FCC汽油加氢脱硫提高辛烷值技术研究进展

综述了国内外FCC汽油加氢脱硫提高辛烷值工艺技术的研究进展。该工艺技术的核心是处理元素硫、烯烃及辛烷值之间的关系,文中对脱硫保烯烃和脱硫降烯烃2方面进行了分析,同时对该工艺技术的发展方向进行了展望。     

FCC汽油选择性加氢脱硫单元产品辛烷值的影响因素分析

针对中化泉州石化有限公司1.6 Mt/a催化裂化汽油选择性加氢脱硫装置开工初期产品汽油辛烷值损失严重的问题,考察了选择性加氢（SHU）反应器的出口压力、SHU反应器温升以及汽油分馏塔侧线抽出率等因素对产品汽油辛烷值损失的影响.结果表明,随着SHU反应器出口压力或SHU反应器温升的增加,SHU催化剂活性增加,但选择性降低,辛烷值损失增加;当SHU反应器出口压力2.0 MPa、SHU反应器温升5.0℃、进料量130 t/h、氢油体积比12时,SHU反应器辛烷值增加约0.1单位;SHU反应器出口压力对轻汽油中的硫醇脱除率影响较小,SHU反应器温升对其影响较大;在控制轻汽油中总硫质量分数小于80 μg/s的条件下,提高汽油分馏塔侧线抽出率,有利于提高出装置的调合汽油组分的辛烷值.与试验前比较,操作条件优化后,能耗降低约10 391.7 MJ/h,SHU单元辛烷值增加了1.5单位,节省了投资,增加了经济效益.     

FCC汽油加氢脱硫及芳构化工艺研究——烃类组成的变化及对汽油辛烷值的影响

针对催化裂化(FCC)汽油加氢脱硫和降烯烃过程中辛烷值损失的不足,采用洛阳石油化工工程公司开发的FCC汽油加氢脱硫及芳烃化工艺,以FCC汽油重馏分(80℃以上)为原料,考察反应前后烃组成及辛烷值的变化.结果表明FCC汽油重馏分加氢脱硫及芳构化前后,硫质量分数由1 570μg/g降至128μg/g,烯烃体积分数由36.7%降至15.8%,芳烃、异构烷烃和环烷烃含量增加,异构烃与正构烃比率提高,RON和MON均有不司程度的提高,达到了加氢脱硫和降烯烃的同时不损失辛烷值的目标.     

OCT-M系列FCC汽油选择性加氢脱硫技术简介

FCC汽油中硫化物杂质的选择性脱除是汽油产品质量升级的关键.介绍近年来中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院（FRIPP）针对国家汽油产品质量升级开发的FCC汽油选择性加氢脱硫OCT-M系列技术.OCT-M系列技术总体的工艺流程是首先对全馏分FCC汽油进行轻、重组分切割,然后分别对轻组分和重组分采用无碱脱臭和选择性加氢脱硫的加工方式处理.此外,在催化剂制备技术的进步及对选择性加氢脱硫反应工艺过程的深刻理解的基础上,重汽油选择性加氢脱硫部分先后开发了FGH-20/FGH-11,FGH-21/FGH-31和ME-1选择性加氢脱硫催化剂及配套工艺技术,有效地提高了FCC汽油加氢脱硫的选择性,降低了该过程汽油产品的辛烷值损失,可根据炼油厂的不同需求生产满足国Ⅲ、国Ⅳ、国Ⅴ标准的清洁汽油产品,其中最新的OCT-ME技术在湛江东兴石化的工业应用结果表明,处理硫质量分数444～476 μg/g、烯烃体积分数30.2％ ～ 30.5％的MIP汽油时,精制汽油产品硫质量分数8.9～9.5 μg/g,RON损失仅为1.6～1.9个单位,表现出了优异的反应性能.     

FCC汽油选择性加氢装置产品低辛烷值原因分析及改进措施

针对某石化公司FCC汽油选择性加氢装置在运行过程中陆续出现产品辛烷值低的问题进行分析,认为装置产品辛烷值低的原因包括:(1)选择性加氢催化剂选择性差;(2)碳六烯烃饱和严重;(3)异戊烯醚化率低。通过优化选择性加氢反应条件、提高轻汽油抽出率及醚化反应温度等措施,装置选择性加氢产物、汽油产品及醚化汽油的研究法辛烷值分别提高了1.5个单位、0.5个单位及0.05个单位。     

FCC汽油选择性加氢脱硫催化剂的研制

通过对传统加氢脱硫催化剂加以改进,研制出一种FCC汽油深度选择性加氢脱硫催化剂CoMoNi／Al2O3-SiO2。催化剂活性评价结果表明,该催化剂具有较高的脱硫活性和较低的烯烃饱和活性,在压力1．5MPa、反应温度230℃、氢油比300：1、空速2．0h-1的条件下,脱硫率达到93．4％,总硫含量由442．3μg／g降低到29．2μg／g,辛烷值损失仅为0．7个单位。1500h稳定性试验结果表明,催化剂具有良好的活性稳定性。     

