RHT系列渣油加氫催化劑在齊魯VRDS裝置上工業(yè)應(yīng)用技術(shù)

1、RHT系列渣油加氫催化劑在齊魯VRDS裝置上的工業(yè)應(yīng)用穆海濤孫振光齊魯石化公司勝利煉油廠（山東淄妙255431）摘要介紹了由北京石油化工研允院研制.開發(fā)、用于渣汕加氫裝宜固定床反應(yīng)器的RHT系列催化劑在 勝利煉油廠VRDS裝宜的首次匸業(yè)應(yīng)用情況。該催化劑采用自行開發(fā)的級配路線較好地結(jié)合了脫金屬劑. 脫硫劑.脫氮劑的性能持點，使整個運行周期的催化劑活性和穩(wěn)定性達(dá)到較好地匹配，已達(dá)到同類進(jìn)口催 化劑的水平。關(guān)鍵詞渣油加氫催化劑活性穩(wěn)定性1前言隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，對煉油企業(yè)生產(chǎn)淸潔汕品并做到淸潔生產(chǎn)的要求越來越高， 也越來越嚴(yán)格。渣油加氫裝置因為具有液體產(chǎn)品收率髙.環(huán)境友好等諸多優(yōu)點.使渣汕加氫

2、 成為煉廠清潔加工高硫、髙金屈渣汕的重要技術(shù)。將經(jīng)過渣油加氫脫除硫、金屬、氮等雜質(zhì) 的加氫產(chǎn)品送往催化裂化裝這作原料，不但可以生產(chǎn)出低硫、低氮髙質(zhì)量的輕質(zhì)油品，而且 大大降低對環(huán)境的污染。因此渣油加氫工藝在煉廠的地位和作用也越來越重要。勝利煉油廠渣油加氫脫硫（VRDS）裝置是國內(nèi)第一套渣油加氫處理裝置，1992年5月 26日首次開工，在渣油加氫生產(chǎn)、技術(shù)方而積累了豐富的經(jīng)驗.1999年底，該裝置加工能 力從0. 84 Mt/a擴能為1. 50 Mt/a改造中又首次引進(jìn)了美國雪弗隆（Chevron）公司的上流 式反應(yīng)器專利技術(shù)（UFR）,建設(shè)成為目前世界上唯一一套采用上流式反應(yīng)器與固左床反應(yīng)器

3、組合床工藝技術(shù)的渣油加氫處理裝宜，裝宜生產(chǎn)的主要目的就是為催化裂化裝置提供優(yōu)質(zhì)渣 油進(jìn)料。該裝宜技術(shù)先進(jìn)，工藝程度復(fù)雜，改造后投入運行表明：該裝置對提髙全廠輕汕收 率，增加經(jīng)濟效益具有非常重要的作用。石油化工科學(xué)院（RIPP）在對渣油加氫機理進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，成功開發(fā)了渣油加 氫RHT系列催化劑，并在2001年12月份通過了中石化股份公司的技術(shù)鑒左，2002年10月 利用勝利煉油廠UFR/VRDS裝宜秋季檢修換劑機會更換了固定床一個系列的催化劑為右科院 RHT系列催化劑，開始進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用，該工程同時被列入2002年中國石油化工股份公司的 科技開發(fā)工程。2 RHT系列催化劑主要物性A脈料油U

4、FR/VRDS裝置共有8臺反應(yīng)器，反應(yīng)系統(tǒng) 為并聯(lián)的A、B兩列，改造引進(jìn)的2臺上流式反 應(yīng)器分別設(shè)宜在兩列固立床反應(yīng)器的前部，使每 列達(dá)到4臺反應(yīng)器，苴中UFR和固泄床一反主要 作用是脫除渣油中的金屬（包括Hi、V. Fe等金 屬），以保護(hù)后部主催化劑，固左床二反和三反 主要裝填為脫硫、脫氮催化劑，簡化的UFR/VRDS 裝置工藝流程如圖1所示 按照作用劃分.RHT系列催化劑包括保護(hù)劑 RG-10A. RG-10B,脫金屬劑RDM-2,脫金屬脫硫 劑RMS-1,脫氮劑RSN-1以及支撐劑等，催化劑的活性組分主要為VIB和VIII族金屬，將不同的活性組分浸漬到催化劑載體上，再經(jīng)過干 燥、培燒等過

