上海石化FHUDSFHUDS催化剂组合在上海石化万吨柴油加氢装置的应用郭.docx

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上海石化FHUDSFHUDS催化剂组合在上海石化万吨柴油加氢装置的应用郭.docx

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上海石化FHUDSFHUDS催化剂组合在上海石化万吨柴油加氢装置的应用郭

FHUDS-2/FHUDS-5催化剂组合在上海石化

330万吨/年柴油加氢装置地应用

徐如明

<中国石化上海石油化工股份有限公司炼油事业部上海200540）

摘要：

介绍了由抚顺石油化工研究院开发

用情况表明：

使用FHUDS-2/FHUDS-5催化剂组合装填,在高空速条件下加工处理硫含量1%左右地直馏柴油搀兑40%左右地焦化汽柴油、催化柴油及减压轻柴油混合油,可以长周期稳定生产符

合沪W排放标准要求地清洁柴油产品，并显示出FHUDS-2/FHUDS-5催化剂组合装填对原料油良好地适应性.b5E2RGbCAP

关键词：

FHUDS-2/FHUDS-5催化剂柴油加氢装置欧W清洁柴油

1前言

中国石化上海石油化工股份有限公司<简称上海石化）330万吨/年柴油加氢精制装置由

北京中国石化工程建设公司

速较大<为2.2h-1），并为生产欧W标准清洁柴油预留了反应器位置•该装置于2007年6月开工,

催化剂使用抚顺石油化工研究院<以下简称FRIPP）开发地FH-UDS高活性柴油加氢精制催

化剂，生产地柴油主要为普通柴油.p1EanqFDPw

根据上海石化柴油质量升级计划及330万吨/年柴油加氢装置实际运行情况，在2018年5月装置大修期间更换了FRIPP最新开发地FHUDS-2和FHUDS-5催化剂组合装填技术，柴油质量按沪"标准设计，于2018年8月进行了生产沪W标准柴油地初期活性标定,2018年11月至2018年2月，连续生产沪"标准柴油70天产品质量稳定.DXDiTa9E3d

2催化剂地物化性质

上海石化330万吨/年柴油加氢精制装置设计原料由直馏柴油<197.62t/h）、焦化柴油

<110.71t/h）、焦化汽油<58.33t/h）和催化柴油<26.19t/h）构成，构成比例为直柴50.3%、焦化柴油28.2%、焦化汽油14.8%、催柴6.7%.RTCrpUDGiT

FHUDS-2是FRIPP针对催柴、焦柴等二次加工油品而开发地柴油超深度加氢脱硫催化剂具有加氢脱氮和芳烃饱和活性好等优势.此外，FRIPP在成功开发和应用推广FH-UDS、

FHUDS-2和FHUDS-3等系列催化剂地基础上，针对加工直馏柴油或直馏柴油与部分二次加工柴油混合油并生产超低硫清洁柴油地需要，通过载体制备方式地创新及金属负载后分散性能地调变等改进措施，弥补了有机络合技术制备催化剂初期活性高但稳定性不足地缺陷，同时也解

决了载体孔径增加与比表面积及酸性降低地矛盾，并提高了有利于大分子硫化物脱除地直通形孔道比例，于2009年在实验室成功开发了FHUDS-5Mo-Co型柴油深度加氢脱硫催化剂.FHUDS-5催化剂地加氢脱硫和加氢脱氮活性明显提高，在相同条件下加工同一原料油时，其

所需反应温度至少比FH-UDS、FHUDS-3催化剂降低10C以上，加工含10%地VGO较重馏分混合油时其反应温度也比国外同类型参比催化剂降低20C以上，更适合用于加工高硫柴油馏

分原料生产超低硫清洁柴油产品.FHUDS-5催化剂具有超深度加氢脱硫活性好、装填密度低

及氢耗低等特点，尤其适合大分子硫化物地脱除.5PCzVD7HxA

FRIPP针对上海石化330万吨/年柴油加氢装置原料油性质及现有工况地特殊性,以上海石

化提供地原料油进行了不同催化剂级配方案地考察，分别采用FHUDS-2、FHUDS-5催化剂及

FHUDS-2/FHUDS-5组合催化剂进行了验证实验•实验结果表明,FHUDS-2/FHUDS-5组合催化剂＜FHUDS-2与FHUDS-5装填体积比例为40:

60）可以更好地满足上海石化生产欧W标准清洁柴油地需要，同时装填少量FHRS加氢捕硅催化剂•该装置地工业应用既是FHUDS-5催化剂

地首次工业应用，同时也是FHUDS-2/FHUDS-5催化剂组合装填地首次应用.jLBHrnAlLg

FHUDS-2及FHUDS-5催化剂地物化性质见表1.

