FH-40C催化剂用于液体石蜡加氢反应性能研究_王勇.pdf

第52卷第2期 当 代 化 工 Vol.52，No.2 2023年2月 Contemporary Chemical Industry February，2023 收稿日期收稿日期：2022-11-26 作者简介作者简介：王勇（1969-），男，辽宁省葫芦岛市人，高级工程师，1990 年毕业于抚顺石油学院石油加工专业，研究方向：石油化工生产技术。E-mail：。FH-40C 催化剂 用于液体石蜡加氢反应性能研究 王勇1，梁忻睿2，张翰2（1.中国石油呼和浩特石化公司，内蒙古 呼和浩特 010000；2.中石化（大连）石油化工研究院有限公司，辽宁 大连 116045）摘 要：考察了 FH-40C 催化剂加氢处理液体石蜡的反应性能，试验结果表明 FH-40C 催化剂具有较高的活性、选择性和稳定性，可以更好地满足液体石蜡加氢装置生产的需要。在达到相同质量要求的情况下，FH-40C催化剂比原使用的催化剂 A 平均反应温度低 10。关 键 词：FH-40C 催化剂；液体石蜡；加氢；反应性能 中图分类号：TE624.4+3 文献标识码：A 文章编号：1671-0460（2023）02-0361-04 Study on the Hydrogenation Performance of Liquid Paraffin Using FH-40C Catalyst WANG Yong 1,LIANG Xin-rui 2,ZHANG Han 2（1.PetroChina Hohhot Petrochemical Co.,Ltd.,Hohhot Inner Mongolia 010000,China;2.Sinopec Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals Co.,Ltd.,Dalian Liaoning 116045,China）Abstract:The hydrotreating performance of liquid paraffin with FH-40C catalyst was investigated.The test results showed that FH-40C catalyst had high activity,selectivity and stability,and could better meet the needs of liquid paraffin hydrogenation unit.Under the condition of the same mass requirement,the average reaction temperature of FH-40C catalyst was 10 lower than that of the original catalyst A.Key words:FH-40C catalyst;Liquid paraffin;Hydrogenation;Performance of reaction 液体石蜡是 C6C20正构烷烃混合物，是重要的石油化工产品，其产品广泛应用在食品、医药、机械等各个领域1。在实际生产中，石油炼化企业多使用直馏煤油或直馏柴油作为原料，通过加氢精制以及分子筛脱蜡等工序，生产合格液体石蜡产品。近些年关于液体石蜡加工工艺的研究也逐渐增加。孙国权2以费托合成油为原料，通过加氢精制生成液体石蜡，其产品正构烷烃含量高（正构烷烃质量分数大于 96%），无需脱蜡，产品高质量，且操作费用远低于石油馏分生产的液体石蜡，为炼化企业生产液体石蜡提供新的技术选择。徐大海3选择适宜的工作条件可以使用焦化煤油代替直馏煤油来生产合格的液体石蜡，来提高焦化馏分的附加值。国内某炼化企业有一套 5.0105 ta-1液体石蜡加氢装置，精制产品作为下游分子筛脱蜡装置的原料。该装置采用中石化（大连）石油化工研究院有限公司（简称 FRIPP）开发的加氢精制催化剂 A，该催化剂在此之前已经成功应用到了工业装置并替代国外催化剂，生产出了合格的产品4。而该催化剂在本装置上也已连续平稳运转超过 4 年，由于全厂生产平衡及提升经济效益的需要，拟将该加氢装置 的 加 工 量 由 原 来 的 5.0 105 ta-1扩 能 至 7.8105 ta-1。原加氢精制催化剂的催化活性已不能满足生产需要，为此该厂要求 FRIPP 提供活性更高的加氢催化剂替代现有加氢催化剂，以满足未来装置生产的需要。FH-40C 催化剂是 FRIPP 开发的新型高活性加氢精制催化剂，已在国内多套工业装置上成功进行应用5-9。针对该厂对精制产品的要求及原料油的性质，对 FH-40C 催化剂载体的孔结构和酸分布进行了适度的改性10。中试试验结果表明，经改性后的FH-40C 催化剂加氢处理液体石蜡具有更高的活性、选择性及稳定性。在其他工艺条件均相同的情况下，平均反应温度比原催化剂低 10，可以更好地满足工业装置扩能后生产的需要。DOI:10.13840/21-1457/tq.2023.02.023 362 当 代 化 工 2023 年2 月 1 实验部分 1.1 试验装置及原料油 试验采用 FRIPP 从美国引进的 200 mL 固定床加氢试验装置，由具有高精密度的计算机自动控制。试验装置原则流程示意见图 1。图 1 中型试验装置原则流程图 Fig.1 Principle flow chart of medium-sized test device 试验所用氢气为电解氢，纯度99%（体积分数）。试验用原料油是由该厂提供的液体石蜡原料。1.2 试验目的 考察 FH-40C 催化剂加氢处理液体石蜡，能否在较缓和的工艺条件下，满足 w（S）1 gg-1、w（N）1 gg-1、溴指数150 mgBr(100g)-1的要求，既满足分子筛装置进料的要求。1.3 催化剂的理化性质 试验使用催化剂的理化性质见表 1。