加氢裂化装置优化运行总结

加氢裂化装置优化运行总结

周世岩，顾　望，刘　骅，赵恒凤

（中国石油天然气股份有限公司华北石化分公司，河北省沧州市０６２５５０）

摘要：随着催化剂性能的提升，可以根据市场需求灵活调整加氢裂化装置运行方案，提高了炼油企业减油增化的灵活性。某石化公司加氢裂化装置首次开工使用灵活性加氢裂化催化剂，通过调整反应温度，重石脑油＋喷气燃料收率可在４５％～６０％灵活调整；通过掺炼柴油增加装置负荷，柴汽比可降低０．１５～０．２０；通过增加尾油作有机热载体、新氢机间歇性运行等一系列优化运行措施，取得了良好的经济效益。

关键词：加氢裂化　喷气燃料　重石脑油　尾油　优化　柴汽比

加氢裂化工艺能够同时实现重油轻质化以及

直接生产符合最新标准规范要求的中间馏分

油［１］，被越来越多的炼化企业选用。某石化公司

２．９Ｍｔ／ａ加氢裂化装置采用ＵＯＰ工艺包，于

２０１８年６月３０日建成中交，２０１９年４月１８日一

次开车成功。装置采用一段全循环、炉后混氢工

艺，设计以常压蜡油为原料，生产重石脑油、喷气

燃料和柴油。首次开工使用ＤＮ３５５２＋ＦＸ６３１催

化剂组合方案，用于灵活生产重石脑油、喷气

燃料。

１　运行分析

装置开工后运行平稳，各项运行参数正常、产

品质量合格，但装置一直在５５％～７５％低负荷运

行，能耗等技术经济指标与国内同类装置平均值

相比偏差。

１．１　原料及主要运行参数

混合进料主要性质见表１，装置主要运行参

数见表２。从表１可知，实际加工原料性质明显

好于设计值，加工难度低。

表１　混合进料性质Ｔａｂｌｅ１　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍｉｘｅｄｆｅｅｄｓ项　目设计值２０１９年１０月ｗ（Ｓ）／（μｇ·ｇ－１）１５５００７２３９．１ｗ（Ｎ）／（μｇ·ｇ－１）１５００４０７．０密度（２０℃）／（ｋｇ·ｍ－３）９０６８７８．７馏程／℃　９５％５５０５３５表２　主要运行参数Ｔａｂｌｅ２　Ｍａｉｎｏｐｅｒａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓ进料量／（ｔ·ｈ－１）２３０反应器入口温度／℃３６０精制段ＷＡＢＴ／℃３８０精制段温升／℃３０裂化段ＷＡＢＴ／℃３８３裂化段温升／℃２９热高压分离器温度／℃２４４冷高压分离器压力／ＭＰａ１５．５循环氢量／（ｍ３·ｈ－１）６１４４６２补充氢量／（ｍ３·ｈ－１）６９２８３

　注：ＷＡＢＴ为床层加权平均温度，下同。１．２　产品分布及产品质量

根据产品实际需求方案，调整反应温度，装置主要产品收率和性质见表３。从表３可知，装置

主要产品收率满足设计要求，质量优异。

１．３　能耗分析装置能耗情况见表４。由表４可知，装置实

际运行能耗优于设计值（１２９７．９ＭＪ／ｔ），比国内同类装置能耗平均值（低于１０４６．７ＭＪ／ｔ）略高，

主要是受装置加工负荷低的影响。

１．４　催化剂性能催化剂使用情况见表５。催化剂平均失活速

率为０．７

１℃／月，活性损失低于预期值，表现出良好的稳定性。

收稿日期：２０２０－０４－０１；修改稿收到日期：２０２０－０７－２３。作者简介：周世岩，高级工程师，本科，１９９０年毕业于大庆石油学院石油炼制专业。联系电话：１８６３２７５１７５８，Ｅｍａｉｌ：ｈｂ＿ｇｕｗａｎｇ＠ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａ．ｃｏｍ．ｃｎ。—９１—表３　主要产品收率和性质Ｔａｂｌｅ３　Ｙｉｅｌｄａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍａｉｎｐｒｏｄｕｃｔｓ重石脑油　收率，％２０．２４　ｗ（Ｓ）／（μｇ·ｇ－１）＜０．１　ｗ（Ｎ）／（μｇ·ｇ－１）０．３喷气燃料　收率，％２１．６３　烟点／ｍｍ３０．８　冰点／℃－６２．６　干点／℃２４７柴油　收率，％４３．１７　ｗ（Ｓ）／（μｇ·ｇ－１）０．１４

