王继华
大庆石化公司化工一厂，黑龙江省大庆市 163000）
摘要：本文以某公司裂解汽油全馏分加氢装置工艺为例，裂解汽油加氢流程、特点进行了分析，重点分析探讨了影响裂解汽油加氢装置催化剂运行及使用寿命的相关因素，进而对相关解决对策进行了有效探讨，希望能够为提高石油化工裂解汽油加氢装置催化剂的运行寿命，提高生产装置反应效率提供有益参考。
关键词：裂解汽油；使用寿命；加氢催化剂；因素
前言
某石化公司的裂解汽油加氢装置采用成熟的两段加氢选择加氢工艺路线，具有生产流程短、设备台数少的特点。该装置运行较为稳定，产品质量合格率较高，但是在一、二段加氢催化剂再生周期及使用寿命都较设计值低，对装置的长周期运行造成了一定影响。
一、裂解汽油加氢装置简介
装置主要是以裂解汽油C?5~C9馏分作为反应原料，分两段进行反应。其中，一段反应器中进行的是全馏分双烯烃加氢反应，对C9馏分于不凝气体进行脱除，然后进行二段反应器中针对C?5~C8馏分采用单烯烃加氢的方式对其中的有机硫、氮、氧等进行有效脱除，分离出的C?5，最终得到C?6~C8作为芳烃抽提装置的反应原料。在整个过程中一段反应采用的是C?5~C9全馏分加氢反应，二段采用的C?5~C8馏分加氢反应。同时备有2台一段加氢反应器切换使用保障生产的连续性的。整个反应过程没有涉及CHP注入，也没有配置H2S汽提塔。在二段加氢催化剂预硫化处理采用的是DMDS液体硫化技术，一段加氢采用的是HTC-?200?型镍系催化剂，采用的是热氢汽提再生方式；二段加氢采用的是OPGH?-Ⅲ型催化剂，使用空气与蒸汽烧焦再生方式；整体操作条件较为平和。但较之C?6~C8馏分加氢，全馏分加氢的氢耗比较大。
二、裂解汽油加氢催化剂运行周期影响因素及解决对策
（一）一段加氢的影响因素
首先是原料质量的因素影响。原料中含有诸多杂质，会对致催化剂结焦加速造成较大影响，甚至会大大降低催化剂活性，导致催化剂暂时失活，或者是永久失活。其中若是原料中?C4轻组分、C9以上重组分含量较高会减小一段加氢催化剂运行周期。原料中丁二烯体积分数出现数小时保持在1%?~2%，会使得聚合物在反应器中的快速生成，降低催化剂活性。H2S在一段反应器中会和催化剂镍反应生成硫化镍，导致催化剂中毒失活且不可逆。在裂解催化反应过程中H2S中毒也是缩短一段加氢催化剂使用寿命的重要原因。水也会对催化剂产生危害影响。实际反应过程中，若是原料中的水组分的质量分数为(500~1?000)?X10-6?会降低催化剂活性。如果反应器中进入了游离水会造成催化剂的暂时失活，对此可采用热氮气或热氢气吹扫，来恢复其活性，但需要将床层温度控制在100℃以下，以免导致催化剂硫损失而降低催化剂性能。绿油的相对分子质量比较大，主要生成于C2加氢阶段，其附着于催化剂表面会削弱催化剂活性。绿油的存在主要可通过观察一段反应器进出物料颜色变化情况进行确定。在一?段加氢中的反应为全馏分加氢，会产生较大的放热，必须将床层温差控制在70°C以内，否则反应器下部的催化剂会出现快速结焦，影响催化剂运行寿命。对此可通控制适宜的循环比来带走反应器热量以达到控制催化剂床层温升的目的，进而有效延长催化剂寿命。催化剂在首次使用之前需要用H2进行还原，确保催化剂中的活性金属处于还原态，确保较高的催化反应效率。此过程除了要控制H2的进入流量、压力、温度之外，需将H2中的H2S、CO的体积分数控制在1?X10-6以内。在一段加氢催化剂再生反应中，采用的是热氢汽提法。
再生反应中需要对H2通过的速率、流量、温度等进行合理控制，尤其是温度升温速度不可过快，否则将会降低热氢汽提效果，进而影响催化剂再生。
（二）二段加氢的影响因素
?C5~C8馏分是二段加氢反应的主要原料，并且二段反应器进口物料的双烯含量要明显大于一段，约为一段反应器中的含量的2.43倍。经过一段反应的物料需要经过稳定塔和脱C9塔反应，才能进入二段加氢反应。其中，?稳定塔中的反应温度为150?°C左右，脱C9塔的反应温度为180?°C左右，两个反应中都发生了DCPD分解为CPD反应，因此二段反应器进口双烯值较大，导致了二段反应结焦和床层压差上升过快，降低了催化剂的活性。一般来说，二段加氢催化剂进料温度较高（案例中的设计温度为230℃～290℃），而催化剂的初期活性较高的温度较低（案例约为220℃），较高的温度会使得催化剂的催化效率受到抑制。对此在确保二段加氢运行质量的前提下，尽量维持较低的反应温度，有助于提高催化剂的使用寿命。在二段反应中，较大的H2循环量，能够起到对二段加氢系统结焦的抑制作用。一般来说需要注意加强对循环氢中H2S体积分数的有效控制，确保大于100X10-6，避免催化剂中出现较大的硫流失而降低催化效率。值得注意的是，在采用注入DMDS法进行催化剂硫化与再生二段加氢催化剂预硫化时，再生反应的稳定需控制在450℃以内，以免烧坏催化剂而降低其催化活力。
三、裂解汽油加氢催化剂运行效果和相关改进建议
该生产装置通过对原材料质量和操作条件进行改善优化之后，一段、二段的加氢催化剂的运行周期都得到了有效提升。在进行原材料质量进行改善和优化操作条件之前，催化剂的运行周期大多为1年左右，而改善优化之后，催化剂的使用寿命延长至了2年左右，大大提高了催化剂的使用效率，提高了生产的经济效益。
裂解汽油质量会对一段加氢的催化剂活性与运行寿命产生直接影响作用，需确保原材料过滤器较好的投用状态，实现对大颗粒胶质、杂质的充分过滤，以免这些杂质、胶质覆盖催化剂而降低其催化活性。合理更换较大容量的进料罐，提高物料在其中的停留时间，通过进料罐的自动排水作用，尽可能的降低物料中的游离水含量，避免其进入一段加氢反应器中而是催化剂失活。将原料中有机硫质量分数控制在高于50?X10-6以上，避免催化剂表面出现较大的硫损失进而降低其加氢催化性能。此外，一段加氢反应器中H2?偏流板结构，和分配器安装质量都会对反应器内物料分布造成直接影响。分配器漏装螺丝、其密封垫损坏等都会导致催化剂床层物料出现不良分布，降低致催化剂利用率和使用寿命。对此，必须加强对反应器内部构件安装质量的高度重视，加强安装质量检查，或者是通过更换高性能分配器来达到提高催化剂运行效率与使用周期的目的。
五、结束语
综述可知，裂解汽油加氢催化剂的使用效率与运行周期，和原料质量、操作条件、反应器内部构件配置等有着较为密切的关系，必须加强对加氢原料中相关成分含量的有效控制，降低杂质含量，同时注意控制反应器的进出口的温度，确保氢分压与氢气循环的较高含量，以及加强对催化剂活化和再生的有效控制，进而达到提高催化剂运行效率与延长运行周期的的目的，提高反应经济效益。
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