FＨ－UDS、３9６3加氢催化剂的工业应用评价 姚立松青岛炼油化工有限责任公司 ２66５0０摘要:对FH-UDS、3９6３加氢催化剂在4.1Mｔ/a柴油加氢装置的工业应用状况进行了评价分析结合该催化剂用于生产国标柴油以及欧Ⅲ柴油两种工况,对催化剂重要工艺参数、原料及产品性质进行了比较分析，分析觉得FH-UDS+3963催化剂的脱硫、脱氮性能优良,但提高十六烷值能力局限性,并提出了一定改善措施核心词:FH－ＵDS 3963 柴油加氢 十六烷值１前言FH-UDS及３9６3加氢催化剂均为抚顺石油化工科学研究院开发FH-UDS加氢催化剂具有加氢脱硫活性高、对油品的适应性强等特点,可以在较高空速、较低氢油比条件下，生产硫含量<30０的低硫柴油，是生产清洁柴油较为抱负的加氢精制催化剂3９63加氢催化剂属于ＭＣＩ技术的核心催化剂MＣI工艺是指在加氢过程中，可使多环芳烃饱和、开环,但在开环反映过程中很少发生裂解生成小分子的反映，因此,在大幅度地提高柴油十六烷值的同步，保持了较高的柴油收率,一般状况下，采用该工艺可将柴油十六烷值提高10~1４个单位，柴油收率均不小于95%青岛炼油化工有限责任公司4.1Ｍt/a柴油加氢装置采用FＨ－ＵDＳ以及3９６３催化剂作为加氢反映主催化剂，一床装填的催化剂为FH-UＤＳ，二床装填的催化剂为3963。
装置设计重要产品为符合欧Ⅲ排放原则的柴油装置于5月建成投产,投产后由于市场需求问题,大部分时间生产国Ⅱ原则柴油,但有少部分时间生产欧Ⅲ柴油本文结合两种牌号产品柴油的生产状况,对ＦH-ＵDS+3963催化剂的脱硫、脱氮性能及提高十六烷值能力进行了评价与分析2 催化剂脱硫、脱氮性能评价2.1重要工艺参数装置生产欧Ⅲ原则柴油及国Ⅱ原则柴油的重要工艺参数见表2-1,表中同步给出了相应设计工艺参数表2-１ 生产国标柴油重要工艺参数Taｂle 2－1 Ｍain ｏperatiｏn ｐaraｍeters项 目欧Ⅲ柴油(初期）国标柴油（末期)设计(初期/末期)反映进料量/（t/h)54848８催化柴油比例／％17.9１6CAＴ/℃352３45/370总温升/℃52５０一床温升/℃31３０二床温升/℃2120体积空速/ h-12．８12.50氢油体积比3013５0反映器压力/ MＰａ７．57.６2．２ 原料及产品柴油性质装置生产欧Ⅲ原则柴油及国Ⅱ原则柴油期间,原料及产品柴油的分析数据见表2－2表2-2 原料及产品柴油性质比较Tａble 2－2 Proｐertieｓ of thrｅe diesel ｐroducｔs项目原料性质产品性质欧Ⅲ柴油国标柴油设计欧Ⅲ柴油国标柴油设计密度/（Kｇ/m３）８50.98４1.5852.３831.0HＫ/℃８５.365179．518710%/℃１8５.1１962２42１45０％/℃２7４2３827６．525890%/℃3４1３2233９.53２０95％／℃3６４.５34336１．５３4１硫含量/%1.03０1.16８0.1３２0．0１９０氮含量/％0.0１９７0.0２0．0０35十六烷值/４7．１5２2.3 脱硫、脱氮性能分析对ＦＨ－UＤS+3９63催化剂的工业应用数据进行分析，在原料硫、氮含量均与设计指标接近的状况下，投产初期反映CAT为345℃时，可生产出硫含量120ppm的精制柴油,达到设计规定。
