汽油加氢装置一段催化剂首次国产化应用性能评价及运行建议

隋丰伟

(中国石油大庆石化公司，黑龙江 大庆163714)

裂解汽油作为乙烯装置重要的副产品，因其中的C6～C8组分中含有丰富的芳烃产品，通常作为芳烃抽提的重要原料[1]。裂解汽油加氢装置稳定运行，直接关系到乙烯装置乃至整个炼化一体化项目的平稳运行，决定着企业的经营效益[2]。大庆石化公司裂解汽油加氢二套装置以裂解汽油为原料，通过预分馏塔系统除去碳五及以下、碳九及以上组份，采出C6～C8馏分经一段、二段加氢反应后，在汽提塔将杂质除去，最后生成加氢汽油。本文采用中国石油天然气股份有限公司兰州化工研究中心生产的汽油加氢一段催化剂LY-2008(硫化态)，对投用后对催化剂运行数据进行跟踪和分析。

1 汽油加氢一段催化剂LY-2008的应用

一段加氢反应器内，在比较缓和的条件下将原料中双烯烃和苯乙烯选择性加氢生成单烯烃和乙苯，使一段反应器出口双烯值(共轭双烯的分析值)达到2 g I2·(100 g)-1油以下，苯乙烯质量分数<0.5%，为二段反应器提供合格进料。2019年7月投入使用中国石油天然气股份有限公司兰州化工研究中心生产的汽油加氢一段催化剂LY-2008(硫化态)，催化剂主要技术指标如表1所示。

表1 汽油加氢一段催化剂LY-2008技术指标Table 1 Technical indexes of LY-2008 catalyst for the first stage of gasoline hydrogenation

2 催化剂运行状态跟踪

2.1 反应器进料分析

进料负荷最大值为13 530 kg·h-1，最小值为13 470 kg·h-1，平均值为13 501 kg·h-1，满足技术协议进料负荷控制在(6 125～13 750) kg·h-1的指标要求。

反应器入口液体循环量最大值18.91 t·h-1，最小值为9.11 t·h-1，平均值为13.13 t·h-1，满足技术协议液体循环量控制在(6.0～20.0) t·h-1的指标要求。

按照协议要求对反应进料中双烯值及苯乙烯含量进行对比分析，结果见表2。由表2可知，反应器进料中的双烯值(16.02～18.06) g I2·(100 g)-1，符合协议要求(10.0～38.0) g I2·(100 g)-1的范围；反应器进料中的苯乙烯质量分数2.4%～2.54%，符合技术协议苯乙烯质量分数1.0%～4.0%的指标要求。

表2 一反入口原料组成分析Table 2 Analysis of raw material composition of first reactor inlet

续表

2.2 一反出口产品质量分析

在一反入口物料满足协议的前提下，对投用后5个月一反出口产品组成进行分析，结果如表3所示。由表3可知，苯乙烯含量最大值为质量分数0.41%，最小值为0.23%，平均含量0.30%，满足技术协议一段加氢产品苯乙烯含量<0.5%的指标要求。对2019年7月投入运行到2019年12月27日一反出口双烯值含量数据进行统计，期间一段加氢反应器产品双烯值最大值为0.82 g I2·(100 g)-1，最小值为<0.01 g I2·(100 g)-1，平均值为0.58 g I2·(100 g)-1，均满足技术协议对一段加氢产品双烯值<2.0 g I2·(100 g)-1的指标要求。

表3 一反出口产品组成分析Table 3 Analysis on the composition of first counter export products

2.3 反应器运行状态分析

2.3.1 反应器温度和温升

反应器入口、出口温度及温升如表4所示。由表4可知，反应器入口温度控制在(57.54～58.17) ℃，出口温度(117.57～128.04) ℃，温升控制在(59.79～69.9) ℃。

表4 一段反应器温度和温升Table 4 Temperature and temperature rise of primary reactor

一段加氢催化剂LY-2008具有良好的反应活性，在入口温度小于50 ℃时可以保持稳定的运行状态，但目前实际运行时入口温度控制在(57.54～58.17) ℃，高于初期协议温度。基于对一、二段催化剂进行整体考虑，提高一段反应器初期范围温度，提高其加氢反应负荷，满足一、二段催化剂整体长周期运行的整体目标，与厂家协议后，厂家同意此入口温度控制。

一段反应器各床层温度如表5所示。由表5可知，该催化剂已经进入平稳状态，体现出了良好的稳定性，温升分布无异常变化。

表5 一段反应器各床层温度Table 5 Bed temperature of primary reactor

2.3.2 反应器压差

一段反应器压差PDI2201平均值为0.02 Mpa。满足技术协议约定裂解汽油一段加氢反应器R2101压差≤0.1 Mpa的指标要求。反应系统压力5.0 MPa，符合协议(4.7～5.3) MPa的指标要求。

3 运行建议

进料量：进料量维持在正常的进料空速水平，在设计负荷的70%～110%，不要出现较大的进料波动，有利于装置的长周期稳定运转，确保使用周期≥4年，首次再生周期≥2年；

加氢原料的分析：密切关注一段加氢原料油的物性分析，重点关注原料油族组成变化、双烯值波动、硫含量及硫形态分析、杂质含量分析(水、砷、氯、硅等)；

床层温度控制：尽量减小床层入口温度的大幅度波动，将入口温度控制在较小的波动区间，有益于装置床层保持稳定。

工艺操作：一段产品的循环量、氢气量、入口温度等工艺操作条件，应在正常操作范围内调整，尽量避免大幅度的波动。如需提高入口温度，建议每次(1～2) ℃为宜。

4 结 论

(1) LY-2008(硫化态)一段加氢催化剂具有良好的反应活性，在反应器入口温度60 ℃的起始温度下可以发生反应，保证一段反应出口双烯和苯乙烯合格。

(2) LY-2008(硫化态)一段加氢催化剂自投用以来，反应器温升保持稳定，稳定性良好。

(3) 汽油一段加氢反应器出口物料能够满足技术协议约定的，双烯值<2.0 g I2·(100 g)-1，苯乙烯含量<0.5%(质量分数)。

(4) LY-2008(硫化态)在使用过程中，裂解汽油一段加氢反应器压差≤0.1 Mpa(表压)，满足技术协议约定。