FCC汽油选择性加氢脱硫过程中烃类组成与辛烷值损失的关系

以典型的FCC汽油重馏分为原料,在Co-Mo/Al_2O_3催化剂上进行选择性加氢脱硫试验。结果表明,烯烃加氢饱和是导致汽油加氢后辛烷值下降的主要原因。按照烯烃加氢后辛烷值损失的大小,将其分成五类。五类烯烃加氢饱和后辛烷值损失由大到小的顺序是:直链内烯烃〉直链端烯烃〉C_(7+)单支链烯烃〉环烯烃〉多支链和C_5、C_6支链烯烃。建立了烯烃变化量与辛烷值损失量的关联式,可以预测加氢汽油辛烷值的损失。     

FCC汽油选择性加氢脱硫工艺优化设计

应用中国石化抚顺石油化工研究院（FRIPP）新开发的催化裂化（FCC）汽油选择性深度加氢脱硫技术（OCT-MD）：先将FCC汽油脱臭后切割为轻、重两个馏分,与FCC汽油直接先切割相比,轻馏分的总硫质量分数降低45％左右,硫醇硫质量分数≤10μg／g,RON损失较小,可以大大降低重馏分加氢脱硫深度,减少烯烃过度饱和造成的辛烷值损失。重馏分加氢脱硫反应采用低压操作方案有利于减少产品辛烷值损失,反应器入口压力最好不大于2．0MPa。采用二乙醇胺法处理后循环氢H2S质量分数≤100μg/g,不但可以提高脱硫率,还可大大减轻硫化氢与未反应的烯烃重排生成大分子硫醇的程度。根据中试和模拟计算结果,OCT—MD技术第一次在湛江东兴石油企业有限公司新建的FCC汽油选择性深度加氢脱硫装置上使用。     

最小辛烷值损失的全馏分FCC汽油脱硫技术

研制出以新型催化材料二氧化钛为载体的选择性加氢脱硫催化剂HDOS-02,对于FCC汽油加氢具有良好的加氢脱硫选择性及其辛烷值保持能力,并通过了CDOS-FR全馏分FCC汽油加氢脱硫降烯烃过程的中型试验.以中石化安庆分公司FCC/DCC汽油为原料,通过CDOS-FR处理后的汽油中硫的脱除率为80～95%,烯烃饱和率为20%～30%,相应汽油辛烷值基本没有损失;处理后的汽油硫质量分数全部小于1.5×10-4,达到了汽油规格欧Ⅲ标准.     

汽油加氢脱硫与辛烷值损失的平衡

对汽油加氢脱硫过程中辛烷值损失的主要因素进行了分析,并对脱硫与辛烷值损失的平衡提出了相应的操作措施。指出汽油加氢生产中,通过采取合理控制汽油加氢装置原料的烯烃含量、降低分馏塔回流比及重汽油烯烃含量,控制较低的反应温度,提高氢油比或循环氢纯度等措施,可以适当降低汽油加氢过程辛烷值损失。     

催化裂化汽油选择性加氢脱硫过程中烯烃加氢饱和反应动力学研究

在中型试验装置上考察催化裂化汽油选择性加氢脱硫过程烯烃加氢饱和反应动力学行为。结果表明,在催化裂化汽油选择性加氢脱硫过程中,不同碳数烯烃的加氢饱和反应速率常数随碳数的增加而下降。在同一反应条件下,不同碳数烯烃的加氢饱和率随碳数的增加呈先降低后上升的趋势。总烯烃、直链烯烃、支链烯烃和环烯烃的加氢饱和反应均可以按照1级反应来处理。直链烯烃与支链烯烃的加氢饱和反应速率常数大于环烯烃。与支链烯烃相比,直链烯烃反应速率常数对温度变化更敏感。     

催化裂化汽油选择性加氢脱硫催化剂调控技术的工业应用

中国石化石油化工科学研究院在RSDS-Ⅱ技术基础上开发的催化裂化汽油选择性加氢脱硫催化剂调控技术(RSAT)在中国石化青岛石油化工有限责任公司进行了工业应用,标定结果表明:采用RSAT技术可以生产满足国Ⅳ排放标准的汽油(硫质量分数小于50μg/g)和国Ⅴ排放标准的汽油(硫质量分数小于10μg/g),且辛烷值损失小;在生产满足国Ⅴ排放标准的汽油时,采用RSAT技术比采用RSDS-Ⅱ技术得到的产品RON损失降低0.4个单位,表明RSAT技术具有更高的选择性。装置生产运行数据表明,在催化裂化汽油原料硫质量分数变化较大的情况下(391~1 580μg/g),产品质量基本保持稳定,且装置可以长周期稳定运转,能够满足炼油厂汽油质量升级的需要。     

H2S对催化裂化汽油选择性加氢脱硫的影响

在中型试验装置上考察了循环氢中H2S含量对催化裂化汽油加氢脱硫反应及烯烃加氢饱和反应的影响。结果表明,在催化裂化汽油选择性加氢脱硫过程中,循环氢中H2S对加氢脱硫反应具有抑制作用、对烯烃加氢饱和反应具有促进作用,随着循环氢中H2S含量的增加,催化剂的选择性下降。     

