杨志鹏等（浙江石油化工有限公司）

摘要：浙江石油化工有限公司（以下简称浙石化）400万t/a柴油加氢裂化装置采用美国CLG公司的固定床单段一次通过柴油加氢裂化技术。装置设计处理常减压装置的直馏柴油，主要的目标是将柴油转化为53%的重石脑油，同时生产优质的轻石脑油、航空煤油和柴油。

为了适应市场变化，深度利用炼化一体化装置优势，最大化提升企业运行效益，浙石化对400万t/a柴油加氢裂化装置的操作条件进行调整，通过控制裂化反应深度，最大限度生产满足国Ⅵ标准柴油产品。

1. 装置简介

1.1 工艺流程

该装置由反应部分（含循环氢脱硫）、分馏部分、新氢压缩部分、轻烃回收部分及公用工程系统5部分组成。装置操作弹性为60%～100%，年开工时数为8400h。

1.2 原料

以常减压装置的直馏柴油为原料，其主要性质见表1。

2. 装置操作参数优化

对该装置生产重石脑油工况（以下简称正常工况）和增产柴油工况的操作参数进行了对比，结果见表2～表4。

由表2可以看出，与正常工况相比，增产柴油工况下加热炉进出口温差达到38℃,加热炉燃料气消耗明显增加。

由表3可以看出：在增产柴油工况下，精制反应温度略有下降，为保证柴油脱硫效果，精制床冷氢回撤较多，床层间温升较正常工况有一定的提升；裂化反应床层温度下降明显，为抑制裂化反应，裂化床层之间大量注入急冷氢，导致裂化反应器3个床层基本没有温升。另外精制、裂化反应器新氢消耗也明显下降，经计算，单位耗氢由256m3/t降至154m3/t，耗氢比例由2.3%降至1.4%。

由表4可以看出，因在增产柴油工况下，裂化深度被明显抑制，装置轻组分大幅减少，各塔塔顶负荷下降明显，另外柴油产品收率显著提升，外送量较正常工况同等装置加工负荷下提升近300t/h，航空煤油和重石脑油产量则相应下降，达到预期效果。

3. 操作参数优化效果

3.1 产品质量

由表5可知，装置通过调整操作参数，柴油产品含硫量低于10μg/g，可满足国Ⅵ低硫柴油的质量要求，其他中间产品组分也可满足装置互供料要求。

3.2 产品收率

由表6可见，与正常工况相比，增产柴油工况下，装置主要产品收率变化明显，柴油收率大幅提升，达到预期工况调整目的。但是生产工况调整后，因液化气和轻重石脑油收率下降，轻烃系统操作难度加大。

3.3 能耗

由表7可以看出，由正常生产工况切换至增产柴油工况后，装置能耗由38.92kg/t（以1kg标准油计，下同）降低至35.41kg/t，其中燃料气、合成气、蒸汽单耗变化均较大，燃料气单耗由5.40kg/t升至6.28kg/t。这是由于增产柴油工况，反应转化率降低，裂化反应器出口温度由368℃降至327℃,反应流出物与原料换热器换热负荷不足，导致反应加热炉热负荷明显变大，造成燃料气单耗增加。合成气单耗由9.50kg/t升至12.46kg/t，这是由于反应生成油性质变重，接近90%组分为航空煤油和柴油，为保证产品分馏塔塔底温度稳定在300℃以上，需要提高分馏重沸器热负荷。4.2及1.3MPa蒸汽单耗下降，是由于增产柴油工况下，轻烃回收系统负荷降至20%以下，脱丁烷塔塔底重沸器蒸汽用量，石脑油分离塔塔底重沸器入口蒸汽用量下降所致，另外，加氢反应氢油体积比降至600，循环氢流量由92万m3/h降至70万m³/h，汽轮机负荷下降。

4. 优化调整中装置存在问题

精制反应器第3床层底部径向温差偏高为提高加氢精制柴油密度，增产柴油工况下掺炼部分催化柴油，精制反应第1床层精制反应速率不稳定，单床层温升较高；另外，循环氢量大幅下降，油气物料在催化剂床层分配不均，也造成径向温差偏高。在反应进料加热炉不超负荷运行的前提下，尽可能提高循环氢量，将氢油比控制不低于600，径向温差明显得到控制。

轻石脑油C4质量分数偏高反应转化率降低，液化气产量减少，脱丁烷塔塔顶气相负荷只有20%，回流量偏小，影响脱丁烷塔的分馏效果，造成C4组分进入轻重石脑油塔分离塔，轻石脑油组分C4质量分数超高。通过采取升高脱丁烷塔塔底温度（管道设计温度197℃,正常操作温度177℃),保证足够的气化率，加大塔回流比，提高传质传热效率，提升塔分馏精度等措施，可保证轻石脑油C4组分质量分数达到指标要求（3%），保证下游装置异戊烷产品纯度合格。

脱硫化氢汽提塔塔顶回流、粗石脑油流量偏低增产柴油工况下，裂化反应被深度抑制，液化气和轻重石脑油收率大幅下降，脱硫化氢汽提塔和产品分馏塔塔顶负荷急剧下降。通过在汽提塔塔顶回流泵出口增设返回流罐流程，可使回流泵流量达到正常运行流量（60t/h），保证设备平稳运行。

催化剂存在氮中毒风险在增产柴油工况下，因裂化催化剂床层温度长时间控制较低，活性被抑制，催化剂存在氮中毒风险。后期装置通过牺牲重石脑油转化率，在保证柴油、轻重石脑油硫、氮含量合格的情况下，逐渐恢复正常生产工况。

5. 结论

在保证柴油脱硫效果的前提下，通过调整装置裂化床层各反应床层的急冷氢流量，深度控制裂化反应催化剂各床层温度，可达到增产柴油产品的效果，柴油收率由31.5%提至90.4%，增产300t/h，柴油产品的含硫、氮量、密度、运动黏度等指标均可满足国Ⅵ柴油产品要求，装置总能耗降低了3.51kg/t。

通过提高循环氢量，将氢油比控制不低于600，可解决精制反应器第3床层底部径向温差偏高的问题；通过采取升高脱丁烷塔塔底温度，加大塔回流比，提高传质传热效率，提升塔分馏精度等措施，可保证下游装置异戊烷产品纯度合格；通过汽提塔塔顶回流泵出口增设返回流罐流程，可保证脱硫化氢汽提塔塔顶回流泵平稳运行。

信息来源：《石化技术与应用》期刊