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炼油化工企业催化汽油加氢工艺技术探讨

2019-09-10魏辉朱艳军

石油研究 2019年7期

魏辉 朱艳军

摘要:现如今,随着我国经济的飞速发展,炼油化工企业发展的十分迅速。在炼油化工企业的炼油厂中,催化汽油的加氢脱硫装置具有重要作用,近年来也不断引入新型的工艺技术,在加氢脱硫方面也取得较大的进展,在选择进行催化汽油加氢脱硫方面的工艺技术选择具有较大的难度。本文针对目前炼油化工企业中催化汽油加氢脱硫工艺技术现状展开分析,并探讨针对加强其催化汽油加氢脱硫技术的发展方向。

关键词:炼油化工企业;催化汽油;加氢工艺技术

引言

石油能源是国民经济发展最重要的基础性产业。同时世界上每个国家都把节能减排作为国家战略国策加强管理、强力推进。现在汽车不仅是老百姓日常出行的工具,也是衡量国家工业发展的重要指标。近些年,国内汽车的使用总量不断增加,车用汽油造成的汽车尾气对环境的污染已经受到国家和社会各界的高度重视。世界环境保护组织也要求通过生产使用清洁汽油来促进对大气生态环境的保护。炼化企业为积极应对国家对燃油特别是汽油的使用标准,为实现国Ⅵ汽油的含硫量标准,大力开展催化汽油的加氢工艺应用,生产出符合国家标准的合格汽油供消费者使用,为国家的碧水蓝天工程做出应有的贡献。文章主要从炼油厂的深加工需要出发,探讨加氢工艺的主要原理,实现的主要方法,以及提高加氢汽油产品质量的工艺方案。

1炼油化工企业催化汽油加氢工艺技术主要内容

1.1选择性加氢脱硫降烯烃工艺

选择性加氢脱硫降烯烃工艺依据催化汽油中硫、烯烃的分布特点,通过优化操作条件和优选催化剂配方,实现加氢过程对脱硫反应较高的选择性降低了烯烃饱和度,从而减少产品辛烷值的损失。考虑到催化汽油中二烯烃的存在(二烯烃易造成加氢脱硫催化剂的结焦失活),选择性加氢过程一般为两反应器设置,即脱二烯烃反应器,脱硫反应器。在生产硫含量<50mg/L的欧III汽油组分时,鉴于硫化物主要集中在重汽油馏分(>80℃馏分)的特点,脱硫反应器一般仅处理重汽油馏分,轻汽油经脱硫醇后直接出装置,避免了轻汽油中大量烯烃组分(约占汽油中烯烃总量的70%)的饱和,总烯烃饱和率在5%~10%,调和产品的辛烷值损失较少,一般为0.5~0.7个单位(RON)。在要求产品硫含量<10mg/L时,由于轻重汽油均需加氢处理,辛烷值的损失相对较高,一般在1.5个单位以上。目前,催化汽油选择性加氢工艺主要包括Axens公司PrimeG/PrimeG+、ExxonMobil公司SCANFINING、CDTECH公司CDHYDRO/CDHDS和中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院的OCT-M工艺。其中,PrimeG+技术是汽油加氢工艺中推广应用最为广泛的技术,截至2010年,已有117套装置实现了工业运行。

1.2加氢脱硫恢复辛烷值

加氢脱硫恢复辛烷值工艺的应用操作中,尤为注意的是加氢精制后利用氢气进行汽油催化,脱硫降烯烃,并生成辛烷值,以此来弥补脱氢降烯烃过程中所造成的辛烷值损失,使汽油产品辛烷值符合标准要求。这一目的实现,需要在加氢脱硫恢复辛烷值工艺操作的过程中,注意优化两个反应器结构。其一,一反应器结构优化,即根据催化汽油产品质量需求,对反应器进行科学、合理的调节与设置,通过其来加氢,并能够使氢气充分与汽油接触,催化汽油中的硫、氮等杂质,与此同时使汽油中发生的烯烃进行饱和反应,从而降低汽油中硫含量、烯烃含量。其二,二反应器结构优化的主要是为了生成高辛烷值组成,为此需要对反应器异构化、芳构化加氢原材料功能进行强化,使加氢的原材料能够在反应器中充分发挥异构化反应和芳构化反应,生成高辛烷值组分,以此来弥补汽油脱氢降烯烃过程中辛烷值的损伤。由此可见,科学、合理的设置与操作加氢脱硫恢复辛烷值工艺,可以使汽油中的辛烷值得到很好的保存,升级汽油产品质量,降低汽油产品应用对环境造成的危害。

2催化汽油加氢工艺技术的优化建议

(1)在催化汽油加氢工艺技术的催化温度上。要以实验为依据,综合考虑反应器温度对加氢工艺化学反应的影响。特别是要注意不同温度下,脱硫效果如何,重汽油的组成发生的变化,消耗氢气的情况,关注对汽油成品油带来的辛烷值的影响。建议催化温度在高于260摄氏度时,对族组进行重点观测,避免温度过高导致的辛烷值下降情况。在催化温度处于245-265摄氏度之间时,要关注加氢裂化反应加剧的情况,避免出现反应操作事故。(2)在催化汽油加氢工艺技术的氢油比上。建议重点关注氢分压的情况。要全面考虑如果增大氢分压,是否利于催化剂的反应动力,提高反应的速度,实现对硫、氮等成分的有效脱除。要注意高氢分压对装置带来的安全压力,避免出现事故。氢油比是工作中氢气的标准体积除以原料的体积得到的数值。氢油比和氢分压是正相关关系。所以改变氢油比也会提高氢分压。建议一般采用的方法是加大氢的浓度、数量或者循环量等。(3)在催化汽油加氢工艺技术的空速上。加氢反应器的反应时间主要是用空速参数来体现。空速和反应温度是处于正相关关系。为保证实现需要的反应效果,可以增大空速,从而反应温度增高,保证反应程度。如果减少空速,就能让反应停留周期变长,让化学反应更加完全。

结语

在我国环境污染尤为严重的今天,汽车使用量的不断攀升,加剧了汽车尾气排放量的增多,依旧污染着环境。为了有效降低汽车尾气的污染,需要炼油化工企业加强催化汽油质量升级的技术研究。本文所研究的催化汽油加氢工艺技术的研究是催化汽油质量升级的有效技术,其应用过程中通过选择性加氢脱硫降烯烃工艺、加氢脱硫恢复辛烷值工艺操作,可以将汽油中硫、氮等杂质清除,并降低烯烃饱和度,保证辛烷值达标,从而大大提高汽油产品质量。当然,要想真正意义上清洁汽油,提高汽油使用的环保效果,还需要炼油化工企业一直致力于催化汽油质量升级的技术研究,为提升汽油质量,改善环境污染现状而努力。

参考文献:

[1]李昊鹏.渣油加氢RHT工艺技术在上海石化的工業应用研究[D].华东理工大学,2017.

[2]武同霞.炼油化工企业催化汽油质量升级的技术分析[J].当代化工,2018(6):1217-1218+1221.

[3]于型伟,李向进,黄明富,等.催化汽油加氢脱硫工艺技术现状及节能方向研究[J].石油石化节能,2017(6):4-7+1.