表４　能耗情况Ｔａｂｌｅ４　Ｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｓｔ／ｔ

燃料气０．０１５１电／（ｋＷ·ｈ·ｔ－１）４８．３２３．５ＭＰａ蒸汽０．２８１低压蒸汽－０．２９循环水４．１９８凝结水－０．０２除氧水０．１７７热输出／（ｋＪ·ｔ－１）－１．８９综合能耗／（ＭＪ·ｔ－１）１０７４．８

表５　催化剂使用情况Ｔａｂｌｅ５　Ｕｓｅｏｆｃａｔａｌｙｓｔ运行时间／ｄ３０６０１６０２００进料量／（ｔ·ｈ－１）２３２．２２３５．６２３５．６２３５．３原料密度（２０℃）／（ｋｇ·ｍ－３）８７５．７８４１．５８８７．７８８１．７

裂化段ＷＡＢＴ／℃３６７．９３７４．５３８３．２３８２．７重石脑油收率，％１６．９２１．７２３．６２２．５归一化裂化段ＷＡＢＴ／℃３６７．９３７２．０３７３．２３７６．９

１．５　原料油过滤器运行情况

原料油过滤器采用ＵＯＰ推荐产品ＦＩＬＴＲＥＸ，

为国内首次使用。开工初期出现反冲洗效果差等

情况，导致开工硫化中断、过滤器开副线运行，影

响装置运行。

该过滤器采用多层丝网滤芯，具有过滤流通

量大、过滤器占地面积小等特点。但当原料杂质

多、油品黏度大时，杂质易卡在多层丝网之间，反

冲洗效果不佳，导致过滤器压差降不下来，被迫开

副线运行，影响高压泵及催化剂运行，经逐台切除

进行化学清洗后恢复正常。

因此，对于原料性质不稳定、原料来源复杂的

装置，建议谨慎选择该类型过滤器。２　优化运行

２．１　催化剂优化

该装置建设周期长，期间国内成品油市场柴

汽比大幅下降，而喷气燃料需求量逐年提高［２３］。

为顺应市场变化，调整催化剂方案，选用转化率高

的灵活性加氢裂化催化剂。催化剂活性增加，大

幅降低了其使用量，其余部分用瓷球填充。催化

剂与瓷球之间的差价按照１５万元／ｔ计算，催化剂

方案优化后一次节约投资２０００万元，在提高重

石脑油、喷气燃料收率的同时，大幅降低了催化剂

采购费用，综合效益好。

２．２　掺炼柴油情况

为进一步降低柴汽比、提高加氢裂化装置负

荷，加氢裂化装置逐步掺炼柴油，低于３６０℃馏分

的加工比例达３０％，各产品收率见表６。

表６　掺炼柴油后各产品收率　Ｔａｂｌｅ６　Ｙｉｅｌｄｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓａｆｔｅｒｂｌｅｎｄｉｎｇｄｉｅｓｅｌ％

