全馏分催化裂化汽油芳构化降烯烃技术有效降低汽油硫和烯烃含量

由抚顺石油化工研究院与大连理工大学合作开发的全馏分催化裂化汽油芳构化降烯烃技术(OTA),通过了中     

FCC汽油降烯烃技术进展

随着环保意识的加强 ,对汽油中的烯烃含量限制越来越严格 ,针对近期的发展动态 ,从催化裂化 (简称FCC)技术、醚化技术、芳构化技术和烷基化技术等方面介绍了FCC汽油降烯烃生产技术的进展。同时比较了各种方法的优缺点。     

OCT-M催化裂化汽油选择性加氢脱硫技术

介绍了抚顺石油化工研究院开发的OCT-M催化裂化汽油选择性加氢脱硫技术及其在中国石油化工股份有限公司广州分公司0．20ML／a重油催化裂化汽油加氢装置进行首次工业应用试验的情况。该技术将催化裂化汽油切割为轻、重馏分，采用专门的催化剂对重馏分进行选择性加氢脱硫，脱硫后再与轻馏分词合，脱硫率高，汽油烯烃含量降低不大、抗爆指数损失小。工业应用初期标定结果表明：硫质量分数为400-600μg/g、烯烃体积分数为29．6％、研究法辛烷值92．4、马达法辛烷值81．0的重油催化裂化汽油经过该技术处理后，产物汽油硫质量分数为73～89μg／g、烯烃体积分数约21．8％，研究法辛烷值约90．5，马达法辛烷值约80．3，混合汽油质量收率为99．4％，达到了攻关指标。     

FCC汽油烃及硫化物在OTA催化剂上复合催化研究

考察了催化裂化汽油中烃及硫化物在OTA(Olefin To Aromatics)催化剂上的催化转化性能，探讨了烃化物及硫化物复合催化反应网络。在OTA催化剂上，FCC汽油中烃化物转化产物芳烃增加，苯降低，异构烷烃与正构烷烃比增加，表明主要发生了烯烃芳构化、苯烷基化、异构化和加氢饱和等反应；FCC汽油的硫化物在OTA催化剂上都较易被脱除，烷基取代噻吩加氢脱硫反应网络一方面含有直接加氢脱硫反应路线，另一方面经历歧化、异构化和裂解，然后直接加氢脱硫反应路线。     

S Zorb工艺过程反应规律分析

分析了S Zorb工艺过程中烃类化合物、硫化物和氮化物的反应规律,认为S Zorb工艺技术在脱硫反应的同时,烃类化合物以烯烃饱和反应为主,并伴有少量裂化反应,同时还有一定的脱氮效果。对烯烃质量分数为22.83%、硫质量分数为325μg/g的催化裂化汽油,在生产硫质量分数为6.3μg/g精制汽油时,烯烃的饱和率为15.16%,烃类的轻质化率为1.19%,辛烷值损失为0.8;催化裂化汽油中的硫醇和硫醚类硫化物最易脱除,通常其脱除率为100%,C_2噻吩和C_3~+噻吩是精制汽油中常见的残存硫化物。催化裂化汽油中氮化物以苯胺类化合物为主,其脱除率为32.4%。     

Ni/ZnO-Zn/ZSM-5双功能耦合催化剂的制备及反应吸附脱硫耦合芳构化反应性能研究

在催化裂化汽油深度脱硫过程中,采用传统的Ni/ZnO吸附剂存在烯烃饱和现象,造成辛烷值损失。针对上述问题,通过在Ni/ZnO吸附剂中引入Zn/ZSM-5芳构化组分,研究催化裂化汽油反应吸附脱硫耦合烯烃芳构化反应性能。采用等体积浸渍法制备了Ni/ZnO-Zn/ZSM-5双功能耦合催化剂,评价了耦合催化剂的脱硫、烯烃芳构化性能,考察了Ni含量及Ni在ZnO和Zn/ZSM-5上的分配比对其催化性能的影响。结果表明：在反应温度450℃条件下,催化剂在Ni质量分数为6%、Ni在ZnO和Zn/ZSM-5上的分配比为1∶1时的性能最优,芳构化率为38.58%,液体收率为88.33%。优化反应的温度条件,在温度为420℃时,6%Ni/ZnO-Zn/ZSM-5(1∶1)催化剂的脱硫率可达98.7%,烯烃转化率为54.0%,芳构化率为29.7%,与常规Ni/ZnO吸附剂相比,6%Ni/ZnO-Zn/ZSM-5(1∶1)催化剂作用下的辛烷值损失降低0.69。     

催化裂化与芳构化反应耦合多产优质汽油催化剂的研究

以NiO／HZSM-5为增强芳构化助剂，通过催化裂化与芳构化反应耦合，使催化裂化汽油和裂化气中的部分烯烃转化为芳烃，以降低汽油馏分中的烯烃含量，改善催化裂化汽油的组成。考察了助剂添加量对催化裂化催化剂降烯烃性能的影响，并与以CoAPO-11分子筛和HZSM-5与APO-11复合分子筛为助剂的催化裂化催化剂进行了对比。结果表明，NiO／HZSM-5的芳构化降烯烃效果最好，当添加量为5％时，汽油馏分中烯烃含量降低了5．8个百分点，而芳烃含量提高了9．7个百分点。并对催化裂化与芳构化反应耦合的机理进行了初步探讨。     

