KF1102降凝催化剂在柴油加氢精制装置的应用

王 磊，李 烨

（中国石油宁夏石化公司，宁夏银川 750026）

KF1102降凝催化剂在柴油加氢精制装置的应用

王 磊，李 烨

（中国石油宁夏石化公司，宁夏银川 750026）

针对冬季生产低凝点柴油存在的困难，宁夏石化公司对柴油加氢精制装置进行降凝技术改造，本文重点对KF1102柴油降凝催化剂在装置上的使用情况进行了分析，并对降凝效果进行评价。

柴油加氢；催化剂；降凝；收率

在炼油装置生产过程中，柴油的产量受馏分油凝点的限制，在位于西北部的宁夏，低凝点柴油生产的矛盾更为突出。低凝点柴油产量受柴油凝点的严格限制，在加工固定原油种类的情况下，难以大幅度提高产量。宁夏石化公司炼油装置直馏柴油的凝点较高达8℃左右，而在生产国V柴油的条件下，全厂柴油均需经过柴油加氢精制方可出厂，为满足0#柴油的生产,目前采取将部分煤油馏分压入柴油中及添加降凝剂的方法来生产低凝柴油。这样不仅降低了柴油收率，还将一部分煤油馏分切入到柴油馏分中，从而降低了具有较高价值的航煤产量，同时添加降凝剂也增加了生产成本。

宁夏石化公司柴油加氢装置设计规模200万吨/年，反应系统采用冷高分流程，分馏部分采用先汽提、后分馏的双塔流程。2014年8月装置大检修期间，公司通过对催化剂考证、产品指标、投资概算及经济效益评价等方面进行比较，选择美国雅宝公司生产的KF1102降凝催化剂，在加氢精制反应器中置换出一部分精制催化剂，增加一部分降凝催化剂，以此达到柴油降凝的效果，同时对加热炉、汽提塔、分馏塔部分设备及管线进行改造，满足产品需求。

1 催化剂介绍

KF1102是美国雅宝公司开发的一种低温流动性改进的专用催化剂，该催化剂只对正构烷烃反应物具有催化活性。对反应物的这种选择性，可确保良好的催化稳定性以及柴油产品的高回收率[1]。本装置主要以KF1102降凝催化剂置换出原反应器中部分精制催化剂（29.38 t），生产满足国Ⅳ、Ⅴ标准柴油，同时达到降凝的效果。主要催化剂性能（见表1）。

表1 催化剂性质

表2 原料油性质

2 原料性质

宁夏石化200万吨柴油加氢精制装置原料为常压直馏柴油和催化柴油的混合料，主要性质（见表2）。

由表2可见，柴油加氢混合原料性质比较稳定，密度841 kg/m3，硫含量为580 μg/g，属品质较高的加氢原料。但在实际生产中柴油的凝点比较高，冬季生产低凝点柴油时，降凝剂消耗量大，出厂柴油成本较高。在经过柴油加氢装置降凝改造后，通过控制合适的操作条件，达到降低柴油凝点的目的，以节约柴油生产成本。

3 操作条件对柴油凝点及收率的影响

宁夏石化公司200万吨柴油加氢精制装置运行期间严格按照设计指标进行操作，根据柴油产品市场需求调整加工量、反应温度等指标，控制产品硫含量及凝点。

3.1 反应温度对柴油凝点及收率的影响

由表3可以看出，在稳定的空速及较高的反应压力条件下，精制柴油凝点主要受反应温度的影响，由图1可以看出当反应温度高于320℃的条件下，降凝效果方才体现出来，并且反应温度越高，降凝效果越显著。在降凝催化剂的作用下，精制柴油的收率受反应温度的影响也比较大，由图2可以看出随着反应温度的不断升高，精制柴油收率呈现逐步下降的趋势。

原料油在反应器内通过降凝催化剂的作用，发生的主要反应是正构烷烃异构化及少量加氢裂化反应，随着反应温度的升高，反应器内正构烷烃异构化反应深度增加，同时加氢裂化反应加剧，反应产物中轻组分产率增加，精制柴油凝点下降，柴油收率有所降低。

3.2 空速对柴油凝点及收率的影响

由表4可以看出，在稳定的反应温度及较高的反应压力条件下，精制柴油凝点主要受催化剂体积空速的影响较大，由图3可以看出随着催化剂体积空速的不断增加，同等反应温度条件下柴油降凝效果逐步下降。由图4可以看出随着催化剂体积空速的不断增加，精制柴油收率呈现逐步上升的趋势。实际操作中当加工负荷在73%左右时，通过提高反应温度，精制柴油凝点降幅最高可达10℃以上。

表3 反应温度对柴油凝点及收率的影响

图1 反应温度对降凝效果的影响图

图2 反应温度对柴油收率的影响

表4 空速对柴油凝点及收率的影响

图3 空速对降凝效果的影响图

图4 空速对柴油收率的影响

空速是指单位时间里通过单位催化剂的原料油的量，它反应了装置的处理能力。空速增大意味着单位时间里通过催化剂的原料油量多，原料油在催化剂上的停留时间短，反应深度浅，反之亦然。因此降低空速对于提高加氢反应的转化率是有利的[2]。随着装置加工量的提高，KF1102催化剂体积空速增加，介质在催化剂上的停留时间逐步减少，反应深度降低，异构化及裂化反应减少，轻组分产量下降，柴油降凝的效果降低，同时精制柴油的收率上升。

4 结论

宁夏石化公司柴油加氢精制装置反应系统压力受原设计管道、设备材质限制，无法大幅度提高，而且反应器入口温度受加热炉材质及燃烧器的限制，短时期无法达到更高的反应深度，因此KF1102催化剂的降凝效果并未彻底的体现。

根据装置的实际运行情况可以看出，在原有加氢精制装置基础上，反应器、压缩机条件不变的情况下，只进行少量的管路、设备改造，在保证柴油硫含量合格的前提下，更换部分KF1102降凝催化剂，即可达到适当降低柴油凝点的需求，既减少了投资费用，也节约了装置检修的时间，保证装置检修后按时投产。柴油加氢装置通过KF1102催化剂降凝改造并投用后，装置处于高空速且反应温度达到343℃时，精制柴油凝点可以下降6个点，大大节约了本公司柴油降凝剂的使用量，同时柴油收率可达95.2%以上。由此可以看出，KF1102降凝催化剂在加氢精制装置上的应用取得了较好的效果，既保证柴油达到降凝的目的也能保证较高的柴油收率，同时节约了装置的投资费用。

［1］ 中国石油宁夏石化公司.中国石油宁夏石化公司柴油产品质量升级项目可行性研究报告［G］.2013.

［2］ 李大东，聂红，孙丽丽.加氢处理工艺与工程（第二版）［M］.北京：中国石化出版社，2016.

Application of KF1102 catalyst in diesel hydrofining unit

WANG Lei，LI Ye
（PetroChina Ningxia Petrochemical Company，Yinchuan Ningxia 750026，China）

According to the winter production of low pour point diesel difficulties,Ningxia petrochemical company of diesel oil hydrotreating unit of dewaxing technology transformation.This paper focuses on the use of KF1102 diesel coagulation catalyst in our device are analyzed,and the evaluation of the dewaxing effect.

diesel oil hydrogenation；catalyst；pour point reduction；yield

TE624.93

A

1673-5285（2017）05-0138-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.05.033

2017－04-25