刘永毅 田东 王泽鑫
陕西延长石油（集团）有限责任公司延安石油化工厂 陕西洛川 727406
摘要：针对240万吨/年柴油精制装置更换催化剂填装方案后出现的精制柴油产品硫含量卡边、降凝幅度小、反应副产物轻烃量大等问题，分析原因及讨论解决措施，通过稳定原料供应、适当提高反应温度、优化操作、及时调整参数等方法，精制柴油产品硫含量降至10ppm以下，柴油产品质量合格。
关键词：柴油精制；硫含量；轻烃；降凝
引言
随着环境保护法的日趋严格，为适应柴油产品质量升级与产能的需求，满足企业生产低凝清洁柴油的需要，陕西延长石油（集团）有限责任公司延安石油化工厂240万吨/年柴油精制装置于2013年12月建成，2014年8月一次试车成功，产出国Ⅴ精制柴油产品。
一、装置简介
延安石油化工厂240万吨/年柴油精制装置以常一、二线柴油与部分常三线柴油为原料，采用中国石化大连（抚顺）石油化工研究院的FHI柴油加氢改质异构降凝技术，设1台三床层反应器，单段一次通过工艺流程，原料油用反应进料泵从原料缓冲罐中抽出，经换热后与氢气混合，进入加热炉升温，通过三床层反应器，进行加氢脱硫、脱氮、烯烃饱和、改质及异构降凝等化学反应，主要产品为精制柴油，同时副产少量石脑油、轻烃和气体，精制柴油满足国Ⅴ柴油性质要求，在50℃左右送至装置外调和站作为调和组分；石脑油送至连续重整装置，轻烃送至140万吨/年柴油加氢装置进一步处理，富气、高低分气送至干气脱硫装置进行脱硫处理，进入燃料气管网系统【1】。
本装置主要由反应部分、分馏部分和公用工程三个部分组成。工艺流程图见图1.1：
图1.1 240万吨/年柴油精制装置工艺流程图
二、催化剂装填情况
2020年4月，240万吨/年柴油精制装置进行了三年一次的大检修，本次大修对反应器催化剂进行了更换和再生，本周期更新了催化剂装填方案，催化剂装填情况如表2.1所示：
表2.1 催化剂装填统计表 (直径4200mm)
本周期与上周期催化剂装填区别如下：
1、上周期反应器共装填加氢精制剂（FHUDS-6）76.28吨，本周期装填加氢精制剂（FHUDS-8）57.98吨，本周期比上周期少装填加氢精制剂18.3吨（9m3）。
2、上周期反应器第三床层共装填改质剂（FC-20）52.06吨，本周期反应器第三床层共装填改质剂（FC-20）29.92吨和降凝剂（FDW-3）23.53吨。
三、装置存在问题
2020年5月反应器装填新催化剂体系，装置自5月底开工运行至今，存在问题如下：
1、精制柴油产品硫含量卡边。
精制柴油硫含量指标为≤10ppm，上一周期精制柴油硫含为2-3ppm，本周期装置开工后精制柴油硫含量卡边，最高至15ppm。
2、降凝幅度不大，只能降1-4℃。
3、反应副产物轻烃量大。轻烃、石脑油、柴油收率如表3.1所示：
表3.1 轻烃、石脑油、柴油收率对比
由表3.1可以看出：本周期轻烃收率比上周期增长1.43％；由于轻烃外送管线为DN40，计量计处管径为DN20，过大的轻烃外送量导致调节阀副线、计量计副线经常性全开。
四、原因分析
1、本周期反应器第三床层新装降凝剂（FDW-3）反应初期活性高，裂解反应剧烈，致使在较低反应温度下轻烃产量大，造成分馏系统操作难度增大。
3、本周期比第一周期少装填精制剂18.3吨（9m3），反应空速低，致使整个反应器脱硫能力差。反应温度受制于轻烃量的限制，导致精制柴油硫含量高。
4、高压换热器有内漏的可能性。
5、常一线柴油作为延炼50万吨/年航煤加氢装置的原料，延炼50万吨/年航煤加氢装置于2019年10月投产，由于航煤装置生产的不确定性和航煤产品受制于市场，导致航煤装置原料不定期掺炼至本装置原料中，原料馏程变化幅度大，致使本装置原料组分不稳定，操作变化大。
五、采取的措施
1、提高反应温度
提高反应温度有利于脱硫反应，因轻烃量较大，适当提高反应器第一二床层温度，第三床层用急冷氢控制床层温度，抑制降凝剂（FDW-3）的裂解反应，维持轻烃量稳定，反应入口温度从330℃提至354℃。
2、提高反应压力
反应系统压力从6.5MPa提至6.8MPa。提压后精制柴油硫含量变化不明显；降凝幅度变化不明显，轻烃变化不明显。
3、调整加工量
本周期开工后，加工量从180t/h提至285t/h，又降至195 t/h。提降量后精制柴油硫含量变化不明显；降凝幅度变化不明显；轻烃量变化明显，当轻烃罐液位高时，适当降低加工量，保持操作平稳。
4、化验分析
对热产物分离器、精制柴油产品处取样分析有机硫含量，两处分析结果一样，排除了原料产品/换热器内漏的可能性及分馏系统操作不正常的可能性。
5、关注高压换热器E102各参数的变化，判断是否内漏
逐步提高汽轮机转速，从而提高高压换热器管壳程压差，判断高压换热器是否内漏。高压换热器管壳程压差提高0.3MPa后，轻烃量变大而硫含量变化不是很明显，尚无法得出结论，后续继续观察。
6、加强与上游原料供应单位的沟通，确保供给本装置的原料要稳定，如原料有调整，提前告知本单位，及时调整操作参数。
7、优化硫化氢汽提塔操作
将硫化氢汽提塔C201塔底温度从195℃降至185℃，塔压从0.75MPa提至0.835MPa，塔顶温度从135℃降至115℃，以尽量减少轻烃量。
采取措施前后柴油产品质量对比如表5.1所示：
表5.1 柴油产品质量对比
六、小结
由于催化剂装填方案发生改变，加氢精制催化剂装填量减少，反应脱硫效果下降，导致精制柴油产品硫含量卡边，通过稳定原料供应、适当提高反应温度、优化操作、及时调整参数等方法，精制柴油产品硫含量于2020年7月25日起降至10ppm以下，轻烃量也逐渐稳定，在原料组分波动较大时，轻烃量也相应波动。下一步在确保精制柴油产品合格的前提下，继续优化调整操作，降低精制柴油的凝点。
参考文献
[1]刘春林，马建伟，吴建辉. 240万吨/年柴油精制装置操作规程[M].2018：5.