并且，在末期生产国标柴油过程中，工况较为苛刻，装置负荷达到设计值的１１0%、体积空速达到2．81、氢油比为设计值的86%的状况下,两种催化剂在运营末期仍体现出了良好的脱硫、脱氮活性，可将产品硫含量降至125０ppｍ,氮含量降至35pｐｍ装置催化剂脱硫性能记录数据表白,反映CAT每提高1℃或进料量每减少15ｔ/h,ＦH-UDS＋3９63催化剂可将产品硫含量减少70ppm据此计算,在装置运营末期,在设计负荷下,当反映CAT达到365℃,低于设计温度5℃的状况下,精制柴油硫含量仍可达到3０0ppm两种产品柴油的氮含量此外，运营末期一床及二床温升均较设计值高出1℃，较高的温升也阐明两种催化剂在运营末期仍维持较好的活性水平综上阐明,ＦＨ－ＵDS及3963加氢催化剂的脱硫、脱氮性能良好,且具有较好的长周期运营能力固然,这与装置大部分时间是在生产国标柴油存在一定关系3 催化剂提高十六烷值能力评价与分析3.1工艺参数、原料及产品性质为便于比较，简化篇幅,采用相似工况评价催化剂提高十六烷值能力,因此工艺参数同表2-1，原料及产品性质同表２－2由于国标柴油对十六烷值并无指标规定,因此,此处以欧Ⅲ柴油的生产工况评价FH-ＵDＳ及３96３加氢催化剂的提高十六烷值能力。
３．2提高十六烷值能力评价 表２-2的数据表白，与设计可将柴油十六烷值提高１0相比,FH-UＤS+39６３加氢催化剂实际仅可以将十六烷值提高4，这也就导致了在欧Ⅲ柴油十六烷值≮49的规定下，作为原料柴油中十六烷值最低(仅为２0左右)的催化柴油，其所占比例最高只能达到７%,远低于设计值的１6％同步，为了在这一比例下尽量维持较高的提高十六烷值能力,装置解决量降至设计负荷的80%,催化剂空速降至2.0，氢油比提至40０催化剂提高十六烷值能力的局限性,形成了装置生产的一大瓶颈3.3 提高十六烷值能力局限性因素分析作为分析根据，此处引入FＨ-UＤS及3963催化剂的工业应用成功案例FＨ-ＵDS催化剂作为超低硫加氢催化剂在工业上应用广泛茂名石化2６0万吨/年柴油加氢装置采用FH-ＵＤS作为主催化剂，进行了超低硫柴油的生产在表3-1的反映条件下，将硫含量为１.35%的原料柴油加工为硫含量不不小于50ppm的产品柴油，同步将柴油十六烷值由４7提高至51表3-１ FＨ—UDＳ催化剂反映操作条件反映工况工况1工况2反映器入口温度/℃３２６３2０反映器出口温度℃375383体积空速/ ｈ－１１.7９1.5４氢油体积比３59363高分压力/ MPa6.726.553９6３催化剂作为ＭCI技术的主催化剂，在提高柴油十六烷值方面显现出了巨大优势。
１9９９年7月，大连石化公司8O万t／ａ柴油加氢精制以3９６3作为主催化剂，将十六烷值为３7.6的原料柴油，加工出十六烷值为49的产品柴油，十六烷值提高了11．4，柴油硫含量由由79０ppm降至15pｐm其重要反映条件见表3-2表3-２ 大连石化396３催化剂反映操作条件反映工况工况1工况2反映器入口温度／℃283２83反映器出口温度℃339３47体积空速/ h－１0.790.７9氢油体积比67074０高分压力／ MPａ5.9８5.53 综合以上工业应用案例，对青岛炼化柴油加氢装置ＦH-UDS＋3９６3催化剂的提高十六烷值能力局限性的因素进行分析,觉得重要因素为如下几种方面：（1)3963催化剂装填比例过低,无法满足提高十六烷值规定以上两个案例表白,作为MCI技术的主催化剂，3963催化剂提高十六烷值的能力要明显高于ＦH-ＵDS，FＨ-UDS的最大优势在于超深度脱硫青岛炼化柴油加氢装置FH-UDS与3963催化剂的装填体积比为1.77：1,3９63催化剂装填量偏低虽然装置设计总体积空速为2.5，但事实上,FH-UＤS的体积空速为３.91,而3963催化剂的体积空速更是高达６．93。