5、程，得到各種功能的渣油加氫催化劑，工業(yè)生產(chǎn)催化劑經(jīng)過單劑評價，中 圖1 UFR/VRDS裝宜A列反應(yīng)器流程簡圖 型 實 驗，結(jié)果表明催化劑的各項物性指標(biāo)都達(dá)到了使用要求，苴主要物性見表1。表1 RHT系列催化劑的主要物化性質(zhì)催化劑保護(hù)劑脫金屈劑脫金屈脫硫 劑脫氮劑型號RG-10ARG-10BRDM-2RMS-1RSN-1總孔體積/ (ml.g1)NO. 55左0550. 60$0.470 25比表面積/( in2.g)120120100$1602100當(dāng)址直徑/mm63.51. 1、18、21、3. Ox4.81. lx 1.8x 2.41. 1、2 4x4. 8強度/ (N.mnr1)102

6、10M8512. 014. 0金屬含量人%MoO3 (WO3)32. 5N556. 113. 0026. 0)NiO (CoO)M05-1. 01. 004.0)M2.73裝置開工3. 1催化劑裝填2002年10月22 0 RHT系列催化劑開始在A系列的3臺固左床反應(yīng)器中裝填，裝填過 程嚴(yán)格按照催化劑級配方案進(jìn)行，至29日全部催化劑裝填完畢。A系列3臺固左床反應(yīng)器 的裝填詳細(xì)數(shù)據(jù)見表2在催化劑裝填過程中，觀察RHT系列催化劑在催化劑的粉塵量控制 上，催化劑的粒度，均勻度都較好，催化劑的制備確實達(dá)到了較髙的水準(zhǔn)。表2 RHT系列催化劑工業(yè)裝填情況3903837363534333231302900

7、 20 40 60 80 100120140160180 200220240 260280300運轉(zhuǎn)時間/h始引進(jìn)減圧渣汕，進(jìn)入渣油切換和提溫調(diào)整的操作階段，開工轉(zhuǎn)入正常。切換渣汕期間催化劑床3. 2開工過程2002年10月31日UFR/VRDS裝置轉(zhuǎn) 入開工階段，開工過程中因為檢修新更換 的熱高分控制閥選型不合適，熱髙分汕減 液困難稍影響裝這開工進(jìn)程外，其余過程 均較正常。在關(guān)鍵步驟催化劑的升溫干 燥、催化劑預(yù)硫化、開工進(jìn)油中，均按方 案進(jìn)行，并加強了技術(shù)分析，對異常情況 及時進(jìn)行了方案調(diào)整和優(yōu)化，確保了催化 劑的工業(yè)使用。11月12日9:30裝置開圖2裝置切換渣油期間催化劑床層升溫曲線催化

8、劑型號形狀“址直徑血裝填重址/kg催化劑功能固定床一反RG系列拉西環(huán)061 460保護(hù)劑RDM-2系列媒形3.021 830脫金屬固定床二反上床層RDM-2系列媒形1. 12 791.8脫金屬RMS-1系列媒形1. 127 100脫金屬、脫硫劑d)4 mmKK惰性瓷球41 300支抹劑固定床二反下床層RMS-1系列媒形1. 126 257脫金屬、脫硫劑RDM-2系列媒形1.82 800支擦劑固定床三反上床層RMS-1系列媒形1. 122 200脫金屬、脫硫劑31 mmKK惰性瓷球41 220支擦劑固定床三反下床層6 mmKK多孔球06920保護(hù)劑RMS-1系列堞形1. 17200脫金屬、脫硫劑

