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选择性汽油加氢工艺流程分析及应用对策研究

发表时间：2020/8/12 来源：《基层建设》2020年第10期作者：张玺

[导读] 摘要：当前FCC汽油选择性二氧化硫工艺为RSDS技术，由石油化学科学、OVC研究所OCT-M技术、埃克森美孚研究与工程、axens公司的SCANfining技术、CDTECH的Prime-G+技术、CDHydro/CDHDS技术开发；汽油化学研究所开发的RIDOS技术是由OCTGAIN移动通信公司开发的，用于分析汽油和氢动力的选择性工艺分析和应用措施。

        中国石油哈尔滨石化公司黑龙江省哈尔滨市 150056
        摘要：当前FCC汽油选择性二氧化硫工艺为RSDS技术，由石油化学科学、OVC研究所OCT-M技术、埃克森美孚研究与工程、axens公司的SCANfining技术、CDTECH的Prime-G+技术、CDHydro/CDHDS技术开发；汽油化学研究所开发的RIDOS技术是由OCTGAIN移动通信公司开发的，用于分析汽油和氢动力的选择性工艺分析和应用措施。
        关键词：汽油加氢；工艺流程；应用
        引言
        FCC二氧化硫汽油的技术开发主要有两种途径：一种是在提高烹饪火焰饱和度方面提高硫化氢反应的方法，即脱水和最大限度地减少辛烷损耗，这被称为选择性二氧化硫技术。另一种技术途径是促进有助于构成高含量甲烷值组的反应，同时可能减少二氧化硫和烹饪燃料的储存量，以补偿因碳氢化合物减少而造成的青色值的损失，这些值将成为高质量的二氧化硫技术。
        1选择性气油加氢工艺实施条件
        在选择性汽油加氢工艺实施的时候，对其操作条件是有着一定要求的，主要包括：反应进料、反应器入口温度、汽提塔底温度、汽提塔顶回流罐压力、加热炉排烟温度、加热炉氧含量等方面，需要根据这些方面，采取相应的优化措施，才能避免各项问题的产生，保证汽油产品的质量。
        2选择性加氢脱硫技术
        2.1RSDS技术
        FCC汽油原料在分馏塔中被切割为轻重汽油馏分，碱洗脱硫醇后的轻馏分与选择性加氢后的重馏分混合进入氧化脱硫单元，处理后得到RSDS汽油。RIPP成功开发出分级催化剂，在相同的加氢脱硫速率下，分级催化剂RSDS-Ⅱ（RSDS-21和RSDS-22）较第一代催化剂显示出更好的选择性，并且辛烷值损失少得多。RSDS-Ⅲ催化剂较RSDS-Ⅱ催化剂在目标产物选择性和反应过程稳定性有进一步的优势，对不同的FCC原料具有良好的适应性，可用于各种催化裂化汽油脱硫精制。目前，RSDS技术工业应用标定结果表明，RSDS汽油产品硫含量低于10μg/g，烯烃体积分数低至15%，产品汽油收率超过99.5%，RON损失约1.5个单位。截至2017年，RSDS工艺在中国石化公司的胜利石化、荆门石化、天津石化、长岭石化分公司、上海石化、九江石化、青岛石化以及榆林炼油厂等得到广泛应用。
        2.2DSO技术
        DSO工艺对FCC汽油原料进行预加氢处理后进入分馏塔，塔底的重馏分进行选择性加氢脱硫以及后处理，与轻馏分调和得到DSO汽油产品。该技术能够灵活控制脱硫深度，脱硫活性高，汽油液收高，辛烷值损失小。DSO-M技术[40]（切割馏分加氢）相较于DSO技术采用两段加氢处理，增加了重汽油馏分加氢改质单元，在保证脱硫深度的同时降低辛烷值损失。一段加氢采用DSO催化剂脱除含S、N、O的非烃类化合物，饱和二烯烃；二段加氢采用M催化剂催化烷烃的异构/芳构化，部分长链烃裂化为短链烃。M-DSO技术（全馏分加氢）先对FCC汽油全馏分进行预加氢处理后再进行馏分切割，重汽油馏分依次进行加氢改质和加氢脱硫处理。M-DSO技术与溶剂抽提脱硫联合工艺能够满足商品汽油质量标准对硫含量更低的要求。溶剂抽提能够将有机硫化物从汽油馏分中抽提出来，能够进一步降低FCC汽油中的硫含量，无辛烷值损失和烯烃饱和。
        3选择性的加氢实现脱硫降烯烃工艺技术
        炼油化工企业在催化汽油过程中大多采用催化加氢方法，降低汽油产品中的硫含量同时也造成了汽油产品的烯烃值降低，不利于环境的保护以及节能环保政策的落实。因此需要选择性加氢时还需要严格控制脱硫反应，避免出现烯烃值的损失。为保证汽油产品的质量，就需要对脱硫反应器进行科学合理的选择，工艺流程上将轻、重汽油组分进行预分馏切割为轻、重两个部分，其中轻汽油进行碱洗脱硫醇处理，重汽油进行加氢脱硫醇、降烯烃，并进行裂解、异构，以补充加氢带来的辛烷值损失，处理后的轻、重汽油调和为全馏分汽油产品。