大连石化的应用案例中，3963的空速仅为0.７9，两者相差接近十倍虽然FH－ＵＤS也有一定的提高十六烷值能力,但局限性以弥补（2）焦化汽油的存在，严重制约了MＣＩ技术的发挥MCＩ技术的本质就是在最大限度脱硫、脱氮、提高十六烷值的同步，得到较高柴油收率按该技术规定,柴油收率可达到95%以上，而在我们目前的原料配比状况下，柴油收率是不也许达到该规定的也就是说，我们目前的原料配比水平不符合ＭCI技术的应用规定从加氢反映理论方面加以分析，加氢脱硫存在竞争关系最容易脱除的反映一方面进行,另一方面才进行中档限度的反映,而后是最难脱除的反映加氢脱硫最难脱除的是4,6---二甲基二苯并噻吩,因此开发了FＨ-UDS、3963这样的高脱硫性能催化剂但在如此大量的焦化汽油面前,其中的轻组分过多,类似4，6--－二甲基二苯并噻吩的脱硫反映难以得到充足进行这也是我们的精制柴油始终无法达到50ppm如下的因素十六烷值的问题类似，MＣI技术的反映原理就是芳烃开环,但不断裂MIＣ技术无论是用3963还是FH-UDＳ作为主催化剂，该技术对于催化柴油、焦化柴油、直馏柴油均有明显提高十六烷值的功能,具体提高幅度视所用催化剂、反映条件及三种原料的组合比例而定,但至少也可以提高4个数值,高者可达到1１个数值。
但需要指出的是:以上ＭCＩ技术的应用过程中，其所加工的原料都不涉及焦化汽油本次柴油加氢装置进料涉及了平均60ｔ/ｈ的焦化汽油，如此大量的焦化汽油的存在，导致芳烃开环反映由于低碳烃类的脱硫反映、低碳烯烃的加氢饱和反映等的竞争关系,难以达到抱负规定4结语综合以上评价与分析，得出如下结论：（１）ＦH-UＤS＋3９６３催化剂脱硫、脱氮性能优良,且失活速度正常，具有较好的长周期运营能力２)FH-UDＳ+3９６３催化剂提高十六烷值能力未达到设计规定,有待改善3)分析觉得，FＨ-UDS+３9６3催化剂提高十六烷值能力局限性,重要因素在于原料中焦化汽油的存在以及396３装填比例偏低参照文献:1.中国石油化工总公司.石油及石油化工产品原则汇编续编.北京:中国原则出版社，1９99，40～43.2.侯芙生等.炼油工程师手册.北京 ：石油工业出版社，1９95,207~2２7.CＯMPARISON ＡＮD AＮALYSIＳ OF TＨREＥ ＰRODＵCTＩＯN PRＯCESS ＩN 4.1 Mt/a DＩESEＬ HYDROＦININＧ UＮIＴ Zong XｉaohｕｉAｂstrａct： To rａise tｈe economic benefitｓ of 4.1 Mt／a dieseｌ hyｄrｏfｉnｉng ｕｎｉt， the ｐｒｏdｕction proceｓs oｆ GB stａnｄaｒd, Eｕro Ⅲ standaｒd aｎd exｐort tｏ Ａfriｃa diesｅｌ wｅｒe compaｒed. Aｃcoｒding tｏ tｈe ｔhrｅｅ diｅsｅl pｒｏｄucts, tｈe ｍaｉn opｅratｉon paraｍeｔerｓ, hｙｄrｏgen coｎｓumｐｔiｏn aｎd eｎｅrgy cｏnsuｍpｔion wｅre anａlyzed. Ｔhe proｃｅｓs and ｐroｆit ｂasｉs was provｉded foｒ ｔhｉs plａnt. Key Wｏrdｓ： hyｄｒofinｉｎｇ; ＧＢ ｓtandard dieｓeｌ; Euro Ⅲ ｓtaｎdard; economｉc beneｆｉts； 。