项　目掺炼前掺炼后汽提塔塔顶液９．４５１０．９０重石脑油２０．２４２４．４１喷气燃料２１．６３２３．４７柴油４３．１７３１．６７尾油１．４０４．８７

掺炼柴油后，轻质产品收率升高，柴汽比降低

０．１５～０．２０。掺炼柴油过程中，需要严格控制柴

油初馏点，避免因初馏点低导致高压进料泵入口

汽化抽空，影响高压进料泵安全运行。

２．３　灵活增产喷气燃料及重石脑油

为摸索喷气燃料

及重石脑油的最大收率，

２０１９年８月进行了高、低转化率两种工况的标定

工作，结果见表７。

表７　标定数据Ｔａｂｌｅ７　Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｄａｔａ

项　目工况１工况２处理量／（ｔ·ｈ－１）２７７２５５裂化反应温度／℃３８７３８７重石脑油收率，％２２．７２７．１喷气燃料收率，％２３．０３２．５

由表７可知，重石脑油＋喷气燃料收率可以

在４５％～６０％调整，装置表现出良好的灵活性，

有利于产品结构调整。

高转化率阶段出现汽提塔塔顶空冷器和石脑

油分离塔塔顶空冷器负荷不足、低分气产生量大

导致低分气脱硫塔满负荷运行等问题，计划在后

—０２—期检修时进行完善。

２．４　拓宽尾油市场

为进一步减油增化，结合原料中石蜡基原油

比例高的特点，调整馏程切割点及循环比等，生产

出符合ＧＢ２３９７１—２００９《有机热载体》ＬＱＢ２８０

型号的产品，拓宽了产品结构。从２０１９年１１月

开始试生产，累计生产４０ｋｔ产品，有机热载体销

售价格比成品油高３００～５００元／ｔ，经济效益好。

２．５　新氢机间歇性运行

加氢裂化装置长期处于低负荷运行，导致装

置能耗偏高。由于新氢机负荷占装置电耗近

４０％［４］，因此节电意义重大。根据装置负荷，利

用库存合理调整装置加工量，实现２台新氢机间

歇性运行，数据见表８。

表８　新氢机运行数据Ｔａｂｌｅ８　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｄａｔａｏｆｍａｋｅｕｐｇａｓｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｓ项　目间歇性运行低负荷高负荷全月平均负荷运行平均处理量／（ｔ·ｈ－１）２０５２５５２３０蜡油库存变化／（ｔ·ｄ－１）＋６００－６０００新氢机电流／Ａ４８０７４０６８０新氢机台号ａａ＋ｂａ＋ｂ新氢机月电耗／（ｋＷ·ｈ）４３９２００４８９６００

按照１台新氢机运行１５ｄ，采用间歇性运行

与全月平均负荷运行相比，全月可以节电约

５００００ｋＷ·ｈ，节能效果显著。３　小　结

（１）优选高活性催化剂，提高加氢裂化装置

重石脑油和喷气燃料收率，降低催化剂装填量，减

少投资。

（２）使用灵活性加氢裂化催化剂，重石脑油＋

喷气燃料收率可以在４５％～６０％灵活调整，为炼化

企业应对复杂多变的市场提供了有力的支撑。

（３）加氢裂化装置掺炼柴油，可降低柴汽比

０．１５～０．２０。

（４）加氢裂化尾油可作有机热载体，拓宽了

炼油厂的产品结构，为减油增化提供了新的方案。

（５）合理利用库存调整装置加工量，实现高

电耗的新氢机组间歇性运行，有利于降低装置

能耗。

（６）ＦＩＬＴＲＥＸ过滤器对进料性质、流量稳定

性要求高，建议谨慎选用。

参考文献［１］韩崇仁．加氢裂化工艺与工程［Ｍ］．北京：中国石化出版社，２００９：３３８．［２］瞿国华．我国油品柴汽比降低的原因分析及其优化措施［Ｊ］．当代石油石化，２０１９，２７（１０）：４０．［３］郭飞舟，金云，魏铭，等．２０１３年上半年中国航空煤油市场回顾及展望［Ｊ］．国际石油经济，２０１３，２１（７）：８５．［４］董兆海，袁永新，王明传．加氢裂化装置能耗及节能分析［Ｊ］．齐鲁石油化工，２０１１，３９（２）：８７．（编辑　王艳星）

Ｓｕｍｍａｒｙｏｆｏｐｔｉｍｉｚｅｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒｏｃｒａｃｋｉｎｇｕｎｉｔ

ＺｈｏｕＳｈｉｙａｎ，ＧｕＷａｎｇ，ＬｉｕＨｕａ，ＺｈａｏＨｅｎｇｆｅｎｇ

（ＣＮＰＣＮＯＲＴＨＣＨＩＮＡＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ，Ｃａｎｇｚｈｏｕ，Ｈｅｂｅｉ０６２５５０）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｃａｔａｌｙｓｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｔｈｅｕｎｉｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｃａｎｂｅｆｌｅｘｉｂｌｙａｄ

ｊｕｓｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍａｒｋｅｔｄｅｍａｎｄ，ｗｈｉｃｈｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙｏｆｏｉｌｒｅｆｉｎｅｒｙｔｏｒｅｄｕｃｅａｎｄｉｎ

ｃｒｅａｓｅｏｉｌ．Ｆｌｅｘｉｂｌｅｈｙｄｒｏｃｒａｃｋｉｎｇｃａｔａｌｙｓｔｗａｓｕｓｅｄｉｎｈｙｄｒｏｃｒａｃｋｉｎｇｕｎｉｔｏｆａｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐａｎｙｆｏｒｔｈｅ

ｆｉｒｓｔｔｉｍｅ．Ｔｈｅｙｉｅｌｄｏｆｈｅａｖｙｎａｐｈｔｈａａｎｄｋｅｒｏｓｅｎｅｃａｎｂｅａｄｊｕｓｔｅｄｆｌｅｘｉｂｌｙｂｅｔｗｅｅｎ４５％ａｎｄ６０％ｂｙａｄｊｕｓ

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ｈｅａｔｃａｒｒｉｅｒａｎｄｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｎｅｗｈｙｄｒｏｇｅｎｕｎｉｔｓｈａｖｅａｃｈｉｅｖｅｄｇｏｏｄｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒ

ｏｃｒａｃｋｉｎｇ，ｊｅｔｆｕｅｌ，ｈｅａｖｙｎａｐｈｔｈａ，ｔａｉｌｏｉｌ，ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｄｉｅｓｅｌ／ｇａｓｏｌｉｎｅｒａｔｉｏ