支撑我国汽油质量持续升级的核心技术及技术路线开发与应用 2.催化裂化汽油降烯烃与脱硫分步集成工艺路线创建、深度开发与工业应用

通过剖析不同的催化裂化汽油后处理工艺在处理高烯烃、高硫含量汽油时的工业装置运转数据,发现汽油烯烃和硫含量降低会造成辛烷值损失较大,生产成本急剧上升,原因在于汽油脱硫率超过97%时,烯烃饱和率急剧增加,由此带来氢耗上升,生产成本上升。为此,创建催化裂化汽油降烯烃与脱硫分步集成工艺,汽油烯烃含量降低由定向调控汽油组成的催化裂化工艺来实现,通过强化异构化和选择性氢转移反应,使汽油烯烃体积分数降低到不超过20%、硫质量分数不超过300μg/g,为后续汽油脱硫单元提供适宜的汽油原料。汽油脱硫后处理工艺控制汽油脱硫率不超过97%、烯烃饱和率不超过20%,最终辛烷值损失大幅降低,巧妙化解脱硫-烯烃饱和-辛烷值损失-低成本生产的矛盾链。工业应用结果表明,在相同的汽油脱硫率下,该工艺路线的烯烃饱和率和辛烷值损失大幅降低,实现了低成本地生产国Ⅴ和国Ⅵ车用汽油,得到大面积的应用,为汽油质量持续升级提供了强有力的支撑。     

离子液体用于催化裂化汽油烷基化脱硫的实验室研究

将离子液体用于催化裂化汽油烷基化脱硫实验，考察了不同阳离子、阴离子、阴阳离子比例对催化裂化汽油脱硫率的影响。研究结果表明，在离子液体作用下，FCC汽油中噻吩类硫化物与烯烃发生烷基化反应，生成了沸点更高的烷基化产物。由于叔胺盐阳离子在具有Lewis酸性的同时还有Broensted酸性，由它形成的离子液体酸性较强。与CuCl、SnCl2相比，由AlC13提供阴离子合成的离子液体的酸性最强，更适合做烷基化催化剂。由AlCl3与Et3NHCl按摩尔比为2：1合成的离子液体作用于FCC汽油，脱硫率在70％以上，汽油收率在95％以上，辛烷值基本无变化。     

溶剂抽提-选择性加氢脱硫组合技术的开发及工业应用

针对以硫含量和烯烃含量高、芳烃含量低的催化裂化汽油为原料加氢脱硫生产满足车用汽油（Ⅴ）标准的汽油（简称国Ⅴ标准汽油）时辛烷值损失偏大的问题，开发了催化裂化汽油溶剂抽提-选择性加氢脱硫组合技术（简称RCDS技术）。中试结果表明，采用RCDS技术处理具有上述特点的催化裂化汽油生产国Ⅴ标准汽油时的RON损失比单独采用选择性加氢脱硫技术时减少0.9～1.9个单位。工业应用结果表明，采用RCDS技术处理硫质量分数为418～460 μg/g、烯烃体积分数为27.6%～27.9%、芳烃体积分数为19.2%～19.3%的清江石化催化裂化汽油，当产品硫质量分数降低至7 μg/g时，汽油RON损失仅为1.0～1.3个单位，且装置汽油收率高达99.9%。     

FCC汽油的膜分离法脱硫

 膜分离汽油脱硫技术在炼油和膜分离领域均是崭新的技术,利用实验室渗透汽化膜脱硫放大装置对膜法FCC汽油深度脱硫技术进行了系统研究,探讨了操作条件包括进料温度、操作压力以及进料流量对膜分离性能的影响,并通过色谱对试验得到的高硫汽油、低硫汽油产品进行了族组成和辛烷值分析。结果表明,经过膜脱硫处理,FCC汽油硫含量从750μg/g降至70μg/g左右,低硫产品的收率保持在70%以上;相对于原料汽油的辛烷值,低硫产品的辛烷值稍有增加,高硫产品的辛烷值稍有降低,总体变化不大。     

催化裂化轻汽油醚化新工艺研究

研究了催化裂化轻汽油预处理及深度醚化工艺。结果表明，经过预处理，碱性氮脱除率可达80％以上，二烯烃脱除率达90％以上，叔碳烯烃收率接近100％。原料经预处理后，醚化催化剂寿命大大延长。经过深度醚化，叔碳烯烃总转化率达70％以上，催化裂化全馏程汽油的研究法辛烷值提高2．1个单位，蒸气压下降10．8kPa，烯烃含量减少9．36个百分点，含氧量达2．0％。     

