FH-40C催化剂在200万t/a焦化汽柴油加氢装置上的工业应用

李士才，宋永一，姜龙雨

（1. 中国石化抚顺石油化工研究院， 辽宁 抚顺 113001； 2. 中海石油炼化有限责任公司惠州分公司， 广东 惠州 516084）

惠州分公司200万t/a焦化汽柴油加氢精制装置由洛阳石化工程公司设计，中国石化集团第四建设公司负责建设安装。高技术起点的惠州炼油项目要求该装置的单程运行周期达到4年。不考虑设备因素，单从加工工艺角度来讲，保持催化剂的周期活性，是满足4年周期运行的关键。如何避免或减少造成催化剂减活的影响因素尤为重要，因此，该装置设置两台反应器，一反采用HP系列保护剂（捕硅剂），二反采用FRIPP研制开发的FH-40C轻质馏分油加氢催化剂和工艺技术。该项目的工业应用成功，标志着FH-40C催化剂在焦化汽柴油加氢方面也具有良好的适应性。

惠州分公司焦化汽柴油加氢精制装置设计规模为200万t/a，年开工时数为8 400 h，原料为焦化汽油和焦化柴油的混合原料，氢气主要使用连续重整装置的副产氢气。主要产品是精制石脑油和精制柴油。精制石脑油作为乙烯装置原料，精制柴油（馏程>160 ℃）满足欧Ⅳ标准，硫含量≯50μg/g，十六烷值≮51，作为全厂柴油产品调和组分。装置主要由反应、分馏、气体脱硫和公用工程四部分组成，反应采用双反应器五床层配置，分馏部分采用产品分馏塔+石脑油稳定塔工艺技术，有效地降低装置能耗。

1 催化剂性能及匹配技术方案

1.1 主催化剂性能

FRIPP在总结成功开发 481-3催化剂[1,2]及FDS-4A催化剂[3,4]经验的基础上，通过制备性能优异的大孔容高比表面积改性氧化铝载体、调节金属与载体间相互作用及优化催化剂制备方法等改进措施，开发了性能优异的 FH-40A/FH-40B新一代轻质馏分油加氢精制催化剂[5-7]。在FH-40A和FH-40B催化剂载体的基础上，FRIPP又开发了一种新型改性氧化铝。该氧化铝载体比 FH-40A/FH-40B催化剂所用载体具有更大的孔容和比表面积，有效提高了活性金属的分散性能。FH-40C催化剂[8,9]采用新型改性氧化铝为载体，通过调节活性金属与载体间相互作用，产生更多活性更高的边缘活性中心，从而显著提高了催化剂的加氢精制活性。

1.2 FH-40C催化剂的活性水平

分别以大庆焦化汽油和沙轻常顶为原料油，以FH-40A催化剂为参比剂，进行了FH-40C催化剂活性对比评价。催化剂物化性质见表 1。评价结果分别见表2和表3。

表1 FH-40A和FH-40C催化剂物化性质Table 1 The physical and chemical characters of FH-40A/Ccatalysts

表2 FH-40C和FH-40A催化剂处理大庆焦化汽油活性对比结果Table 2 The contrast activity of FH-40A/C catalyst used in Daqing coker naphtha hydrotreating

表3 FH-40C和FH-40A催化剂处理沙轻常顶活性对比结果Table 3 The contrast activity of FH-40A/C catalyst used in Arabian SR naphtha hydrotreating

1.3 FH-40C催化剂稳定性试验

以大庆焦化汽油为原料油，在氢分压3.0 MPa、体积空速1.5 h-1、氢油体积比500︰1、反应温度290℃条件下进行了1 000 h稳定性试验。试验结果见表4。从表4可以看出，FH-40C催化剂具有非常好的稳定性。

表4 FH-40C催化剂稳定性试验结果Table 4 The stability result of FH-40C catalyst

1.4 催化剂匹配技术方案

针对惠州200万t/a年加氢装置加工的原料是焦化汽柴油，原料含有少量20μm以下的焦粉，烯烃和二烯烃含量高，易结焦，并含有硅、铁、镍等金属杂质。在物料进入加氢反应器催化剂床层之前，采取一定的措施消除以上物质对加氢催化剂带来的影响是行之有效的方法。