表1催化剂物化性质

工程

FHUDS-2指标

FHUDS-5指标

分析方法

化学组成，%

W-Mo-Ni

Mo-Co

MoO3+CoO

21.0〜26.0

比色法

WO3+MoO3+NiO

26.0〜33.0

比色法

物理性质

孔容/mLg1

<0.29

<0.35

低温氮吸附

比表面积/m2g-1

<180

<200

低温氮吸附

侧压强度/Ncm-1

<150

渐进式强度仪

外形

三叶草型

目测

堆积密度/gcm-3

0.98〜1.10

0.87〜0.97

量筒法

尺寸/mm

①{1.2〜1.4}>{2〜8}

①{1.1〜1.3}>{2〜8}

卡尺

3催化剂应用情况

3.1催化剂装填

上海石化330万吨/年柴油加氢装置采用热壁反应器，分上、下两个床层

，中间设有冷氢箱.

催化剂地装填由上海阳申石化设备安装公司完成，装填采用密相装填方法.2018年5月21日

10:

00三方确认具备装剂条件并完成划线，19:

00开始装填下部①13瓷球，5月27日10时全部装

填结束历时135小时，共计装填FHUDS-5粗条催化剂2.14吨；FHUDS-5细条催化剂114.35吨；FHUDS-2粗条催化剂2.43吨；FHUDS-2细条催化剂89.25吨；FHRS细条捕硅剂5.62吨；FHRS粗条捕硅剂3吨；FZC-103保护剂1.5吨；FZC-102B保护剂1.52吨；催化剂装填数据见表2.XHAQX74J0X