9、RSN-1系列媒形1. 151061脫氮劑層反應(yīng)溫度變化情況見圖2。UFR/VRDS裝宜兩系列催化劑硫化硫平衡結(jié)果見表3。催化劑預(yù) 硫化升溫及循環(huán)氫HcS濃度、CS：注入量變化曲線見圖3c表3 UFR/VRDS裝直A、B列催化劑硫化硫平衡估算結(jié)果項目數(shù)據(jù)a列固定床催化劑裝填a/kg163 169A列催化劑裝填總重雖/kg264 580A列催化劑理論硫化需硫雖/kg20 000b列固定床催化劑裝填a/kg178 50!B列催化劑裝填總重雖/kg280 400B列催化劑理論硫化需硫雖/kg20 372入方C帶入的ft/kg26 105硫化柴油帶入的硫fit/kg2 700VG0帶入的SKfi/kg

10、17 268入方硫址合i!7kg46 073出方酸性氣出裝置帶出的硫ft/kg8 894酸性水岀裝置帶出的硫量/kg329硫化結(jié)束時系統(tǒng)殘存的硫ft/kg4 712硫化過程損失的硫雖/kg621出方硫疑合il/kg11 559催化劑上硫fi/kg31 514 (15 7591/列)催化劑硫含址（A/B）, %5. 96 / 5. 62催化劑上硫率（A/B）, % （對理論需硫雖）78. 8 / 77. 36時閭/h圖3催化劑預(yù)硫化升溫及循環(huán)氫HjS濃度、C：注入雖變化曲線105 0o o o o o o o o o o o O3 1 9 7 5 3 1 9 7 5 3 13 3 2 2 2 2

11、 2 1 1 1 1 14生產(chǎn)運行UFR/VRDS裝宜連續(xù)運轉(zhuǎn)至2003年11月20日因UFR催化劑失活停工，在更換了兩列UFR 和一反固立床脫金屬催化劑后，于2003年12月14日恢復(fù)開工，而固宦床RHT系列渣油加 氫催化劑繼續(xù)使用運行，至2004年9月本批RHT系列催化劑已累訃運行23個月，加工原料 油2.60 Mt,其中純渣油1. 94 Mt,整個運行期間RHT系列催化劑表現(xiàn)出較好的使用性能。4. 1運行總物料平衡表4為2002年11月至2004年9月UFR/VRDS裝置總的加工物料平衡,都達(dá)到了裝置 設(shè)計和生產(chǎn)要求。表4 2002年11月至2004年9月裝盍運行總物料平衡入方出方物料名

12、稱流 / (kg. h-1)占原料比例，%物料名稱流雖/(kghT占原料比例.%原料渣油1 937 78874.76酸性氣49 9201.93稀釋蠟油654 06725.24氣體38 9601. 50補充新氫36 5581. 11石腦油74 1982. 87柴油232 197S. 96蠟油223 5098. 62常壓渣油1 349 02752. 05減壓渣油650 45525.10損失9 8470. 38合計2 628 413101. 41合計2 628 413101. 414. 2運行期間主要的產(chǎn)品性質(zhì)運行期間典型的一組原料和產(chǎn)品性質(zhì)見表5,從表中數(shù)據(jù)可以看出：裝置主要的目 的產(chǎn)品3499的

13、常壓渣油係份含硫、含氮量低，殘?zhí)枯^低，金屬含量低，是優(yōu)質(zhì)的催化 裂化原料；柴汕硫含量低凝點低，是優(yōu)質(zhì)的商品柴汕，可以直接出廠或作為調(diào)合組分: 石腦汕含氮量很低，硫含雖也較低?？傮w評價各產(chǎn)品的性質(zhì)均能滿足設(shè)計條件和生產(chǎn)要 求Q表5原料和產(chǎn)品性質(zhì)項目原料渣 油538C 加氫減渣349C 加氫常渣S. %2.860.045 40.019 60. 170. 780. 49N, %0. 310. 001 10. 020.080. 260. 22CCR, %13. 540. 229. 106. 40瀝青質(zhì),%2.940. 05Ni/(pg.gd)21.30.210.0& 8V (/pg.g1)45.00.

