FITS技术在重整生成油加氢中的工业应用

FITS加氢技术在重整生成油脱烯烃中的工业应用摘要：在中型试验装置上采用FITS加氢技术对长岭分公司重整生成油脱烯烃，结果表明可以高效脱除原料油中的大部分烯烃，且对芳烃饱和选择性较好，可以替代“抽提原料加氢+白土吸附”工艺。FITS加氢技术于2012年7月在中石化长岭分公司70万吨/年重整生成油加氢脱烯烃装置上实现了首次工业应用，产品质量全部符合馏出口质量控制指标，能保证下游各类产品满足质量指标要求。该技术的使用降低了装置能耗、氢气消耗和减少白土消耗，经济效益显著。关键词：重整生成油液相加氢溴指数白土吸附1前言催化重整是生产苯、甲苯和二甲苯等化工原料及重整氢气主要的加工手段之一。在重整转化过程中会产生少量烯烃，这部分烯烃难以与芳烃通过抽提进行分离，且会对溶剂油及BTX产品质量造成影响[1]。近年来，随着连续重整技术的发展及反应苛刻度提高，重整生成油中烯烃含量也相应增加，因此，脱除烯烃的问题更加突出[2-3]。中石化长岭分公司原采用“低温选择性加氢精制+白土精制”技术，即C3～C5组分中的烯烃未做处理，生产液化气和发泡剂；C6～C8组分通过抽提原料加氢工序采用低温选择性加氢精制技术处理（HDO-18）其中烯烃，以生产合格的苯、甲苯、二甲苯和6#、120#溶剂油产品；C8以上的重组分采用白土精制工艺处理，生产满足质量要求的二甲苯和重芳烃产品[4]。根据该工艺，抽提原料加氢工段体积空速为4.0h-1，氢油比250-300:1，循环氢量超过10000Nm3/h，固定投资和操作成本均较昂贵，处理重芳烃中烯烃含量的白土吸附塔白土装量20t，寿命仅一个月，装卸剂的劳动强度大，效率低，同时由于废剂无法再生产生填埋的环保问题。因此，开发高效低成本、环保的重整生成油加氢脱烯烃工艺意义重大。2FITS加氢技术的特点FITS加氢技术的特点在于：利用微孔分散技术，使氢气以微米或纳米级的气泡形式混入原料油中，在反应器入口进行高效油气混合，强化气液传质效果，过剩氢被分散成微气泡悬浮于原料油中，及时补充液相在反应过程中消耗的溶解氢，维持“反应氢推动力”；采用液相反应模式，反应物料自下向上流经催化剂床层，催化剂完全浸泡在反应物料中，催化剂有效利用率提高；使用管式反应器，以平推流反应模式减小返混，无反应死区，提高了反应效率，以压力管道替代压力容器，降低反应器造价。FITS加氢技术取消了常规加氢工艺中复杂的循环氢或循环油系统，与现有加氢工艺相比具有氢油比低、空速高、加氢选择性高等优点，且流程简单、反应器制造安装简便、投资费用和运行费用均较低。FITS加氢技术应用于重整生成油脱烯烃，可以在不改变原有主要生产流程的前提下，通过加氢精制脱除其中大部分的烯烃，以达到取代抽提原料加氢及重芳烃白土吸附的目的。3中型试验3.1试验原料试验所用全馏分重整生成油原料来自长岭分公司重整装置，原料油性质见表1。全馏分重整生成油芳烃含量达到67%，烯烃杂质含量为0.83%，溴指数为2275mgBr/100g油。试验要求全馏分生成油溴指数小于100mgBr/100g，最好小于40mgBr/100g。表1典型重整生成油原料性质项目数值密度，Kg/m3799烯烃，m%0.85芳烃，m%67溴指数，mgBr/100g油22753.2试验装置及催化剂所有试验均在5L中型试验装置上进行，试验所用催化剂是成熟的商业剂HDO-18，催化剂的物化性质见表2。表2催化剂的物化性质项目指标活性金属含量，%0.28堆密度，Kg/m3760比表面，m2/g184孔容，ml/g0.50强度，N/mm1103.3试验结果试验结果见表3。