表2反应器实际装填数据

位置

物料名称

高度/mm

体积/m3

重量/t

装填密度/t.m-3

上床层

100

1.66

2.325

1.4

FZC-102B保护剂

160

2.66

1.52

0.57

FZC-103保护剂

160

2.66

1.50

0.56

FHRS加氢捕硅剂（粗条＞

300

4.98

3.00

0.60

FHRS-1捕硅剂

520

8.64

5.62

0.65

FHUDS-2催化剂（自然＞

600

9.96

9.45

0.95

FHUDS-2催化剂（密相＞

4300

71.38

79.8

1.12

FHUDS-2催化剂粗条（自然＞

200

3.32

2.4326

100

1.66

1.7

1.02

冷氢箱和分配盘

续表2

位置

物料名称

高度/mm

体积/m3

重量/t

装填密度/t.m-3

下床层

1.49

2.25

1.51

FHUDS-5催化剂（自然＞

780

12.95

10.67

0.82

FHUDS-5催化剂（密相＞

6860

113.88

103.68

0.91

FHUDS-5催化剂粗条（自然＞

150

2.49

2.14

0.86

100

1.66

2.125

1.28

858

6.00

合计

FZC-102B保护剂

160

2.66

1.52

0.57

FZC-103保护剂

160

2.66

1.50

0.56

FHRS加氢捕硅剂（粗条＞

300

4.98

3.00

0.60

FHRS-1捕硅剂

520

8.64

5.62

0.65

FHUDS-2催化剂（细条＞

4900

81.34

89.25

1.10

FHUDS-2催化剂（粗条＞

200

3.32

2.4326

FHUDS-5催化剂（细条＞

7640

126.83

114.35

0.9

FHUDS-5催化剂粗条

150

2.49

2.14

0.86

合计

FHUDS-2和FHUDS-5催化齐U

12890

213.98

208.1726

注：

（1＞反应器内径按4600mm计算；（2＞反应器下封头©13瓷球装填至出口收集器平面上

200mm.LDAYtRyKfE

从表2可见，柴油加氢装置共计装填FHUDS-2催化剂84.66m3,共计装填FHUDS-5催化剂

129.32m.Zzz6ZB2Ltk

3.2装置开工

由于FHUDS-2和FHUDS-5催化剂均为新型H活性中心型催化剂，不能高温干燥.因此，干

燥步骤省略.dvzfvkwMI1

3.2.1催化剂预硫化

本次装置开工采用直馏柴油＜硫化用直柴性质：

S含量为0.66%,95%温度为3477C，密度

为0.8334g/cm,N含量为85mg/kg）做硫化油，硫化剂为DMDS.2018年6月5日开始催化剂硫化，到6月7日晚22:

00硫化结束.具体硫化过程如下：

rqyn14ZNXI

＜1）氢气建立循环后，在反应器入口压力5.0MPa、反应器入口温度108C条件下，起动进

料泵，按体积空速1.5h-1向反应系统进硫化油，开路冲洗催化剂床层3小时,然后进行硫化油闭路循环.EmxvxOtOco

＜2）以10C/h向150C升温并恒温2小时后，以10C/h地速度向170C升温,20:

00催化剂床层温度升至170C,21:

20开始向系统注入硫化剂DMDS,初始注入速度为300kg/h,22:

00反应

系统以10C/h向230C升温，待反应器入口温度升至230C后,开始恒温硫化8小时.再继续以

10C/h开始向320C升温，反应器入口温度达到320C后恒温8小时，整个硫化过程共计59小时.

本次硫化共计DMDS约34吨,为理论需硫量地108%.硫化条件为：

反应器入口压力5.0〜

6.8MPa,体积空速1.5h,氢油体积比500〜900.硫化期间循环氢中硫化氢浓度变化见图

1.SixE2yXPq5

由硫化趋势图可见，升温和恒温过程非常平稳，循环氢中硫化氢浓度始终保持在10000^L/L

左右，注硫量和硫化时间均达到理论要求，保证了催化剂地硫化效果.6ewMyirQFL

3.2.2催化剂初活稳定

催化剂预硫化结束后,2018年6月8日0:

00将反应器入口温度降至280C进行催化剂初活稳定，稳定用油为直馏柴油，初活稳定期间进料量200t/h,高分压力6.1MPa,循环氢流量

180000Nm/h.y6v3ALoS89

3.2.3引进催化柴油与焦化汽柴油

催化剂初活稳定结束后，于2018年6月9日8:

30引进催化柴油、13:

40引进焦化汽柴油.6月9日18:

00精制柴油硫含量为500^g/g,其他指标全部满足要求，装置进入正常生产，开车取得圆满成功.M2ub6vSTnP

3.3FHUDS-2/FHUDS-5催化剂组合应用结果

为了考察FHUDS-5催化剂地性能，同时考察330万吨/年柴油加氢装置采用FHUDS-

2/FHUDS-5组合装填在高空速条件下生产低硫柴油时对原料油地适应性，装置稳定运转2个半

月后汙2018年8月24日〜8月27日间，在90%负荷及满负荷处理量下考察了装置生产欧W标准清洁柴油地可行性，进行了产品质量、综合能耗及物料平衡等方面地技术标定.2018年10

月28日起根据生产系统安排，正式生产沪"标准柴油.0YujCfmUCw

3.3.1技术标定情况

标定方案分二个工况：

标定工况一装置加工能力为90%负荷＜进料量为354t/h）,即主催

化剂体积空速为1.96h-1，柴油产品符合欧"排放标准要求；标定工况二装置满负荷进料＜进料

量为393t/h）,即主催化剂体积空速为2.2h-1,柴油产品符合欧W排放标准要求.eUts8ZQVRd

3.3.1.1标定工况一：

装置加工能力为96%负荷,生产欧W标准柴油方案

标定原料油为直馏柴油、焦化汽柴油和催化柴油地混合油，按设计值比例混合.