14、 0522.311.2密度(20C)/ (kg.nr5)984.1745. 4857. 4907.2957.2923.6凝點/c039粘度(100C) / (mm-sT)136.410. 445催化劑標(biāo)定為考核RHT系列渣油催化劑的使用性能，分別于2003年1月14 0-16日、2003年7 月22 B-27日、2004年8月4日-5日對主催化劑進(jìn)行了初期.中期、末期考核標(biāo)定，在標(biāo) 怎中都特別考察了上流式反應(yīng)器出口生成油和熱低分生成油的性質(zhì)，因為根據(jù)這兩個出口生 成汕的性質(zhì)可以直接計算出固定床催化劑的各項性能指標(biāo)。5. 1初期標(biāo)定初期標(biāo)定的原料性質(zhì)見表6,表7為初期標(biāo)泄反應(yīng)催化劑的主要操作條件

15、，表8、表9為RHT系列催化劑的初期標(biāo)圧性能訃算。表6 UFR-VRDS裝直初期標(biāo)定濾后原料性質(zhì)工程2003-01-152003-01-16密度(20D/ (kg.nr3)967.6968.2運動粘度(loot)/ (mm咕少140. 9137.9康氏殘?zhí)?%14. 2412. 68S. %2.3S2.51N, %0. 150. I l熱C7瀝青質(zhì)，%3. 113.01鹽/ (mg.H)2.82.5Ni/ (pg.g1)25. 124. 5V/ (pg.g1)25.829.5Fe/ (pg.g1)28.633Ca/ (pg.g1)32.326. 1Na/ (pg-g1)2.94. 1機雜(濾后

16、)/(pgg“)70尢表7 初期標(biāo)定操作數(shù)據(jù)工程2003-01-152003-0116減渣進(jìn)(t.lr1)150150稀釋油進(jìn)料(t.lr1)1040A列進(jìn)料/ (t.h-1)9595B 列進(jìn)W (t.h-1)9595A列固定床反應(yīng)湍氣油比(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下/ (m.kL1)586518B列固定床反應(yīng)器氣油比(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)/ (m-VkL1)521497A列UFR反應(yīng)湍入口溫度廠C364. 0365.5B列UFR反應(yīng)器入口溫度廠C367.0368.0A列LTR催化劑平均溫度/C375.5376.5B列UFR 化劑平均溫度廠C376.5375.5A列固定床催化劑平均溫度廠 C376.0376.5B列固

17、定床催化劑平均溫度/C375.5375.5A列熱低分流雖/ (t.lr1)9092B列熱低分流雖/ (t.lr1)9091表8 RHT系列催化劑初期性能評價(15 0-16 0)項目密度/ (kg.m3)S, %N. %(Ni*V)/(pg.gl)RC, %A列UFR出口947. 3/944. 21. 11/1. 050. 44/0. 4425. 3/25. 08. 66/8. 41B列UFR出口919. 0/945. 21. 18/1. 260. 42/0. 3127. 6/28. 68. 76/8.64固定床出口生成汕RHT劑(A列)925. 8/928. 70. 37/0. 390. 3

18、0/0. 3011.82/11.746. 10/6. 04參比劑(B列)926. 3/938. 50. 37/0. 420. 29/0. 2617. 26/17. 765. 96/5. 79固定床雜質(zhì)脫除率，%RHT劑(A列)68. 3/61. 735. 2/35. 255. 6/55. 433.1/31.8參比劑(B列)70. 2/68. 334.4/20. 340. 6/41.035. 4/36. 35. 2中期標(biāo)定中期標(biāo)定的原料性質(zhì)如表10,表11為中期標(biāo)左時裝置的物料平衡，表12為中期標(biāo)左 反應(yīng)器出口生成油的性質(zhì)，表13為RHT系列催化劑的中期標(biāo)左性能計算，從表中數(shù)據(jù)看：A 列固左床催

