永鑫化工30万吨FCC汽油加氢装置标定总结报告10.17.doc

. . . . .山东永鑫化工股份有限公司30万吨/年催化汽油加氢装置标定总结报告完成单位：山东永鑫化工股份有限公司北京安耐吉能源工程技术有限公司2013 年 10 月10日永鑫化工30万吨/年FCC汽油加氢装置标定总结报告1.标定背景山东永鑫化工股份有限公司(简称“永鑫化工”) 30万吨/年催化汽油选择性加氢脱硫装置，于2013年8月上旬装填了北京安耐吉能源工程技术有限公司提供的ALT-1和AGP-1催化剂，该装置于8月21日一次投料开车成功。该催化剂可生产满足国家标准的国(硫含量小于50ppm)或国（硫含量小于10ppm）汽油。装置开工初期，根据市场情况，仍按照国汽油 (硫含量小于150ppm) 组织生产。至2013年9月下旬，该装置投产已一月有余，根据永鑫化工公司安排，对装置进行初期标定。标定目的：n 重点考核装置辛烷值损失情况n 考察催化剂活性及选择性情况n 通过标定，找到合适的工艺条件，为以后的正常生产提供指导依据。在永鑫化工的精心组织和安排下，2013年9月24-26日，进行了操作调整和优化。9月27-29日，对装置进行标定。由于永鑫化工销售任务较重，要求标定不能影响汽油出厂，在保证产品质量的前提下进行工艺调整，调整工作缓慢有序进行。下面是本次标定的总结报告。2.原料油准备和性质永鑫化工160万吨/年重油催化裂化装置于今年8月投产。所产汽油一部分供本装置做原料。目前该催化装置生产的原料汽油硫含量低，烯烃少。具体催化汽油性质列于表2.1。从表2.1中数据可见,原料汽油硫含量很低,约300400ppm,烯烃含量不高，约33%。馏程较轻,终馏点控制在193-194。3.装置调整优化24-26日，进行装置操作调整优化工作。虽然对汽油加氢装置进行了精心优化，但因现场条件所限，部分操作条件调整至标定前仍不理想。具体如下： 一反(R001)入口温度低，床层温升偏小，床层温升正常仅1-3。主要受系统蒸汽压力低（正常仅0.7-0.8MPa）所限。 二反(R201)循环氢量小，为6300Nm3/h左右，氢油比偏低，仅180-190h-1，切换压缩机后，循环氢量变化不大。 预分馏塔塔顶气相冷却负荷小，回流比较低，影响轻重汽油分割效果。轻重汽油重叠4-5。 新氢CO和CO2超标，至27日标定时，CO+CO2含量仍达180ppm以上。以上操作条件，因客观条件所限，暂时无法解决，与车间商议就现有工况进行标定。4.标定操作条件分析27日和28日上午9:00集中采样做全分析。29日上午，仅做辛烷值测定。现将9月27至29日的标定数据及操作条件汇总至表4.1表4.5。标定期间，产品汽油按照国标准控制，根据辛烷值损失情况，操作仍做逐步优化。第一天（27日）因循环氢系统CO和CO2含量高，反应温度较高，混合汽油含硫为41.2ppm，辛烷值损失偏大，为1.8，第二天（28日）循环氢系统CO和CO2大幅降低，反应入口温度降低10，混合汽油含硫为30.19ppm，辛烷值损失1.42。第三天（29日）反应入口温度再降低1，混合汽油含硫为48.83ppm。辛烷值损失1.2。为便于比较，选择标定前9月25日数据进行对比，9月25日混合汽油含硫为77.26ppm，满足国标准。由表4.1数据可见，标定期间R001入口温度141-142，温升2左右，氢油比为2.9-3.5Nm3/m3；受系统蒸汽温度影响，R001入口温度偏低，温升偏小。从分馏塔顶气氢气含量分析来看，氢油比合适。从表4.2来看，轻汽油回流量过小，回流比仅0.2-0.35，轻、重汽油重叠4-5，主要受塔顶气相冷却负荷限制，若加大回流量，则会降低轻汽油拔出率。导致辛烷值损失加大。从表4.3来看，R201反应入口温度，28日降低10，而加氢重汽油在原料硫含量增加的情况下，精制重汽油硫含量仍明显降低。分析原因，27日新氢杂质（主要是CO和CO2）较多，如表6.1所列，循环氢气体中CO和CO2含量高。28日，新氢、循环氢纯度较高，CO和CO2杂质明显减少。判断为CO和CO2对加氢脱硫有较强的抑制作用。5.标定物料平衡选取9月27日8:00-29日8:00两天累计数据，进行物料衡算，其物料平衡，见表5.1。每小时损失768kg,占原料汽油2%，而此部分损失大部分为高辛烷值汽油。应通过优化、改造预分馏系统进行回收。6.样品分析标定期间对各种气体组成、油品性质的分析数据列于表6.1表6.8。标定期间混合汽油满足国标准。6.1 轻汽油逸失量较大 从表6.3可以看出，分馏塔顶气体C4和C5含量累计达20%以上，28日分析C6竟达3%，说明轻汽油的逸失量较大。影响辛烷值和加工损失，应通过提高操作压力等措施加以回收。6.2 二烯烃饱和不充分加氢预处理后的轻汽油性质列于表6.5，硫含量在50ppm左右，硫醇硫含量为6-7ppm，博士试验均通过；加氢预处理后的重汽油性质列于表6.6，硫含量约500ppm，硫醇硫910ppm。因厂方无法分析出原料和产品中的二烯烃，无法判断出二烯烃的饱和情况，但结合预处理反应器温升较低，R-201差压上升较快的情况，分析二烯烃饱和不充分。