实际标定时总处理量为379.41t/h＜负荷达96%）,其中直馏柴油进量为207.83t/h,焦化汽、

柴油进量153.08t/h,催化柴油进量为18.50t/h,构成比例为直柴54.8%、焦化汽柴油40.3%、催

柴4.9%.sQsAEJkW5T

装置标定结果见表3〜表7.标定结果表明，处理硫含量为1.04%、氮含量为399呃/g地直柴、焦化汽柴油及催柴混合油，采用FHUDS-2/FHUDS-5催化剂组合装填，在入口温度320C，平均温度352C，主催化剂体积空速2.1h-1、高分压力6.5MPa等条件下，柴油产品硫含量为

30用/g、十六烷值54.5、多环芳烃含量5.7%、主要指标满足欧W排放标准清洁柴油质量要

求；装置能耗为13.771千克标油/吨，明显低于设计值17.595千克标油/吨.GMslasNXkA

表3标定时原料油性质

标定时间

工况一

工况二

油品名称

混合原料

密度（20C>/kgm-3

841.4

842.0

馏程厂C

IBP/10%/30%/50%

56/164/249/281

68/175/253/284

70%/90%/95%/EBP

309/345/362/365（97%〉

313/350/365/367（97%>

硫含量/由g-1

10400

10700

氮含量/・gg-1

399

469

总芳烃,%

32.8

35.5

多环芳烃,%

15.7

17.4

凝点/C

-6

溴价/gBr（100g>-1

22.75

19.0

酸度/mgKOH.g-1

0.57

表4标定时操作条件

标定时间

工况一

工况二

高分压力/MPa

6.5

氢油体积比

396

359

主催化剂体积空速/h-1

2.1

2.25

入口温度/C

320

平均温度/C

352

358

表5标定时精制柴油性质

标定时间

工况一

工况二

油品名称

精制柴油

密度（20C>/kgm-3

836.5

837.5

馏程/C

IBP/10%/30%/50%

171/229/261/284

179/229/261/283

70%/90%/95%/EBP

310/345/360/362（97%>

309/344/360/363（97.3%>

硫含量/乜g-1

氮含量/g-1

10.2

18.6

十六烷值

54.5

总芳烃,%

27.5

29.1

多环芳烃,%

5.7

5.1

溴价/gBr（100g>-1

0.88

0.77

酸度/mgKOH.g-1

0.57

色度

<0.5

<1.0

表6标定时精制石脑油性质

标定时间

工况一

工况二

密度（20C>/kgm-3

736.5

733.2

硫含量/£・g-1

11.3

11.5

氮含量/・g-1

3.5

1.0

组成,%

正构烷烃

35.88

34.10

异构烷烃

28.77

30.44

链烷烃

64.65

64.54

烯烃

0.00

环烷烃

19.57

19.91

芳烃

13.40

13.07

馏程/C

IBP/10%/30%/50%

53/85/107/127

32/80/105/127

70%/90%/95%/EBP

158/190/202/216

157/188/200/211

表7标定时综合能耗数据

工程

设计单耗

工况一

工况二

循环水/t.t-1

2.52

6.11

5.30

净化水/t.t-1

0.03

除盐水/t.t-1

0.04

凝结水/t.t-1

-0.07

新鲜水/t.t-1

0.02

0.01

电/度.t-1

16.49

18.15

17.06

氮气/Nm3.t-1

1.53

1.14

0.97

净化风/Nm3.t-1

0.66

0.41

0.37

0.35MPa蒸汽/t.t-

-0.003

3.5MPa蒸汽/t.t-

0.04

0.03

1.0MPa蒸汽/t.t-1

0.02

0.03

燃料气/kg.t-1

4.65

2.78

2.73

燃料油/kg.t-1

3.76

处理量/t.h-1

392.86

379.4

405.5

日处理量/t.日-1

9429

9106

9732

总能耗/kg标油.t-1

17.595

13.771

12.682

3.3.1.2标定工况二：

装置加工能力为100%负荷,生产欧W标准柴油方案

原定标定工况二装置加工能力为100%满负荷，原料油处理量为393t/h,实际标定时处理量

为405.54t/h＜实际负荷达103%）,其中直馏柴油进量为235.08t/h、焦化汽、柴油进量

150.58t/h,催化柴油进量为19.88t/h,构成比例为直柴58.0%、焦化汽柴油37.1%、催柴4.9%.装置标定结果见表3〜表8.TlrRGchYzg

表8标定工况二地物料平衡

物料名称