反应空速均不低于12h-1，加氢产品溴指数低于100mgBr/100g，烯烃脱除率均较高，芳烃损失小于0.5%。说明FITS加氢工艺可以高效脱除重整生成油原料中的大部分烯烃，且对芳烃饱和选择性较好，可以替代“抽提原料加氢+白土吸附”工艺。表3中型试验结果项目产品1产品2产品3空速h-1121515氢油体积比V/V444温度℃160170170压力MPa1.51.51.9溴指数mgBr/100g909186烯烃饱和率%969696.2芳烃%芳烃饱和率%0.150.190.254工业应用FITS加氢技术于2012年7月在中石化长岭分公司70万吨/年重整生成油液相选择性加氢脱烯烃装置上实现了首次工业应用，并一次开车成功。其原则工艺流程如图1所示，重整生成油自再接触系统气液分离罐V1901经E1902、E1205、E1203换热后，进脱戊烷塔T1201。四台相同型号的并列反应管设置在E1203与T1201之间，反应器底部设有高效气液混合装置。单台反应器装填HDO-18催化剂2.3m3。设计空速12h-1，氢油比（体积）2：1～4：1。图1重整生成油FITS加氢工艺原则流程图4.1装置运行情况重整生成油FITS加氢工艺技术投用后，反应管出口物料烯烃饱和情况见图2，重整生成油经液相加氢反应后，生成油中的溴指数降至40mgBr/100g以下，烯烃饱和率达到99%以上。图2反应管出口烯烃饱和情况主要产品溴指数变化情况见图3-4，苯、甲苯抽提馏分的溴指数为10～40mgBr/100g油；6#溶剂油的溴指数由原工艺的15～30mgBr/100g降低至10mgBr/100g以下；二甲苯的溴指数由50～190mgBr/100g降低10mgBr/100g以下，由于取消了二甲苯白土吸附精制，二甲苯产量提高。图36#溶剂油溴指数变化情况图4二甲苯溴指数的变化情况4.2装置标定重整生成油FITS加氢工业装置在运转两个多月后对进行标定，为考察重整生成油FITS加氢工艺的实际生产能力，标定分为正常负荷（工况一）和高负荷（工况二）两种工况，标定时的操作条件如表4，标定结果见表5、6、7。结果表明，重整生成油FITS加氢装置投用后，产品质量全部符合馏出口质量控制指标，能保证下游各类产品满足质量指标要求。二种工况下，重整生成油的溴指数从3100mgBr/100g油降至小40mgBr/100g油，烯烃饱和率达到98.5%以上。R1210A/B/C/D支管出口油品指数溴均小于40mgBr/100g油。重整主要产品6#溶剂油溴指数小于10mgBr/100g油，120#溶剂油溴值小于70mgBr/100g油，苯、甲苯、二甲苯产品的溴指数小于10mgBr/100g油，均满足产品质量要求。二种工况下，反应管出口芳烃损失均小于0.5%。重整生成油FITS加氢装置在正常负荷和高负荷下均能正常运行，烯烃饱和率相差不到0.2%，芳烃损失相差不到0.1%，装置生产能力调整空间非常大。表4标定时的操作条件项目工况一工况二R1210ABCD进料形式四列三列(R1210B停运)R1210总进料量，t/h67.6267.65R1210总进料温度，℃138.72138.47R1210总出料温度，℃142.52143.12R1210压力，MPa1.691.62床层温升△T3.84.65总氢油比（v）2.552.39总空速(v)，h-110.5014.01表5反应管出入口溴指数对比项目工况一工况二R1210入口指数溴，mgBr/100g油31403240R1210总出口溴指数，mgBr/100g油2834烯烃饱和率，%99.1198.95R1210A出口溴指数，mgBr/100g油3036R1210B出口溴指数，mgBr/100g油34/R1210C出口溴指数，mgBr/100g油3139R1210D出口溴指数，mgBr/100g油2835表6主要产品溴指数情况项目控制指标工况一工况二6#溶剂油溴指数，mgBr/100g油≤2066120#溶剂油溴值，mgBr/100g油≤1404050苯溴指数，mgBr/100g油≤2055甲苯溴指数，mgBr/100g油≤2067二甲苯溴指数，mgBr/100g油.