
9:00	系统开始升压气密，速度 1.0MPa/hr
6月 27日 12:00	急冷氢试验，未做紧急泄压试验
16:00	开 P1802-2，反应部分进油冲洗、浸润
17:10	F1801-2点 16个主火嘴
16:50	开分馏塔底泵 P1810
17:55	开分馏炉对流段循环水泵 P1821S
18:30	开 P1802-1，反应部分进油冲洗、浸润
19:50	V1803-2见液位
6月 28日 00:50	V1803-1见液位	器壁 T<100℃
4:00	冲洗结束转热长循环，注 DMDS，2.5t/h，4t/h
	停收罐区柴油，FV8104、FV8204付线开
	注 DMDS后反应器入口向 235/232℃升温恒温硫化
15:30	硫化氢穿透，1列 7039mg/m3,2列 15319mg/m3
16:00	两系列炉出口向 245℃提温
19:30	引蜡油进两系列
21:30	投注水
6月 29日 4:00	常渣采样全为 VGO，部分转循环，外送改至西油槽
6:00	停硫化剂
14:30	两系列反应器入口升至 310℃，引罐区常渣，降 VGO	10t/h.列
20:35	开贫胺泵，建立胺循环 60t/h.列
21:00	开中段回流泵建立中段回流
6月 30日 9:00	停循环油，装置进料全部为常渣
16:00	反应进料量提至 185t/h。循环氢压缩机转速提至 9200r/min;CAT提至 330℃
7月 1日 14:00	装置所有产品合格，转合格线。
7月 8日 13:00	1系列 CAT升至 369℃，以 10t/h引三蒸馏减渣	开工正常

4、装置运转情况

4.1 装置 1系列第三周期运转总体状况

渣油加氢装置1系列第三周期催化剂至 2012年6月30日共运行365天，累计加工量 1561426t，其中渣油1543534t，氢气 17892t，平均日加工渣油 4228t。第三周期加工的原料有三蒸馏减渣、一蒸馏常渣，平均加工负荷为94.50%，其中1系列第三周期物料平衡见表2。

表4.1 第二周期物料平衡表

	项目		加工量/t	比例，％
入方		原料油	1543534	100.00
		工业氢	17892	1.16
		合计	1561426	101.16
出方		加氢常渣	1338997	86.76
		柴油	129368	8.38
		粗石脑油	37526	2.43
		其他	55535	3.59
		合计	1561426	101.16

1. 2设计原料、产品性质及操作条件
2. 2.1原料性质表 4.2 第三周期原料性质
3. 新氢气性质装置补充氢气来自氢气管网和膜分离提浓氢。

项目	设计原料性质	第三周期报价原料性质
数量(两系列)，t/d	8955	8955
密度(20℃),kg/m3	998	998
粘度(100℃),cst	320	320
MCR, w%	17.0	17.0
S, w%	3.9	3.2
N, w%	0.52	0.36
沥青质(C7不溶物),w%	5.4	5.8
金属含量 Ni+V, PPmwt	87	60
蒸馏数据 ASTM D1160 v%		℃
2		355
10		509
22		531

表 4.3 新氢性质

组成	H2	CH4	∑
mol%	～98	～0.1	100.0

温度：40℃压力：2.4MPa(G)

1. 2.3加氢渣油性质表 4.4 渣油产品性质
   1. 2.4主要操作条件
   2. 表 4.5 主要操作条件
2. 催化剂实际运行及硫、残炭、金属脱除情况为考察催化剂运转状况，对从 2011年 6月开工以来的运转数据进行整理。
3. 反应温度和反应器压降

项目	设计指标	报价指标
馏程	>350℃	>350℃
S, w%	≯0.35	≯0.35
Ni+V , PPmwt	≯15	≯15
CCR, w%	≯5.5	≯5.5

运转周期	8000小时
体积空速,h-1	0.2
原料油流量， t/d	4477.5
反应氢分压 ,SOR/EOR，MPa	17.4/17.1
气油比，SOR/EOR	759
反应器入口压力， SOR/EOR，MPa	19.45/19.88
一反入口温度，℃	≤370

在图 4.1中列出了装置的平均温度（ CAT），可见图中分别在第 45天，120天以及 320天有三处突变，第一处为装置停工处理柴油塔底再沸器，第二处为新区除渣油和重整外，其余装置停工消缺，装置降温降量，第三处为四催化停工检修，全厂加工低硫原油，导致装置进料硫含量等杂质含量均降

