唐志胜
中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂山东淄博255434
摘要：介绍了原设计使用无定型催化剂加氢裂化装置使用高分子筛催化剂的运行情况，实践证明，面对原油日益劣质化的今天，装置通过简单的改造，完全可以适用高分子筛催化剂，多产高附加值产品。同时根据生产情况，对装置下一步的运行提出了可行性建议。
关键词：加氢裂化；原料劣质化；高分子筛催化剂；技术改造
概述
该厂140万吨/年加氢裂化装置采用国产单段串联一次通过加氢裂化工艺，加工直馏减压蜡油原料，用于生产石脑油、航煤、柴油和尾油，尾油主要用作制乙烯装置的原料。装置原使用无定型催化剂，为应对原油劣质化，多产石脑油、航煤、尾油等高附加值产品，2009年5月使用高分子筛催化剂，以满足多产化工原料的需求。2013年装置检修，对高分子筛催化剂实施再生，为改善尾油BMCI值和航煤烟点，控制裂化反应器温度趋于合适的梯度，反应器催化剂重新级配，并在裂化反应器第四床层增加了部分活性较低的RHC-3裂化催化剂。
根据高分子筛催化剂运行情况和产品分布，于2010年和2013对装置分馏系统进行了适应性技术改造，解决了运行的瓶颈，效益得到进一步提升。针对高氯原油的冲击和高压换热器结垢，装置制定了相应的应对措施。
1.针对高活性催化剂进行的工作
1.1分馏系统的部分适应性改造
装置2009年由中油型加氢裂化催化剂更换为化工原料型（石脑油和尾油）催化剂后，产品分布发生了较大变化，在保持尾油收率相当的情况下，石脑油、航煤等产品收率增加5%，柴油收率下降，生产中反映出分馏系统硫化氢汽提塔进料温度过低、航煤汽提塔C503顶部返塔压力高、吸收解吸塔底负荷不足等问题，进行了适应性改造，主要内容为：
优化冷低分油进硫化氢汽提塔换热流程，提高冷低分油入塔前温度，由80℃升至105℃；
将航煤汽提塔C503顶部返分馏塔线及设备开口由DN100扩至DN150；
增加吸收解吸塔底再沸器换热面积。
通过改造，问题得到部分解决。但运行中仍有瓶颈，表现在汽提塔入口温度仍较低，影响了航煤腐蚀，航煤收率受到限制；吸收解吸塔带液严重，重整料石脑油不能最大化生产，2013年检修，再次进行了优化：
轻烃进汽提塔前C-501和分馏塔C-502一中回流换热，温度从110℃提高到145，航煤操作弹性提高。
吸收解吸塔更换高效塔盘，解决带液问题。
1.2重新确定事故处理原则
装置原使用无定型催化剂，由于活性低，反应条件相对缓和，事故处理尤其是循环机停运后，原则为“加热炉灭炉，系统撤压到4.7MPa，补充事故氮气，视情况逐步恢复”，鉴于高分子筛催化剂活性高，结合2009年事故处理经验，将事故处理原则修订为：“加热炉灭炉，进料切断，系统撤压到0.8MPa，补充事故氮气，视情况逐步恢复”，确保高活性催化剂运行下的装置本质安全。
2.催化剂运行情况
2.1装置进料性质整体变差
装置自2010年4月始加工含酸重质原油后，140万吨/年加氢裂化的进料性质发生了较大变化。表现在粘度、酸值、密度、氮含量增加。原料油密度由原来的约910kg/m3提高到926kg/m3，原料油BMCI值由47左右提高到50以上，原料氮含量由原来的1200g/g左右增加到2100g/g左右，最高达到2500g/g以上，2013年10月后逐步减少常减压装置减三线蜡油比例，优化加氢裂化原料。
2.2装置产品性质稳定
使用高分子筛催化剂组合后，该剂体现了对原料较强的适应性，自2009年9月份来，尽管原料性质变差，产品性质非常稳定。
2.2.1加氢裂化精制油氮含量
运行四年来，排除2010年3月、8月装置处理问题，2013年4月装置检修停开工数据，加氢裂化精制油氮含量均小于10PPm，平均为5PPm，起到了良好的精制效果。精制反应器平均温度从初期到末期提高了约26℃，失活速率慢。床层最高温度不高于400℃，仍处于安全温度。
2.2.2加氢裂化生成油密度
装置控制合适的转化率，生成油密度保持在815Kg/m3左右，裂化性能优良。裂化反应器平均温度从初期到末期提高了约14℃，失活速率慢。床层最高温度不超过390℃，处于安全温度。
2.2.3航煤烟点和尾油BMCI值得到改善
对高分子筛催化剂，2010年3月对裂化反应器进行重新级配，将原装填于三个反应床层中的裂化催化剂分布于四个反应床层中，2013年催化剂再生后重新级配，加入活性较低的HC-03裂化催化剂，用以改善航煤烟点和尾油BMCI值，从图6～7来看，2013年5月后，航煤烟点上升了4个单位，尾油BMCI值下降了2个单位，排除馏程控制上的因素，航煤烟点和尾油BMCI值也均有不同程度的改善。
3.对装置运行的几点建议
3.1高压换热器换热效率下降，下一步考虑适当降低裂化剂活性
加氢裂化装置原料和产品换热系统共有三台高压换热器E401和E402A、B。其中E401为原料和精制反应器出口产品换热器，原料走壳程，E402为原料和裂化产品换热器，原料走管程。两个换热器系统有调节温度的大副线和小副线。
由于加工高硫高酸原油，加氢裂化高压换热器换热效率持续下降，调节温度的两个副线阀门TV4101和TV4102完全关闭，冷流体（原料）全部走换热器，目前加热炉温升达到33℃加热炉炉膛温度达到780℃，炉出口温度目前维持343℃，影响下一步满负荷运行。
建议针对装置情况，下一周期考虑适当降低裂化反应器催化剂活性，一则减少R-402冷氢量，降低冷氢阀开度，同时提高E-402温位，从而提高F-401入口温度，延缓换热器结垢带来的不利影响。
3.2石脑油稳定塔设置重石抽出线
使用高分子筛催化剂后，石脑油收率提高，目前加氢裂化轻重石脑油不分，作为重整料输送到下游装置后，还需再次分离出拔头油，可以考虑在石脑油稳定塔设置侧线，抽出重石，轻石作裂解原料，重石作重整原料，实现流程优化。
3.3精制反应器出口换热器管壳程互换
加氢裂化高压换热器换热效果下降严重影响到装置的长周期运行，从本周期和上周期运行情况分析，精制反应器出口换热器E-401换热效率下降速度尤其明显，也就是说结垢更容易发生在280～310℃的E-401壳程上。该换热器原料走壳程，建议将E401管壳程互换，原料走管程，提高原料在换热器中的流速，有利于结垢前驱物的冲洗去除。
结论
从目前高分子筛催化剂组合级配运行上来看，达到了多产石脑油、尾油和航煤的目标，各产品质量合格；对存在的问题，装置进行适应性改造后，瓶颈得以顺利解决。说明该系列催化剂在该厂140万吨/年加氢裂化装置运行是相当成功的。也给使用低活性无定型催化剂的装置改用高分子筛催化剂提供了数据支持，给老装置扩能提供了新的思路。