中压加氢改质-喷气燃料加氢补充精制组合工艺生产3号喷气燃料技术的工业应用

刘建山，李 荣，安晓杰

(中国石油克拉玛依石化有限责任公司，新疆 克拉玛依 834003)

中压加氢改质-喷气燃料加氢补充精制组合工艺生产3号喷气燃料技术的工业应用

刘建山，李 荣，安晓杰

(中国石油克拉玛依石化有限责任公司，新疆 克拉玛依 834003)

中国石油克拉玛依石化有限责任公司采用中国石化抚顺石油化工研究院开发的中压加氢改质-喷气燃料加氢补充精制组合工艺，以焦化柴油和催化裂化柴油为主要构成的混合柴油作原料，在缓和加氢条件下对中压加氢改质单元所生产的喷气燃料馏分进行深度加氢补充精制后，喷气燃料馏分中芳烃体积分数由14.9%降至5.8%，烟点由22 mm提高至26 mm，完全符合3号喷气燃料质量要求。

喷气燃料 中压加氢改质 补充精制

随着国内外航空业的飞速发展，喷气燃料的需求量不断增加。我国喷气燃料消费量保持每年9.2%左右的增长速率，远高于全球5%的增长水平，年消费量超过25 Mt[1]，预计到2020年将超过40 Mt，这将极大推动炼油企业多产喷气燃料产品应对市场需求，同时也极大推动了喷气燃料生产技术的发展。目前，在喷气燃料生产中，按照加工原料的不同，可以分为3种工艺：①以直馏组分为原料，通过加氢或非加氢处理工艺[2]生产合格的喷气燃料，这类原料处理起来较容易，但原料来源不足；②以减压馏分油(VGO)或其相应馏分为原料的高压加氢裂化工艺[3]，该工艺投资和操作费用高；③以劣质低十六烷值柴油为原料的中压加氢改质技术[4-8]，该工艺投资及操作费用低，但难于得到芳烃含量和烟点均合格的喷气燃料。2009年开始，中国石油克拉玛依石化有限责任公司(简称克石化)与中国石化抚顺石油化工研究院(简称抚研院)合作开展了重质原油组分生产喷气燃料的研究工作，开发了中压加氢改质-喷气燃料加氢补充精制(MHUG-KHF)组合工艺。克石化于2011年4月建成投产1.2 Mta柴油中压加氢改质-喷气燃料加氢补充精制工业装置。装置对环烷基直馏柴油、催化裂化柴油、焦化柴油实现深度改质的同时生产优质的3号喷气燃料。本文主要介绍克石化采用MHUG-KHF组合工艺生产3号喷气燃料的工业应用结果。

1 工艺技术特点

MHUG-KHF组合工艺的特点：①增加贵金属Pt喷气燃料加氢补充精制单元，解决在中压条件下芳烃加氢饱和深度相对较低的问题，能够生产出质量优良的喷气燃料产品；②相比原有定型的加氢裂化工艺而言，是一种改进型加氢裂化工艺，增加了贵金属Pt加氢补充精制单元，可以确保因加氢改质催化剂活性降低而造成喷气燃料产品质量不稳定的问题；③喷气燃料加氢补充精制单元可以通过调整加氢精制反应温度，灵活控制喷气燃料芳烃含量；④可以实现低十六烷值柴油原料改质生产清洁柴油的同时兼产喷气燃料。

2 工艺流程

MHUG-KHF组合工艺流程示意见图1。原料油与氢气混合，经换热、加热到反应温度后，自上而下流经加氢改质反应器，反应器内自上而下依次装有保护剂、精制催化剂和裂化催化剂。

原料油和氢气在催化剂的作用下进行加氢脱硫、脱氮、脱氧、烯烃饱和、芳烃饱和、多环烃类选择性开环、重馏分裂解等加氢精制与加氢裂化反应；反应流出物经换热后进入分离器进行气液分离，分离出的生成油经换热、加热后进入产品分馏系统，从分馏塔侧线获得喷气燃料馏分，喷气燃料馏分增压后与新氢混合，经换热后进补充精制反应器进行深度加氢补充精制，反应流出物进入分离器进行气液分离，分离出的油相经分馏塔去除溶解的氢气及生成的微量气体后得到符合质量标准的3号喷气燃料。

图1 MHUG-KHF组合工艺流程示意

3工业应用

3.1 催化剂

采用抚研院开发的FZC系列保护剂、FF-36加氢精制催化剂、FC-32加氢裂化催化剂及FHDA-10煤油精制专用催化剂。催化剂的主要物化性质见表1。

加氢改质单元采用1台反应器4个床层，喷气燃料加氢补充精制单元采用1台反应器1个床层。

各反应器催化剂的装填情况见表2。FZC系列保护剂装填在改质反应器顶部，进行饱和烯烃、脱除金属等杂质反应，同时起到保护主催化剂的作用。FF-36精制催化剂的主要功能是饱和芳烃、脱除进料的氮化物和硫化物。FC-32催化剂的主要作用是实现环烷烃的选择性开环改质。FHDA-10催化剂的主要功能是使喷气燃料馏分中的芳烃得到深度加氢饱和，烟点得到提高。