总数量/t.h-1

比例,%

t/h

t/d

10t/a

入方

直馏柴油

57.47

235.08

5641.92

197.47

焦化汽柴油

36.81

150.58

3613.92

126.49

催化柴油

4.86

19.88

477.12

16.70

新氢

0.85

3.49

83.76

2.93

合计

409.03

100

409.03

9816.72

343.59

岀方

精制柴油

88.50

362

8688.00

304.08

精制石脑油

8.48

34.67

832.08

29.12

轻烃

0.56

2.29

55.00

1.93

低分气

0.29

1.18

28.20

0.99

含H2S干气

0.92

3.76

90.20

3.16

损失

5.135

1.26

5.135

123.24

4.31

合计

409.03

100

409.03

9816.72

343.59

氢耗,%

0.8

标定结果表明，处理硫含量为1.07%、氮含量为469呃/g地直柴、焦化汽柴油及催柴混合油，采用FHUDS-2/FHUDS-5催化剂组合装填，在入口温度320C,平均温度358C，主催化剂体积空速2.25h-1、高分压力6.5MPa等条件下，柴油产品硫含量为46呃/g、十六烷值54、多环芳烃含量5.1%,主要指标满足欧W排放标准清洁柴油质量要求.高空速条件下生产沪W标准柴油时

能耗为12.682千克标油/吨，明显低于设计值17.595千克标油/吨.7EqZcWLZNX

4正式生产沪W标准柴油情况

上海石化330万吨/年柴油加氢装置自2018年11月起，开始生产国"标准柴油,在高分压

力6.5MPa、体积空速为1.8〜2.2h-1、反应器入口温度318〜325C、出口温度371〜378C等条件下，加工直柴搀兑约40%催柴及焦化汽柴油混合油，连续生产沪"标准柴油70天，精制柴油主要指标均符合欧W排放标准要求.lzq7IGf02E

上海石化330万吨/年柴油加氢装置运转5个月后长周期生产国W标准清洁柴油地工业应

用结果分别见表9、图2及图3.zvpgeqJ1hk

表9上海石化柴油加氢装置生产国W标准清洁柴油期间典型工业数据

时间-

反应器

入口温度厂C出口温度厂C

体积空速/h-1

-1

原料油硫含量A'g.g

1精制柴油硫含量/」g.g

2018-11-11

322

371

2.1

1.01

23.0

2018-11-15

322

372

2.2

0.98

39.0

2018-11-19

322

375

2.2

1.0

7.2

2018-11-23

321

375

2.1

1.13

19.8

2018-11-27

321

376

2.1

1.07

21.9

2018-12-1

322

376

1.8

1.17

24.4

2018-12-5

323

374

1.8

1.18

26.8

2018-12-9

323

374

1.8

1.26

29.4

2018-12-15

319

373

1.8

1.03

12.6

2018-12-20

318

374

1.8

1.14

29.0

2018-12-24

320

374

1.8

1.18

35.3

2018-12-27

319

373

1.8

1.17

37.4

2018-12-30

323

378

1.8

1.10

20.2

2018-01-01

322

374

2.0

1.13

30.9

2018-01-04

319

374

2.0

0.96

29.3

2018-01-08

326

377

2.0

1.03

45.0

2018-01-13

324

378

2.0

1.18

18.9

2018-01-14

322

377

2.0

1.21

22.1

2018-01-16

322

377

2.1

1.12

21.0

2018-01-17

321

376

2.1

1.13

28.0

错误!

原料硫含量,%精制柴油硫含量,%

NrpoJac3v1

图图22上海石化柴油由加氢装I长周期生产国国柴油时原料油和精制柴油硫含量量

从表9、图2及图3可见，上海石化330万吨/年柴油加氢装置开工5个月后，在体积空速为

1.8〜2.2h-1、反应器入口温度318〜325C、出口温度371〜378C等条件下，加工硫含量为

0.96%〜1.26%地直柴搀兑40%催柴及焦化汽柴油混合油，连续生产沪"标准柴油70天,精制柴

油符合国”标准柴油质量指标要求•尽管期间为了多产柴油，掺入了减一线柴油馏分，但采用

FHUDS-2/

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