降低汽油烯烃含量的助剂在ARGG装置上的应用

岳阳石油化工总厂烯烃厂ARGG装置使用洛阳石油化工工程公司炼制研究所开发的降烯烃助剂 (LAP)取得了良好效果 ,证明LAP对原料和装置有很好的适用性。当LAP占催化剂藏量的 5 %时 ,ARGG汽油烯烃含量降低了 6 .7个百分点 ,辛烷值增加了 1.4个单位 ,液化石油气产率增加了 2 .42个百分点 ,而汽油产率下降了 2 .5 3个百分点。     

催化裂化汽油催化改质降烯烃反应规律的试验研究

利用催化裂化催化剂在小型提升管催化裂化装置上对催化裂化汽油催化改质降烯烃过程的反应规律进行了试验研究，详细考察了反应温度、剂油比、反应时间、催化剂活性以及催化剂类型对催化裂化汽油改质降烯烃过程的影响。试验结果表明，随着反应温度、剂油比、反应时间以及催化剂活性的增加，改质汽油烯烃含量降低的幅度增加。催化裂化汽油改质后，烯烃含量大幅下降，异构烷烃和芳烃含量有较大幅度的增加，烯烃含量可以降低到汽油新标准的要求，辛烷值基本维持不变，并且汽油收率高，液体收率维持在98．5％以上，(干气 焦炭)产率损失小。     

满足国Ⅵ标准的FCC汽油改质技术研究

介绍了3种基于汽油分子组成的催化裂化(FCC)汽油改质技术,以烯烃定向转化为基础,在降低FCC汽油烯烃含量的同时,最大限度减少辛烷值损失,使产品满足国Ⅵ汽油质量标准。其中,骨架异构技术以全馏分FCC汽油为原料,强化催化剂的异构化性能。中试结果表明,加氢条件下,在硫和烯烃含量达标的同时,RON损失仅0.7单位;异构-醚化组合技术以C_5烯烃为原料,经异构化过程将其中的直链烯烃转化为叔碳烯烃,再与甲醇醚化生成甲基叔戊基醚(TAME),相比于正构烯烃,RON可提高21.1单位;芳构化技术将正构烯烃定向转化为辛烷值很高的芳烃产品,同时实现降低烯烃含量和提高辛烷值的目标。     

支撑我国车用汽油质量持续升级的核心技术开发与技术路线创建

基于在石油炼制技术开发与应用的积累,并保持20多年持续研发,开发出定向调控汽油组成的催化裂化工艺及系列催化剂,首创降烯烃与脱硫先后集成的技术路线,为我国车用汽油质量持续升级提供了最经济的解决方案。提出负氢离子转移对双分子反应选择性调控及反应深度优化的机制与方法,借助于变径流化床催化反应工程技术和专用催化剂,对影响转化率和氢转移反应类型的因素进行分析,开发出定向调控汽油组成的催化裂化工艺,可灵活调节汽油组成,且烯烃体积分数降至8.5%,异构烷烃分布于汽油前端,从而有利于汽油辛烷值提高和50%馏出温度降低。在催化裂化过程中,尽可能增加汽油异构烷烃和支链烯烃含量,在脱硫过程中,尽可能降低汽油烯烃饱和以减少辛烷值损失。     

1.3Mt/a催化裂化装置MIP技术改造

介绍了1．3Mt／a催化裂化装置应用最大化生产异构烷烃催化裂化工艺（MIP）技术改造的情况。工业试验结果表明，该技术可以显著地降低汽油的烯烃含量（降低20～30个百分点），汽油研究法辛烷值不变，马达法辛烷值上升，汽油质量得到提高。汽油和液化气产率分别上升2.84个和0.45个百分点，柴油产率下降2.37个百分点，产品分布情况良好。     

催化汽油加氢装置GARDES技术的工业应用

中国石油四川石化有限责任公司1.1 Mt/a催化裂化汽油加氢装置采用中国石油石油化工研究院与中国石油大学（北京）合作研发的GARDES汽油加氢技术,以催化裂化汽油为原料,生产硫含量满足GB 17930-2016的车用汽油（V）（简称国V汽油）调合组分。标定结果表明,以硫质量分数69.6 μg/g,烯烃体积分数30.3%,芳烃体积分数18.4%的催化裂化汽油为原料,经GARDES技术处理后,混合汽油产品的硫质量分数为7.1 μg/g,辛烷值（RON）为91.7,比全馏分汽油原料的辛烷值（RON）损失0.5个单位,混合汽油收率99.41 %,优于控制指标,装置综合能耗略高于控制指标。     

催化裂化辛烷值助剂技术的近期进展

探讨石油馏分的催化裂化反应及影响催化裂化汽油辛烷值的主要因素，评述了催化裂化辛烷值助剂技术的近期进展。指出ＺＳＭ－５沸石用作催化裂化辛烷剂时，主要是通过择形裂化或异沟化改变催化裂化汽油的组成，从而达到提高汽油辛烷值的目的。