19、化劑在脫硫率、脫金屬率上要好于參比劑，兩列固左床催化劑在脫殘?zhí)亢兔摰?力上基本相當(dāng)。加氫生成汕金屬含量的降低有利于減少催化裂化催化劑的消耗量，提高煉廠 的經(jīng)濟效益。表14為反應(yīng)催化劑的主要操作條件。表10 UFR-VRDS裝養(yǎng)中期標(biāo)定原料性質(zhì)項目2003-07-222003-07-252003-07-27密度(200/ (kg.m-5)983.2978.0981.6運動粘度(1000/ (rnrn-s-1)111.2118.6137.6凝固點/9111115康氏殘?zhí)浚?13.712.915.7S, %3.563. 563.33N, %0. 210. 210. 33熱C：瀝青質(zhì).%2. 72.

20、32. 7鹽/ (mg. I-1)3. 13.95.6Ni/ (Mg.g1)17.515.530.6v/ (pg.g1)54.254. 815Fe/ (pg.g1)11.28.615.6Ca/ (Mg.g1)2. 11.8三3Na/ (pg.g-1)2.21. 21.4機朵（濾后）/（pg）506070表：11中期標(biāo)定時裝直物料平衡入方出方物料名稱流ft/ (kg.h-1)占原料比例，%物料名稱流 a/ (kg.h-1)占原料比例，%原料渣油150 10980.7酸性氣4 5572.4稀釋蠟油33 59418. 1氣體1 9841. 1補充新氫2 3331.2石腦汕4 9532. 7柴油16

21、0108.6蠟油6 6203.6常壓渣油85 22145.8減壓渣油66 16735.5損失5210. 3合計186 036100. 0合汁186 036100.0表12中期標(biāo)定生成油性質(zhì)項目密度/ (kg.nr3)S, %N, %(Ni+V) / (kg.nr3)康氏殘?zhí)浚?2003-07-22A列UFR岀口965. 12. 870. 2251.611. 36B列UFR岀口963.62. 840. 2153.111.22RHT劑（A列固定床出口）932.40. 700. 1518.96. 68參比劑（B列固定床出口）928.90. 750. 1322.26.452003-07-25A列UFR

22、岀口961.32. 730. 1948. 210. 94B列UFR岀口961. 12. 620. 1945.110. 76RHT齊IJ （A列固定床出口）930.60. 610. 1316.86. 46參比劑（B列固定床出口）931. 10. 660. 1119.16. 362003-07-27A列UFR岀口963.62. 520. 3158.911. 26B列UFR岀口962.92. 400. 2957.611. 16RHT劑（A列固定床出口）931. 30. 630. 2123.36.87參比劑（B列固定床出口）929.70. 610. 2027.46. 78表13RHT系列催化劑性能計算

23、固定床催化劑朵 質(zhì)脫除率2003-07-222003-07-252003-07-27RHT劑參比劑RHT劑參比劑RHT劑參比劑脫硫率77.375.479.276.576.875.2脫氮率36.642.43& 431.537.036.0脫殘?zhí)柯?5.34& 545.145.043.343.5脫金屈率66.061.067.660.663.256.0表14中期標(biāo)定UFR/VRDS裝直操作時間2003-07-222003-07-252003-07-27反應(yīng)系列A列B列A列B列A列B列反應(yīng)器進(jìn)料&/ （t.h-1）959391.894. 895.295.3UFR平均溫度/C3873S6388388388

24、387UFR入口溫度/C3863813883S2388382UFR 一床 BAT/C386386387388387387UFR 二床 BAT/*C386386388388388386UFR 三床 BAT/*C3873853883873873S8UFR出口溫度/C388389388390388391固定床入口溫度廠 C370370370371371370一反平均溫度廠 c377376377377378377二反一床 BAT/C378378378378380378二反二床 BAT/C379378379378379379二反出口溫度廠 C381382384381384382三反一床BAT/C3793