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在加氢处理时也要注重反应器的合理设置，优化反应器结构设计，采取合理的措施保证氢气和汽油进行充分的接触，加快汽油的脱硫和烯烃反应，并进行针对性的流程优化与反应器调整，加快汽油辛烷值的恢复，保证汽油的质量。工艺流程设置上可将加氢精制脱硫、烯烃加氢饱和反应与加氢裂化、异构化反应分别在不同反应器完成，尽量降低辛烷值损失和提高产品液收。
        4选择性汽油加氢工艺分析
        4.1汽油选择性加氢脱硫
        选择性加氢脱硫的作用是进行二烯烃选择性加氢饱和以及将原料中的小分子硫化物转化为大分子硫化物。二烯烃饱和是为了避免后续加氢脱硫部分形成胶质。此外，部分外烯烃异构为什么内烯烃可以稍微提高汽油的辛烷值。主要有硫化物转化反应，烯烃加氢反应，加氢脱硫反应，加氢脱氮反应。
        4.2催化剂装填
        催化剂装填是选择性汽油加氢工艺的一项重要环节，主要是以硅氧化铝为载体，并且经过油泵升压以后，会分成两路循环氢相结合，其中一路进加氢反应器上床层，总进量可以到70%～90%。另外一路可以进入加氢反应器的下层，其总进量为10%~30%。同时，反应器下床层在入口的位置补冷油、冷氢，这样可以对下床层的反应温度进行一定的控制，以此保证选择性汽油加氢工艺实施的效果。
        4.3床层温度控制
        一般情况下，主要是对反应器入口温度进行调节，从而实现对床层温度进行有效的控制。例如：如果反应器入口温度小于190℃，并且床层温升很小，则说明反应器床层基本上没有发生加氢脱硫反应，那么需要对反应器入口的温度进行适当的调整，则应当控制在210℃，以此避免不良问题的产生。另外，在选择性汽油加氢工艺实施的时候，需要在反应器的中间床层添加急冷油、急冷氢到下床层内，这样可以起到降温的作用，避免床层温升过大对催化剂的损坏。以此保证床层温度变化在可控的范围内，进而解决较低温度下脱硫效果差、较高温度下因烯烃饱、造成辛烷值损失较大等问题的产生，提升工艺实施的效果。
        5具体的应用
        由于汽油结构相对较为复杂，对很多成分的比例都是有着严格要求的，然而选择性汽油加氢工艺可以利用分馏的方式，对各项物质进行分割，这样可以降低反应物以及反应生成的饱和物。同时，选择性汽油加氢工艺可以对产品的质量进行控制，主要采用的措施为：首先需要降低二反、三反温度，但是需要以二反温度为主，同时还需要对各种物质的注入进行控制，尤其胺液。其次，需要投用脱硫塔循环氢跨线，增加脱后循环氢硫化氢浓度，保证催化剂床层的硫化态；最后，需要降低回流罐入口、以及汽提塔顶的温度，这样才能保证产品的质量，实现选择性汽油加氢工艺存在的意义。
        结束语
        催化裂化原料的重质化和劣质化导致FCC汽油的硫含量逐渐增大，面临超低硫汽油质量标准的日益严格，选择性加氢改质技术仍难以兼顾深度脱硫和辛烷值保持、烯烃饱和率之间的问题。虽然吸附脱硫S-Zorb技术具有氢耗低、脱硫率高、辛烷值损失小等优点，但是针对高硫含量的FCC汽油仍存在烯烃饱和率高、辛烷值损失增加等问题。
        参考文献：
        [1]李志鹏.炼油化工企业催化汽油加氢工艺技术探讨[J].石化技术，2018，25（02）：250+259.
        [2]杨旭，刘福.催化汽油加氢脱硫装置及其节能改造[J].特种设备安全技术，2017（06）：57-60.
        [3]张世洪，郭贵贵.催化裂化汽油选择性加氢脱硫技术的工业应用[J].石化技术与应用，2017，35（06）：454-459.
        [4]李振华.选择性加氢脱硫技术在汽油加氢脱硫装置中的应用[J].石化技术与应用，2017，35（03）：222-224.
        [5]熊超.汽油加氢生产工艺的对比和分析[J].化工管理，2017（09）：94.