探究固定床渣油加氢装置催化剂如何延长使用寿命

任广 蔡晶 税存斌

摘要：在工业生产中，固定床渣油加氢装置使用的催化剂有着用量大、费用高以及寿命短等多种特点，很多的炼厂在实际生产过程中都是全家氢路线炼厂，在生产中针对于重油要使用渣油加氢装置进行处理，这也就提升了炼厂对渣油加氢装置运行周期、催化剂采购的重视程度。

关键词：渣油加氢;催化剂;使用寿命

前言：

想要尽可能的延长催化剂的应用时间，促使其使用效率得以提升，这也是现今炼厂经济效益发展的主要关注问题，现今催化剂生产厂家在出售催化剂的时候，同时也会为炼厂提供相应的催化剂设计失活曲线，在应用的过程中主要是根据工业装置的设计条件，以及相关加工原料时制定出的一种预测。

一、工业应用中预测渣油加氢装置运行周期所运用的方法

在炼油厂的实际生产工作开展中，只需要开展一些简单、操作性强的方式，促进生产部门对渣油加氢装置运行周期的一种有效预测，这对生产工作起到了一定的指导作用[1]。在本厂的炼化工作中，已经有近十年的实践发展历史，渣油加氢装置的催化剂实际使用寿命，与催化剂自身的金属沉积量、催化剂残炭脱除量之间有着密切的关系，通过装置实际的运行周期，就可以完成对装置剩余加工减渣量的计算，脱除残炭量和脱除金属量也能够完成相应的推测。

在进行固定床渣油加氢的应用中，使用的催化剂有着固定的量，当加工原料与设计原料之间存在着匹配难度较大的情况，就将该装置自身可以加工的减渣量作为一种固定值，同时将脱除残炭量和脱除金属量作为一种固定值[2]。对该装置的应用，可以完成对物料平衡与油品质的检查数据分析，在数据应用中强化对已加工的减渣量加以有效的计算，根据其运行周期中已经运行的相关平衡数据的应用，最终得出每个月需要加工数量的平均值，在数据计算后得出已经加工的减渣量、脱除残炭量和脱除金属量的平均值。在相关计算的应用中，对装置在周期内的剩余应用时间加以计算，对生产工作起到指导作用。

二、固定床渣油加氢装置催化剂的应用实例

为了进一步分析固定床渣油加氢装置催化剂延长使用寿命的策略，在炼油化工厂中，已经投资建设了可以在一年时间内生产一套310万吨/年的RDS装置，在该装置的应用中，其为两个系列的固定床渣油加氢装置，在实际应用中可以执行单开单停的指令。一直到2015年，该装置已经经过了8个周期的正常运转，同时在第八周期中针对于两个系列的催化剂来讲，都分别使用了A类催化剂与B类催化剂。同时在不同月份对两种不同催化剂的应用寿命展开了检测，继而为后续炼厂施工安排提供更多的指导[3]。

（一）对装置第八周期两列不同厂商催化剂进行寿命预测的分析数据

根据相关数据的应用，可以计算出在装置中，设置出的催化剂金属含量在每列45.14吨，其中残炭的脱除量则是66243.12吨，纯减渣加工量为每列948708吨。

因为在使用过程中两列的实际运转时间是不同的，所以针对于两列第八周期催化剂的应用寿命加以预测时，需要在不同的时间段展开不同的设计指标应用。

①第八周期A列催化剂使用寿命预测分析

在第八周期A列催化剂的应用中，其测算使用的时间为2015年1月30日，一直到2015年1月30日，其渣油加氢A列催化剂金属含量、残炭脱除量以及纯减渣加工量数据变动加以设计。

根据相关数据的分析，在周期A列原料的应用中，其残炭的含量为10.37%，生成油的残炭含量则是6.21%。这与该周期的A列加工量相结合，在催化剂金属容量的使用中，对残炭脱除量和纯减渣加工量加以计算，最终得出催化剂的实际使用寿命。

A列催化剂的截止到2015年1月30日，共计运行260天，根据其残炭脱除量对其运行时间加以预测，可以到2015年3月7日，根据设备中的催化剂金属容积量进行预测，其可以运行到2015年10月22日，根据剩余的纯减渣加工量进行预测，可以到2015年4月28日。最终A列在运行中停工换剂的时间定在5月4日，保障生产工作的正常进行，促使机械设备寿命得以延长。

②第八周期B列催化剂使用寿命预测分析

在本周期B列的应用中，实际残炭的含量为10.25%，生成油中的残炭含量在5.25%。根据B周期的实际加工量，借助催化剂金属容量的应用，分别对残炭脱除量和纯减渣加工量的实际应用寿命加以计算。

（二）渣油加氢装置运行周期的影响因素

国内现今针对于此类装置，装置在前七周期的实际运转中，以及催化剂供应商所提供的情况作为一种参考依据，对最终的固定床渣油加氢装置实际运行的周期产生了影响，床层径向温差与一反差压。一旦床层径向的温差达到了一定的峰值，或者是一反差压的最高值时，在装置的实际应用中都需要停工更换使用剂，这样就不能正常开展加工减渣[4]。

①第八周期A列床层径向温差和一反压降分析

在第八周期的A列应用中，截止到目前其在床层的内部最大的径向温度差为12℃，远高于同期水平;在其后续运行200天之后，一反部分的温度差就开始上涨，温度主要稳定在12℃左右，其最高的温度点已经可以达到388℃，温度要比一反下部的温度大。当第八期A列的一反差压在运行到250天之后，会出现拐点并且呈现出较快的上涨趋势，需要在今后进一步观察。

②第八周期B列床层径向温差和一反压降分析

在研究第八期的B列时，其床层的内部最大径向温度为12℃，其温度要远高于同期的发展水平，当其运行到160天之后，其一反的上部径向温度逐渐上涨，现今稳定在12℃左右，其最高的温度可以达到392℃，同时数据要远大于一反的下部温度点。当其实际运行到130天之后，其在拐点处呈现出较快的上涨趋势，加强进一步的调查，现今可以达到0.64Mpa。

结语：

国内针对于同类装置，以及装置在使用的前七个周期的经验，催化剂专利商所提供出的相关依据等，都可以对装置的剩余加工减渣量加以计算，脱除残炭量和脱除金属量则是凭借运行的周期加以计算。炼油厂自身的化验力量是比较薄弱的，其金属含量检验准确率不高，所以会在实际生产中加强对加工减渣量和脱除残炭量进行周期预测，最终结果具有一定的可参考性。

参考文献：

[1]龚建议. 固定床渣油加氢技术国产化的启示[J]. 中国石化，2021，（06）：45-48.

[2]刘荣. 固定床渣油加氢装置生产低硫船用燃料油调合组分的工业实践[J]. 石油炼制与化工，2021，52（05）：8-15.

[3]劉荣. 两系列单停单开渣油加氢开停工技术的优化[J]. 石油化工技术与经济，2020，36（06）：29-34+38.

[4]邵志才，邓中活，刘涛等. 固定床渣油加氢装置延长运转周期的改造实践[J]. 石油炼制与化工，2020，51（10）：16-22.