考虑到原料硅含量较高，为防止硅影响加氢精制催化剂活性，单独设置了一台加氢保护反应器，内装HP系列加氢脱硅保护剂，并进行功能分区，达到容杂、防结焦和捕硅作用，达到保护主催化剂的目的。

因此，该装置设置了两台加氢反应器，一反内装填保护剂和捕硅剂，FH-40C主催化剂装填在第二个反应器内。

2 催化剂工业应用性能

2.1 标定原料油

装置自开工以来，运行平稳，精制柴油合格率达100%。为了考察FH-40C催化剂的性能，装置开工2个月后对其进行初期标定。

标定原料油的构成为焦化汽油、焦化柴油混合原料，主要性质见表5。可以看出：原料硫含量2 206 μg/g，氮含量为 1920μg/g，溴价为 41.29 g Br/100 g，硅含量高达3.36μg/g。

2.2 主要操作条件

在对FH-40C催化剂初期标定期间，为了保证操作参数平稳及产品质量合格，严格控制各项操作参数，主要操作条件如表6。

2.3 标定结果

标定期间石脑油、柴油产品性质见表 7。可以看出：在高分压力7.8 MPa、一反平均反应温度327℃、二反平均反应温度 355～356 ℃、主催化剂体积空速2.35～2.44 h-1条件下，精制柴油硫含量均<50µg/g，主要指标均满足欧Ⅳ车用柴油标准要求。

表5 原料油性质Table 5 The characters of feed

表6 主要操作条件Table 6 The main processing conditions

3 结 论

FH-40C催化剂以W-Mo-Ni为活性组分，以更大孔容和比表面积的氧化铝为载体，通过调节活性金属与载体间相互作用，从而进一步提高了催化剂的加氢精制活性。

表7 精制石脑油和精制柴油产品性质Table 7 The characters of hydrotreated naphtha and diesel

从FH-40C催化剂在200万t/a焦化汽柴油加氢装置工业应用初期标定结果来看，在高分总压 7.8 MPa、一反平均反应温度327 ℃、二反平均反应温度 355 ℃、主催化剂体积空速 2.35～2.45 h-1条件下，精制柴油硫含量<50 µg/g，主要指标均满足欧Ⅳ车用柴油标准要求。标定结果说明，FH-40C催化剂具有优异的深度加氢脱硫活性，能够满足炼油企业加工高硫原料油生产符合欧Ⅳ排放标准清洁汽柴油的需要。

［1］ 夏雷. 481-3加氢催化剂在Molex装置上的工业应用[J]. 精细石油化工进展 , 2007(07)：15-17.

［2］ 马学明. 481-3催化剂在裂解汽油加氢装置上的应用[J]. 黑龙江石油化工 , 1999(03)：25-27.

［3］ 璠周孟 , 王伟, 王晓璐, 陈晓林. FDS-4A预加氢催化剂在催化重整装置上的应用[J]. 石油炼制与化工 , 2001(05):6-9.

［4］ 樊红珍, 强力. FDS-4A催化剂在重整装置预加氢部分的应用[J].辽宁化工 , 2010(05):503-504.

［5］ 李桂华. FH-40A催化剂对煤油加氢装置的适应性试验[J]. 当代化工 , 2005(06):397-399.

［6］ 佟德群. FH-40A催化剂用于裂解汽油二段加氢反应性能和工业应用[J]. 当代化工 , 2007(03)：259-261.

［7］ 郭蓉, 姚运海, 周勇, 段为宇. FH-40B加氢精制催化剂的反应性能及工业应用[J]. 炼油技术与工程 , 2007(08):22-25.

［8］ 刘继华，郭蓉，宋永一. FH-40系列轻质馏分油加氢精制催化剂研制及工业应用[J]. 工业催化. 2007，15（7,）：24-26.

［9］ 郭蓉, 姚运海, 周勇. FH-40C轻质馏分油加氢精制催化剂的开发[J]. 当代化工 , 2007(03)：261-263.