表1 催化剂的主要物化性质

表2 各反应器催化剂的装填情况

3.2 原料油

以直馏柴油、催化裂化柴油、焦化柴油为构成的环烷基混合柴油作为加氢改质原料，混合柴油的主要性质见表3，混合柴油的质谱组成见表4。由表3和表4可见：相对于设计原料，实际混合柴油馏分偏重，硫、氮含量偏高；混合柴油的链烷烃、总环烷、总芳烃质量分数分别为19.8%，50.6%，27.0%，氢碳摩尔比为0.14，表现出混合柴油环烷基特性。

表3 混合柴油性质

表4 混合柴油组成 w，%

3.3 主要操作条件

主要操作条件见表5和表6。由表5和表6可见：加氢改质主要操作条件为反应压力12.3 MPa、氢油体积比1 214、精制平均温度364.5 ℃、改质床层平均温度384.7 ℃、体积空速1.7 h-1；喷气燃料加氢补充精制主要操作条件为反应压力1.8 MPa、氢油体积比402、反应床层平均温度185.0 ℃、体积空速1.5 h-1。

3.4 喷气燃料馏分加氢补充精制前后性质对比

混合柴油通过12.0 MPa加氢改质单元后，在150～250 ℃条件下，喷气燃料馏分再经贵金属Pt加氢精制催化剂深度加氢补充精制，喷气燃料补充精制前后性质见表7。从表7可以看出：喷气燃料馏分补充精制前除烟点外，其它指标均满足3号喷气燃料要求，因此，还需要进一步降低芳烃含量，提高烟点；经贵金属加氢补充精制后，芳烃体积分数由14.9%降至5.8%，烟点由22 mm提高至26 mm，其它性质变化不大，完全符合3号喷气燃料质量要求。

表5 加氢改质主要操作条件

表6 喷气燃料加氢补充精制主要操作条件

表7 喷气燃料加氢补充精制前后性质

3.5 物料平衡

装置物料平衡见表8。从表8可以看出：装置的化学氢耗为1.53%，气体收率为1.46%，石脑油收率为11.88%，喷气燃料收率为29.43%，改质柴油收率为55.59%。喷气燃料收率较设计值降低约4百分点是因为要控制喷气燃料的闪点在40～50 ℃范围，则喷气燃料馏分馏程初馏点由设计值的145 ℃提高到了160 ℃，相应喷气燃料收率较设计值低。另外，低的气体收率表明裂化催化剂有较好的选择性，有利于提高氢气利用率，降低氢气消耗量。

表8 装置的物料平衡(以纯氢计) w，%

3.6 贵金属催化剂脱芳烃活性及稳定性

图2 近4年喷气燃料加氢补充精制反应器入口出口温度

表9 近4年喷气燃料馏分加氢补充精制前后主要性质

4结论

以环烷基混合柴油为原料的中压加氢改质-喷气燃料加氢补充精制组合技术在克石化近4年的工业应用结果表明，在缓和加氢条件下对中压加氢改质单元所产喷气燃料馏分进行贵金属Pt催化剂深度加氢补充精制，喷气燃料馏分芳烃体积分数由10.2%～16.8%降低至7.0%左右，烟点由19～24 mm提高到25 mm以上，补充精制后所生产3号喷气燃料满足质量指标要求。

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INDUSTRIALAPPLICATIONOFMHUG-KHFCOMBINEDTECHNOLOGYFORNo.3JETFUELPRODUCTION

Liu Jianshan， Li Rong， An Xiaojie

(PetroChinaKaramayPetrochemicalCo.Ltd.，Karamay，Xinjiang834003)

The combined process of the medium pressure hydroupgrading(MHUG) and kerosene hydrofinishing(KHF)，developed by Fushun research institute of petroleum and petrochemical，was adopted for production of No.3 jet fuel in PetroChina Karamay Petrochemical Co.Ltd.The mixture of coking diesel，FCC LCO and SR diesel was used as feedstock.Industrial application results show that after the jet fuel fraction from MHUG process was deeply hydrofinished under the mild reaction conditions，the aromatics in jet fuel product is reduced from 14.9% to 5.8%，the smoke point rises from 22 mm to 26 mm，in compliant with the quality specification of GB 6537—2006.

jet fuel； medium-pressure hydro-upgrading； hydrofinishing

2017-01-11；修改稿收到日期： 2017-03-02。

刘建山，工学硕士，高级工程师，长期从事炼油生产技术管理工作。

刘建山，E-mail：liujs2@petrochina.com.cn。