≤7089表7反应管出入口芳烃含量变化情况项目工况一工况二R1210入口芳烃，%69.8769.77R1210出口芳烃，%69.5369.40芳烃损失，%0.34%0.37%R1210A出口芳烃，%69.5369.40R1210B出口芳烃，%69.62/R1210C出口芳烃，%69.3569.39R1210D出口芳烃，%69.6369.434.3经济效益估算重整生成油采用FITS加氢技术后，抽提原料的溴值满足产品质量要求，取消原抽提原料加氢脱烯烃装置。停开一台循环氢压缩机和一台回流泵，每小时节电303.3KW，年节电量达255万KW.h，折合人民币167.5万元；停开E1310、E1305/1.2三台热载体换热器，节省热载体用量60t/h，折合燃料气量292.2Nm3/h。年节约燃料气量245.5万Nm3，约1650吨，折合人民币462.5万元；停开E1302/1.2和E1304，节约循环水用量300t/h，年节省循环水用量252万吨，折合人民币50万元；抽提原料加氢停开后，可节约净化风200Nm3/h,年节约净化风168万Nm3。折合人民币16.8万元；以上合计共节约运行费用696.8万元。重芳烃的溴指数小于50mgBr/100g，停用重芳烃白土精制工艺，节省白土费用86.4万元；年增产二甲苯2万吨，与S1000混合甲乙苯相比，每吨多450元，年增效900万元；重整生成油FITS加氢技术利用了重整生产油在再接触过程的溶解氢，与常规工艺相比，减少溶解氢的排放，年少消耗纯氢30吨，创效45万元。FITS加氢技术应用于中石化长岭分公司重整生成油脱烯烃后，降低了重整生成油后处理能耗，提高了主要产品质量品级稳定性，增加了二甲苯产品产量，每年节能增效约1728.2万元，且减少环境污染，降低了更换白土劳动强度。5结论（1）中型试验及工业应用结果表明，FITS加氢工艺可以高效脱除重整生成油原料中的大部分烯烃，且对芳烃饱和选择性较好，可以替代“抽提原料加氢+白土吸附”工艺。（2）长岭分公司重整生成油采用FITS加氢技术脱烯烃后，产品质量全部符合馏出口质量控制指标，能保证下游各类产品满足质量指标要求。重整生成油的溴指数从3100mgBr/100g油降至小40mgBr/100g油，烯烃饱和率达到98.5%以上。重整主要产品6#溶剂油溴指数小于10mgBr/100g油，120#溶剂油溴值小于70mgBr/100g油，苯、甲苯、二甲苯产品的溴指数小于10mgBr/100g油，均满足产品质量要求。装置生产能力调整空间非常大。（3）重整生成油FITS加氢工艺技术安全、可控，在保证各产品溴指数满足产品质量要求的前提下，大幅度降低了装置能耗和氢气消耗，减少了白土消耗，经济效益显著，同时具有良好的环保效果和社会效益。参考文献[1]徐承恩.催化重整工艺与工程[M].北京:中国石化出版社,2009[2]叶小舟.HDO-18选择性加氢催化剂的工业应用[J].石油炼制与化工,2004,35(8):26~28[3]南军.UDO-01重整生成油选择性加氢催化剂的研制[J].石油炼制与化工,2007,38(1):28~32[4]樊红青.HDO-18选择性加氢催化剂的工业应用[J].当代化工,2010,39(1):51~54