表 1 催化剂理化性质 Table 1 Physicochemical properties of catalyst 项目 A FH-40C 金属组成 Mo-Ni W-Mo-Ni 总量（质量分数）/%18 15.8 物理性质 孔容/(mLg-1)0.40 0.42 比表面积/(m2g-1)200 220 强度/(Ncm-1)150 150 形状 条形 条形 由表 1 催化剂理化性质可见，FH-40C 催化剂与催化剂 A 相比较，FH-40C 催化剂的孔容比表面积均大于催化剂 A，且总金属含量较低。1.4 试验结果及讨论 对相同性质的原料油，分别采用两种催化剂进行了比较，对比试验结果见表 2。表 2 对比试验结果 Table 2 Contrast test results 催化剂 A FH-40C 反应温度/氢分压/MPa 体积空速/h-1 氢油体积比 295 285 5.0 5.0 1.5 1.5 180 180 油品性质 原料油 精制油 密度(20)/(gcm-3)0.808 7 0.804 8 0.804 3 馏程/186249 184248 189247 w（S）/(gg-1)931 1.0 1.0 w（N）/(gg-1)1 9.8 1.0 1.0 荧光组成（体积分数）/饱和烃 81.5 84.1 85.2 烯烃 2.0 0.9 0.2 芳烃 16.5 15.0 14.6 溴指数/mgBr(100g)-1 457 98 121 正构烷烃（质量分数）/%C9 0.64 0.72 0.54 C10 2.51 2.72 2.05 C11 6.60 6.29 6.92 C12 8.70 9.08 9.06 C13 6.90 6.58 7.20 C14 2.27 2.47 2.50 C15 0.36 0.39 0.36 C16 0.03 0.03 0.04 共计 28.01 28.28 28.67 第 52 卷第 2 期 王勇，等：FH-40C 催化剂用于液体石蜡加氢反应性能研究 363 由表 2 对比试验结果可见，采用相同的原料油，在使产品满足质量标准的的情况下，FH-40C 催化剂比原催化剂 A 的平均反应温度低 10。这说明FH-40C 催化剂具有良好的加氢脱硫、加氢脱氮以及烯烃饱和性能，活性明显高于原加氢催化剂，完全可以满足炼油企业生产的需要。采用 FH-40C 加氢催化剂可以降低初期入口反应温度，有助于装置长周期稳定运转，或在其他方面不作改动的情况下，提高装置的处理能力。这样可以提高装置生产的灵活性，对生产是有利的。2 原料油适应性 选择一种硫含量较高和一种硫含量较低的液体石蜡原料，考察了 FH-40C 催化剂对原料油的适应性，试验结果见表 3 和表 4。由表 3 和表 4 试验结果可以看出，无论处理硫含量较高的液体石蜡原料还是硫含量较低的液体石蜡原料，FH-40C 加氢催化剂均表现出了良好的活性和选择性。在反应温度 285、氢分压 5.0 MPa、体积空速 1.5 h-1、氢油体积比 180 的条件下，可以使低硫含量的液体石蜡原料的产品满足质量指标要求。表 3 低硫含量液体石蜡原料试验结果 Table 3 Test result of low sulfur content liquid paraffin feedstock 项目 FH-40C 反应温度/氢分压/MPa 体积空速/h-1 氢油比 285 5.0 1.5 180 油品性质 低硫原料油 精制油 密度(20)/(gcm-3）0.808 7 0.804 3 馏程/186249 189247 w（S）/(gg-1)931 1.0 w（N）/(gg-1)9.8 1.0 荧光组成（体积分数）/饱和烃 81.5 85.2 烯烃 2.0 0.2 芳烃 16.5 14.6 溴指数/mgBr(100g)-1 457 121 正构烷烃（质量分数）/%C9 0.64 0.54 C10 2.51 2.05 C11 6.60 6.92 C12 8.70 9.06 C13 6.90 7.20 C14 2.27 2.50 C15 0.36 0.36 C16 0.03 0.04 总计 28.01 28.67 表 4 高硫含量液体石蜡原料试验结果 Table 4 Test result of high sulfur content liquid paraffin feedstock 项目 FH-40C 反应温度/氢分压/MPa 体积空速/h-1 氢油体积比 292 5.0 1.5 180 油品性质 高硫原料油 精制油 密度(20)/(gcm-3）0.799 7 0.796 8 馏程/179241 181242 w（S）/(gg-1)1626 1.0 w（N）/(gg-1)7.6 1.0 荧光组成（体积分数）/饱和烃 82.8 87.2 烯烃 2.8 0.3 芳烃 14.4 12.5 溴指数/mgBr(100g)-1 718.4 87.6 正构烷烃（质量分数）/%C7 0.14 0.10 C8 0.15 0.16 C9 0.51 0.50 C10 2.25 2.24 C11 7.95 7.61 C12 11.97 11.78 C13 5.97 5.92 C14 1.79 1.53 C15 0.19 0.20 总计 30.92 30.04 在不改变其他工艺条件的情况下，只需将反应温度提高 7 就可以使高硫含量液体石蜡原料的产品满足质量指标要求，说明 FH-40C 催化剂具有良好的活性。同时，两种加氢产品与原料相比较，正构烷烃基本没有损失，说明 FH-40C 催化剂应用于液体石蜡加氢具有良好的选择性。3 稳定性试验 初活性评价后，为了确定催化剂在运转过程中是否会发生催化剂失活等现象，对高硫含量的液体石蜡原料进行了 3 000 h 稳定性试验，分析了精制油中硫氮杂质含量的变化规律，其试验结果见图 2。图 2 FH-40C 用于液体石蜡加氢的稳定性 Fig.2 Stability of catalyst FH-