低，催化剂放热量减少，使反应进料温度降低，催化剂平均温度（CAT）也降低。

图 4.1 第三周期 1系列平均温度

在图 4.2中列出了每个反应器的压降，从中可以看出一反的压降从初期的 0.10MPa，运转到第 430天，一反的压降达到 0.15MPa，此外其它各反应器床层压降控制也比较好。从中可以看出装置自动反冲洗过滤器投用运行良好，标准公司推荐级配装填非常合理，以及催化剂结焦情况稳定，未造成压降大幅上升，保证了催化剂的长周期运行。

图 4.2 第三周期 1系列压降情况

4.3.2 脱硫情况

图 4.3 第三周期 1系列原料硫和渣油产品硫含量对比

原料硫含量和渣油产品硫含量见图 3，可以看出原料硫含量在 1.2%～3.6%（质量分数）之间，产品硫含量在 0.1%～0.45%（质量分数）之间，在 70天至 270天内，原料硫含量稳定在 2.4%～3.2%（质量分数）产品硫含量均在 0.22～0.4%（质量分数），能够满足现有生产要求。为了将催化剂的运行周期从设计的 11个月延长到 21个月，在实际生产过程中，对催化剂升温速度进行了一定的控制，同时相应放宽了产品硫含量指标。

4.3.3 脱残炭情况

图 4.4 第三周期 1系列原料残炭和常渣残炭含量对比图

从图 4中原料残炭含量和产品常渣残炭含量可以看出，原料残炭含量在 5w%～17 w %（质量分数）之间，产品残炭含量在 2 w %～7 w %（质量分数）之间。其中在 70天至 270天内原料残炭含量在 11%～16%（质量分数）之间，产品残炭含量在 4.5 w %～7 w %之间，且大部分数据在 6 w %左右，略高于设计指标 5.5%，主要原因是为了延长催化剂的运行周期，对催化剂提温速度进行了控制，相应放宽了产品残炭指标。

4.3.4 脱金属情况

图 4.5 第三周期 1系列原料残炭和常渣残炭含量对比图

原料金属含量和产品常渣金属含量对比图 4可以看出，原料金属含量在 30～68mg/kg之间，产品金属含量在 15mg/kg以下，完全满足生产要求。

4.3.5 装置催化剂标定情况

由于装置有两系列反应部分，为对催化剂的性能进行考核，装置与 2011年 12月 7日、8日、13日、14日分别对对原料和热低分油样进行采样分析，原料油采样时间为每天 6时，热低分油采样时间为每天 9时，以下为杂质脱除率：

表 4.6 杂质脱除率统计表（ w％）

杂质脱除率	设计值	12月 7日	12月 8日	12月 13日	12月 14日	平均值
脱硫率	91.0	88.7	88.6	89.9	92.2	90.1
脱氮率	55.8	42.9	41.7	47.4	52.5	48.1
脱残炭率	67.7	51.4	56.6	59.8	67.0	60.5
脱金属率	82.8	81.1	84.3	87.5	87.1	84.6

由以上数据可知，热低分油脱硫率和脱金属率接近设计值，脱残炭率和脱氮率低于设计值，主要原因为原料中残炭含量和氮含量远远低于设计值，在目前的反应温度下加工此种原料，催化剂体系的脱金属能力没有任何问题，脱硫能力很强基本能达到要求，脱残炭和脱氮能力还需进一步提高反应温度。

5、结论

1. ）标准公司渣油加氢催化剂具有稳定的加氢脱硫、加氢脱残炭、加氢脱金属活性，以常渣和减渣混合原料作为设计原料，可以生产出硫含量小于 0.35%(质量分数)，残炭含量小于 5.5%（质量分数），金属含量小于 15mg/kg的加氢常渣，满足催化裂化装置要求。
2. ）渣油加氢装置自开工以来，原料温度一直未达到设计值（150℃），导致反应加热炉负荷长期处于满负荷运行，加之全厂瓦斯组分不稳定，最终导致一反入口温度不稳定，且不能达到催化剂所要求的一反入口温度。此外，由于全厂物料平衡的需要，以及渣油加氢、减渣的进料比例由设计时的 80%调整为 80%～90%，导致装置脱残炭和脱硫难度加大。

3）根据目前运行情况，预计装置可以运转到 2012年 4月份，达到 21个月的运行周期。