6.3 催化剂选择性脱硫效果好加氢脱硫部分在反应器入口压力2.02MPa，体积空速2.79h-1，入口温度245，出口温度262的条件下，将预处理重汽油硫含量从约550ppm降低到27ppm左右，加氢脱硫率达到95%，说明催化剂具有很高的加氢脱硫活性，而且温升只有18，新氢消耗小。从28日原料汽油和混合汽油族组成分析来看，混合汽油芳烃体积分数减少0.1%，说明芳烃饱和反应基本没有发生；混合汽油烯烃体积分数减少仅1%，说明辛烷值损失应该比较小。因此，安耐吉汽油选择性加氢催化剂在达到深度脱硫的同时，烯烃饱和程度低，选择性脱硫效果好。6.4 辛烷值损失低25日，按照国汽油生产时，辛烷值损失为0.87。27-29日，按照国标准生产，随着二反（R-201）入口温度降低，辛烷值损失逐渐减小，28日，在降低R-201反应入口温度10后，研究法辛烷值损失由1.8降至1.42。29日，在进一步降低R-201入口温度至244，温升16时，混合汽油总硫为48.83ppm，辛烷值损失为1.2。从29日轻汽油干点和总硫来看，轻汽油还可以多拔一些，实际辛烷值损失还可以进一步降低。7.结 论从催化汽油加氢装置的标定考核数据，以及自开工以来装置运转情况来看。可以得出如下结论： 采用北京安耐吉公司提供的汽油选择性加氢催化剂，完全能够满足永鑫化工生产国标准汽油的要求。 在目前原料油硫含量和装置现有操作条件下，按照国标准生产时，研究法辛烷值损失可降至0.87以下；按照国标准生产时，研究法辛烷值损失可降至1.2以下。 目前预反应器温升较低，二反氢油比不高，新氢CO和CO2含量超标，对装置长周期生产有不利影响，应尽快予以完善。以进一步降低辛烷值损失和加工损失。8.优化操作建议 提高一反（R-001）入口温度至150以上，建议床层温升5，不允许床层无温升状况出现，确保二烯烃尽可能少带入二反（R-201）造成床层结焦。确保装置长周期生产。 要保证二反入口氢油比，力争250。目前氢油比为180-190h-1，小于推荐值。建议开两台循环机； 降低PSA产品氢CO+CO2含量至30ppm以下。因CO和CO2含量高，抑制了加氢脱硫活性，目前被迫提高反应温度维持脱硫率，使辛烷值损失加大，同时加剧了催化剂的结焦速率； 一反与二反入口、一反与二反出口预硫化跨线均要加盲板。确保不出现汽油内漏现象。 预分馏塔系统尽快进行改造完善。目前预分馏塔顶部气体冷却负荷不足，回流比较小，操作压力又偏低，加工损失较大，导致汽油辛烷值损失较大。 由于公司重油催化裂化装置投产，催化裂化汽油中高分子硫醇随之增多，加氢脱硫过程中也要生成一部分高分子硫醇，脱臭难度加大，原来采取的MERROX液液抽提氧化法脱臭已经不适应目前的原料状况。生产中往往造成产品汽油博士试验难以通过，操作调整频繁，应尽快进行改型。表3.1 原料油性质采样时间9-25-9:009-27-9:009-28-9:009-29-9:00密度(20) g/ cm30.71810.7179硫 wppm318.36372.79硫醇硫 wppm溴值55.45族组成,v%烯烃33.2芳烃14.3馏程 ASTM D-86 ， 初馏点394010%525350%1049890%178173终馏点194193辛烷值RON89.4687.6989.0689.02*备注：标定前25日原料未做分析，与27日为同罐原料，原料性质应相同。表4.1 预加氢系统操作条件采样时间9-25-9:009-27-9:009-28-9:009-29-9:00装置进料量t/h36.136.236.432.7新氢进料量Nm3/h261.5177.3146.8204.2体积空速h-12.402.412.422.18氢油比Nm3/m35.093.522.894.48预加氢反应器R-001入口压力Mpa2.2952.2952.2982.305出口压力Mpa2.3442.3442.3422.347入口温度145.9140.7142.3141.1床层上排温度1145.5139.8142.1140.6床层上排温度2142.8137.8139.8138.1床层上排温度3144.1138.7140.7139.5床层下排温度1146.1140.3142.0140.7床层下排温度2145.9140.1141.8140.6床层下排温度3147.4141.5143.5141.8反应器总出口148.9142.4144.6142.9总温升3.01.72.31.8表4.2 预分馏系统操作条件采样时间9-25-9:009-27-9:009-28-9:009-29-9:00轻汽油外送流量t/h12.8613.7913.7214.69轻汽油回流流量t/h2.803.904.905.0分馏塔T-101塔顶压力Mpa0.250.250.250.25进料温度101.0101.5102.1101.4塔顶温度84.183.182.182.1塔底温度155.8159.7160.7161.0表4.3 