發表時間： 2025-07-01 10:45:08
作者： 石油化工設備維護與檢修網
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楊志鵬等（浙江石油化工有限公司）
摘要：浙江石油化工有限公司（以下簡稱浙石化）400萬t/a柴油加氫裂化裝置采用美國CLG公司的固定床單段一次通過柴油加氫裂化技術。裝置設計處理常減壓裝置的直餾柴油，主要的目標是將柴油轉化為53%的重石腦油，同時生產優質的輕石腦油、航空煤油和柴油。
為了適應市場變化，深度利用煉化一體化裝置優勢，最大化提升企業運行效益，浙石化對400萬t/a柴油加氫裂化裝置的操作條件進行調整，通過控制裂化反應深度，最大限度生產滿足國Ⅵ標準柴油產品。
1. 裝置簡介
1.1 工藝流程
該裝置由反應部分（含循環氫脫硫）、分餾部分、新氫壓縮部分、輕烴回收部分及公用工程系統5部分組成。裝置操作彈性為60%～100%，年開工時數為8400h。
1.2 原料
以常減壓裝置的直餾柴油為原料，其主要性質見表1。
2. 裝置操作參數優化
對該裝置生產重石腦油工況（以下簡稱正常工況）和增產柴油工況的操作參數進行了對比，結果見表2～表4。
由表2可以看出，與正常工況相比，增產柴油工況下加熱爐進出口溫差達到38℃,加熱爐燃料氣消耗明顯增加。
由表3可以看出：在增產柴油工況下，精制反應溫度略有下降，為保證柴油脫硫效果，精制床冷氫回撤較多，床層間溫升較正常工況有一定的提升；裂化反應床層溫度下降明顯，為抑制裂化反應，裂化床層之間大量注入急冷氫，導致裂化反應器3個床層基本沒有溫升。另外精制、裂化反應器新氫消耗也明顯下降，經計算，單位耗氫由256m3/t降至154m3/t，耗氫比例由2.3%降至1.4%。
由表4可以看出，因在增產柴油工況下，裂化深度被明顯抑制，裝置輕組分大幅減少，各塔塔頂負荷下降明顯，另外柴油產品收率顯著提升，外送量較正常工況同等裝置加工負荷下提升近300t/h，航空煤油和重石腦油產量則相應下降，達到預期效果。
3. 操作參數優化效果
3.1 產品質量
由表5可知，裝置通過調整操作參數，柴油產品含硫量低于10μg/g，可滿足國Ⅵ低硫柴油的質量要求，其他中間產品組分也可滿足裝置互供料要求。
3.2 產品收率
由表6可見，與正常工況相比，增產柴油工況下，裝置主要產品收率變化明顯，柴油收率大幅提升，達到預期工況調整目的。但是生產工況調整后，因液化氣和輕重石腦油收率下降，輕烴系統操作難度加大。
3.3 能耗
由表7可以看出，由正常生產工況切換至增產柴油工況后，裝置能耗由38.92kg/t（以1kg標準油計，下同）降低至35.41kg/t，其中燃料氣、合成氣、蒸汽單耗變化均較大，燃料氣單耗由5.40kg/t升至6.28kg/t。這是由于增產柴油工況，反應轉化率降低，裂化反應器出口溫度由368℃降至327℃,反應流出物與原料換熱器換熱負荷不足，導致反應加熱爐熱負荷明顯變大，造成燃料氣單耗增加。合成氣單耗由9.50kg/t升至12.46kg/t，這是由于反應生成油性質變重，接近90%組分為航空煤油和柴油，為保證產品分餾塔塔底溫度穩定在300℃以上，需要提高分餾重沸器熱負荷。4.2及1.3MPa蒸汽單耗下降，是由于增產柴油工況下，輕烴回收系統負荷降至20%以下，脫丁烷塔塔底重沸器蒸汽用量，石腦油分離塔塔底重沸器入口蒸汽用量下降所致，另外，加氫反應氫油體積比降至600，循環氫流量由92萬m3/h降至70萬m3/h，汽輪機負荷下降。
4. 優化調整中裝置存在問題
精制反應器第3床層底部徑向溫差偏高為提高加氫精制柴油密度，增產柴油工況下摻煉部分催化柴油，精制反應第1床層精制反應速率不穩定，單床層溫升較高；另外，循環氫量大幅下降，油氣物料在催化劑床層分配不均，也造成徑向溫差偏高。在反應進料加熱爐不超負荷運行的前提下，盡可能提高循環氫量，將氫油比控制不低于600，徑向溫差明顯得到控制。
輕石腦油C4質量分數偏高反應轉化率降低，液化氣產量減少，脫丁烷塔塔頂氣相負荷只有20%，回流量偏小，影響脫丁烷塔的分餾效果，造成C4組分進入輕重石腦油塔分離塔，輕石腦油組分C4質量分數超高。通過采取升高脫丁烷塔塔底溫度（管道設計溫度197℃,正常操作溫度177℃),保證足夠的氣化率，加大塔回流比，提高傳質傳熱效率，提升塔分餾精度等措施，可保證輕石腦油C4組分質量分數達到指標要求（3%），保證下游裝置異戊烷產品純度合格。
脫硫化氫汽提塔塔頂回流、粗石腦油流量偏低增產柴油工況下，裂化反應被深度抑制，液化氣和輕重石腦油收率大幅下降，脫硫化氫汽提塔和產品分餾塔塔頂負荷急劇下降。通過在汽提塔塔頂回流泵出口增設返回流罐流程，可使回流泵流量達到正常運行流量（60t/h），保證設備平穩運行。
催化劑存在氮中毒風險在增產柴油工況下，因裂化催化劑床層溫度長時間控制較低，活性被抑制，催化劑存在氮中毒風險。后期裝置通過犧牲重石腦油轉化率，在保證柴油、輕重石腦油硫、氮含量合格的情況下，逐漸恢復正常生產工況。
5. 結論
在保證柴油脫硫效果的前提下，通過調整裝置裂化床層各反應床層的急冷氫流量，深度控制裂化反應催化劑各床層溫度，可達到增產柴油產品的效果，柴油收率由31.5%提至90.4%，增產300t/h，柴油產品的含硫、氮量、密度、運動黏度等指標均可滿足國Ⅵ柴油產品要求，裝置總能耗降低了3.51kg/t。
通過提高循環氫量，將氫油比控制不低于600，可解決精制反應器第3床層底部徑向溫差偏高的問題；通過采取升高脫丁烷塔塔底溫度，加大塔回流比，提高傳質傳熱效率，提升塔分餾精度等措施，可保證下游裝置異戊烷產品純度合格；通過汽提塔塔頂回流泵出口增設返回流罐流程，可保證脫硫化氫汽提塔塔頂回流泵平穩運行。
信息來源：《石化技術與應用》期刊