25、78379378379376三反二床BAT/0C379378380378379378三反出口富度廠 C382382382382382382固定床反應(yīng)器氣油比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)/（m kL ）437102425377173439UFR空速0. 530.510. 530. 520. 530. 53固定床反應(yīng)器空速0. 370. 360. 370. 370. 370. 375. 3末期標(biāo)定2004年8月4日和5日對主催化劑進(jìn)行了末期標(biāo)定。至2004年8月4日，UFR催化劑 累計運轉(zhuǎn)時間為5 100 h （7個月）,固定床催化劑累計運轉(zhuǎn)時間為14 200 h （20個月）。末 期標(biāo)左的原料性質(zhì)見表15,標(biāo)泄原料

26、渣油為罐區(qū)來渣油（沙中減渣及勝利減渣的混合油）， 稀釋汕為三常減三線及焦化蠟油。表16為末期標(biāo)左時裝過的操作條件，表17為裝置的物料 平衡，表18為UFR和固左床反應(yīng)器出口生成油的性質(zhì)，表19為末期標(biāo)左時RHT系列催化劑 和參比列催化劑的性能比較。從表18催化劑性能評價看，在A列UFR生成油（即A列固圧床進(jìn)料）性質(zhì)略差的情況 下，A列固泄床生成油的性質(zhì)明顯好于B列生成油，特別是A列生成汕的硫、金屬含量和殘 炭值明顯低于B列生成汕。從固宦床脫雜質(zhì)率對比可見，RHT系列催化劑的脫硫率.脫金屬 率和脫殘?zhí)柯时葏⒈攘蟹謩e高10、16、21個百分點以上，脫氮率兩列相當(dāng)，這說明RHT系 列催化劑在末期標(biāo)龍

27、時仍具有較好的雜質(zhì)脫除性能，仍可以繼續(xù)使用。表15 UFR-VRDS裝這末期標(biāo)定原料油性質(zhì)項目2004-08-042004-08-05密度(20C)/(kgnn971. 1969.8運動粘度(100D/Ws1)17.0248. 46凝固點/92121康氏殘?zhí)?9. 8910.30S,%2. 892. 86N,%0. 440. 44熱C：瀝青質(zhì)用3. 063. 14Ni/ (pg.g1)13.713.8v/ (pg.g1)46.54.3Fe/ (pg.g1)9. 18.9Ca/ (pg.g1)2. 12.4Na/ (pg.g1)0.60.8機雜（濾后）/（Mg.gd）CC50表16末期標(biāo)定UFR

28、/VRDS裝垃操作條件項目2004-08-042001-08-05反應(yīng)系列A列B列A列B列反應(yīng)湍進(jìn)料雖/（t.hB85858585UFR平均溫度/C395395395395UFR入口溫度/C3863843S7384VFR 一床 BAT/4C393393393393UFR 二床 BAT/C396395396395VFR 三床 BAT/C397397397398UFR出口溫度廠C102400. 5102401固定床平均溫度/9395395395395固定床入口溫度廠 C386389.5388390一反平均溫度/c389390390390二反一床 BAT/0C395394395393二反二床 BAT/C397396397397二反出口溫度/C39S399398. 5400三反一床BAT/r397397397397三反二床BAT/C397397396397三反出口溫度/c399.5101100. 3402固定床反應(yīng)器氣油比(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)/(m kL1)690650562560UFR空速/f0. 480. 180. 480. 48固定床反應(yīng)器空速h-10. 350. 350. 360. 36表17末期標(biāo)定時裝這物料平衡入方出方物料名稱流S/ (kg.h-1)占原料比例，%物料名稱流量/ (kg.hT占原料比例，%原料渣油13330077.5酸性氣38002.21稀釋蠟油3870022.