FCC汽油选择性加氢脱硫降烯烃工艺技术的工业应用

OCTM技术首次在石家庄炼油化工股份有限公司600kt／a FCC汽油选择性加氢脱硫装置上进行工业应用。初期主要问题为循环氢中硫化氢浓度过高，后部的脱硫醇装置能力不足，导致HCN加氢后硫醇硫偏高和RON损失过大，为此采取了注氨脱硫化氢和更新脱臭装置催化剂的措施，改善了装置性能。在装置累计运转5个多月时，对OCTM装置进行了满负荷标定，标定结果表明，FCC汽油硫含量可由606～676μg／g降低到114～180μg／g，RON损失仅0．4～0．6个单位，取得了较好的效果。     

催化裂化汽油全馏分选择性加氢脱硫技术的应用

介绍了抚顺石油化工研究院开发的催化裂化汽油全馏分选择性加氢脱硫技术在中国石化九江分公司的工业应用情况.在反应温度233℃,反应器床层最高温度300℃,压力1.75 MPa,体积空速4.9 h-1,氢油体积比217:1的工艺条件下,Ⅰ套催化裂化装置产汽油(硫质量分数860 μg/g,烯烃体积分数39.1%,RON 92.1)经加氢装置处理后,硫质量分数降至180 μg/g,烯烃体积分数降至34.7%,辛烷值(RON)89.8.满足了新标准汽油质量的要求.     

ZnO/Cu改性Al2O3对FCC汽油选择性加氢脱硫性能的影响

以全馏分催化裂化汽油为原料,考察ZnO/Cu改性γ-Al2O3的选择性加氢脱硫性能。结果表明,ZnO、Cu双组分改性可进一步提高ZnO单组分改性后γ-Al2O3的加氢脱硫选择性。所研制的催化剂具有良好的稳定性,加氢脱硫后汽油研究法辛烷值(RON)与原料相比降低1.3个单位。通过XRD、NH3-TPD、H2-TPR及吡啶脱附FT-IR对催化剂进行表征,表明可能是由于Cu的引入提高了催化剂活化氢的能力,同时形成了较弱的酸中心,从而提高催化剂的脱硫选择性。     

SiO2掺杂对V-Mo/TiO2催化剂脱硝性能的影响

采用共沉淀法制备不同SiO₂掺杂量的TiO₂-SiO₂复合载体，采用浸渍法在这些复合载体上负载活性组分V₂O₅和MoO₃，制备不同SiO₂掺杂量的V-Mo/TiO₂-SiO₂催化剂 (VMTS)。运用XRD,SEM,BET,H₂-TPR等分析手段对催化剂的理化性能进行表征，结果表明：随着SiO₂掺杂量的增加，VMTS催化剂的XRD谱图中不仅出现了SiO₂衍射峰，而且出现了锐钛矿型TiO₂的衍射峰，表明活性组分V₂O₅和MoO₃含量相对较低，主要以非晶态或微晶态形式存在；掺杂SiO₂的催化剂H₂-TPR还原峰向低温方向移动，同时比表面积和孔体积增大，孔径减小；与其他催化剂相比，SiO₂与TiO₂的质量比为0.2∶1的催化剂VMTS-(0.2∶1)具有最佳的氧化还原能力。脱硝效率评价结果表明：VMTS-(0.2∶1)催化剂具有最佳的烟气脱硝效率，烟气中通入SO₂时，VMTS催化剂烟气脱硝效率下降幅度均低于未掺杂SiO₂的催化剂，VMTS-(0.2:1)催化剂烟气脱硝效率下降幅度最小，说明掺杂SiO₂有利于催化剂抗硫性能的提高。     

催化裂化汽油选择性加氢脱硫催化剂RSDS-1的开发

介绍了用于催化裂化汽油选择性加氢脱硫催化剂RSDS-1的研究开发，考察了载体、活性组元、金属原子比以及助剂对催化剂选择性的影响。研究结果表明，催化裂化汽油中烯烃的加氢饱和受扩散限制；Co—Mo组合对烯烃饱和的能力相对较弱；较高的Co／Mo原子比有利于提高催化剂选择性；助剂的加入对催化剂选择性有明显的影响；RSDS—1催化剂用于催化裂化汽油选择性脱硫，对不同原料油适应性好，脱硫率可达80％，RON损失小于2个单位，且可长周期稳定运转。     

FCC汽油选择性加氢脱硫催化剂的研制及性能评价

通过对传统Al_2O_3载体加以改进,研制出一种FCC汽油深度选择性加氢脱硫催化剂CoMoNi/Al_2O_3-SiO_2。该剂具有较高的脱硫活性和较低的烯烃饱和活性,在压力1.5 MPa、反应温度230℃、氢油体积比300:1、空速2.0h~(-1)的条件下,脱硫率达到93.4%,总硫质量分数由439.3μg/g降低到29.1μg/g,辛烷值损失仅为0.7个单位。