加氢脱硫反应系统操作条件采样时间9-25-9:009-27-9:009-28-9:009-29-9:00进料流量t/h25.3824.6624.2323.99新氢流量Nm3/h171.4187.1130.4175.8循环H2流量Nm3/h6374633863786294体积空速（主剂），h-12.952.862.812.79氢油比，Nm3/m3184191198187反应器R-201入口压力Mpa2.0572.0142.0192.041出口压力Mpa1.8801.8401.8491.868差 压Mpa0.1770.1740.1700.168入口温度248.2255.1245.1244.1第一床层上排温度250.5259.3248.1246.9第一床层下排温度256.5266.1254.1251.0第二床层上排温度255.9262.9253.6250.1第二床层下排温度269.1275.5263.4259.6出口温度266.9275.2262.0257.2温 升20.920.418.315.4表4.4 汽提部分操作条件采样时间9-25-9:009-27-9:009-28-9:009-29-9:00汽提塔 T-301塔顶压力Mpa0.3020.2980.3040.300塔顶回流量t/h1.501.001.101.10进料温度153.3160.3162.8164.4塔顶温度84.294.7105.2109.1塔底温度147.0153.4156.8156.3塔顶回流罐V-301温度24.727.426.925.1塔顶气流量Nm3/h2.30.70.9压力Mpa0.3000.2980.3010.300表4.5 低分换热系统操作条件采样时间9-25-9:009-27-9:009-28-9:009-29-9:00冷低分V-202压力Mpa1.5941.5501.5721.590入口温度35.840.238.336.7脱硫塔T-201贫胺液流量t/h5.415.495.455.36入口温度34.338.138.836.8出口温度35.640.039.838.8表5.1 标定物料平衡入 方流量，kg/h比例，%出方流量，kg/h比例，%催化汽油38159.5100.0轻汽油13115.934.4氢 气24.70.1加氢重汽油24300.363.7损失768.02.0合 计100.1合计38184.2100.1*备注：按照27日9:00至29日9:00累计计量表计算。表6.1 新氢组成 (v%)采样时间9-25-9:009-27-9:009-28-9:009-29-9:00H299.8199.4999.9999.99C1（ppm）347.64122.2626.5222.46CO（ppm）1544.24149.2855.9240.84CO2（ppm）45.436.5916.7611.7表6.2 脱硫后循环氢组成(v%) 采样时间9-25-9:009-27-9:009-28-9:009-29-9:00H296.2797.8399.8699.26C11.11.00.02CO0.150.100.005CO20.050.010.001 H2S，wppm16488表6.3 分馏塔顶气组成(v%)采样时间9-25-9:009-27-9:009-28-9:00H273.7168.2462.94CO0.1500CO20.1000C10.090.050.06C20.1600C31.572.092.41C417.1422.7023.05C57.086.928.15C63.39H2S（ppm）000合计100.00100.00100.00表6.4 汽提塔顶气组成(v%)采样时间9-25-9:009-27-9:009-28-9:00H282.4789.8993.55CO0.380CO20.1100.21C10.690.550.45C20.170C30.750.750.49C44.302.370.97C59.336.022.87C61.38H2S0.800.420.08合计100.00100.00100.00表6.5 预分馏塔轻汽油性质采样时间9-25-9:009-27-9:009-28-9:009-29-9:00密度(20) g/ cm30.63640.64150.63810.6855硫 wppm44.4947.3752.3937.28硫醇硫 wppm2.246.73博士试验通过通过通过通过溴值,gBr/100ml87.1874.46胶质，mg/100ml0.4馏程 ASTM D-86 ， 初馏点2630282510%2832313150%4142424090%73697263终馏点92908480辛烷值RON94.0表6.6 预分馏塔重汽油性质采样时间9-25-9:009-27-9:009-28-9:00密度(20) g/cm30.75930.7684硫 wppm496.64556.0硫醇硫 wppm9.3610.33溴值,gBr/100ml33.76胶质, mg/100ml0.80馏程 ASTM D-86 ， 初馏点858010%929850%12013090%173179终馏点196195辛烷值RON87.5784.2784.26表6.7 加氢脱硫重汽油性质采样时间9-25-9:009-27-9:00