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时间:2020-08-05 00:37  编辑:德兴农业局

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收稿日期:2013-02-22

作者简介:白瑛华(1976-),女,化工工程师,1998年毕业于郑州工业

大学,化工工艺专业,大专,从事炼油化工工作。

文章编号:1002-1124(2013)06-0060-03

Sum 213No.6

化学工程师

Chemical

Engineer

2013年第6

随着环境保护意识的增强、燃油工业的发展、

人们对环境的要求,燃油标准技术水平日益提高。降低成品车用汽油中的硫、烯烃、芳烃等含量,有效地减少汽车尾气中有害气体的排放量,保证生态环境的可持续发展,世界各国纷纷出台新标准、新环境保护法,以提高车用汽油的环保及安全指标。根据国家对成品油生产的部署和要求,2010年5月1日我国汽油质量全部升级到国III 标准;2014年汽油质量全部升级到国IV 标准。根据汽油升级的质量趋势,为了提高车用乙醇汽油的质量水平,使之能够满足国家第三、四阶段的排放法规的要求,我国对《车用乙醇汽油组份油》的标准进行了修订。下

表列出了国内外几种93号汽油标准中对硫、

烯烃、芳烃、苯和氧含量的要求。

表1

国内外几种汽油规格的主要指标

The main index in table 1several gasoline specifications 南阳精蜡厂生产的汽油为车用乙醇汽油组分油,它是由催化汽油和轻烃芳构化装置生产的改质汽油调和而成的,两种组分按85∶15的比例调和后,调和组分油的硫含量在208×10-6左右,烯烃含

量在40(V

)%左右,达不到国Ⅲ乙醇汽油调和组分油标准要求。乙醇汽油调和组分中的硫主要来自催

Hydro -GAP 汽油加氢精制

工艺技术应用

白瑛华

(河南油田南阳石蜡精细化工厂工程设计管理部,河南南阳473132)

摘要:随着环保要求的日益严格,降低车用汽油中的硫、烯烃、芳烃等含量,实施汽油产品质量的升级,已势在必行。

本文对汽油加氢的几种工艺技术进行了综述和对比,着重对Hydro-GAP 非选择性加氢脱硫技术进行了研究。通过对催化汽油实施Hydro-GAP 加氢脱硫技术,90#、93#乙醇汽油组分油硫含量、烯烃、芳烃等各项指标均低于国III 标准乙醇汽油组分油中硫含量不大于160g ·g -1,烯烃含量不大于33%(V ),芳烃含量不大于44%的标准要求,实施了汽油产品质量升级到国Ⅲ标准的目标。

关键词:国III 汽油标准;清洁汽油;硫含量;汽油加氢精制工艺技术;质量升级中图分类号:TE624.4

文献标识码:A

Application of the Hydro-GAP gasoline hydrofining technology

BAI Ying-hua

(Engineering Design Management Department of Nanyang Fine Chemical Plant Henan Oilfield ,Nanyang 473132,China)

Abstract:With the increasingly strict environmental requirements,it is imperative to reduce the content of the sulfur,olefin and arene in gasoline,and to implement the gasoline quality upgrading.In this paper,several tech -nologies of gasoline hydrogenation were reviewed and compared,especially the Hydro -GAP non selective hy -drodesulfurization technology were researched.Through the implementation of Hydro -GAP hydrodesulfurization technology in FCC gasoline,the content of the sulfur,olefins,aromatics and other indicators in the 90#and 93#ethanol gasoline component were lower than the national III standard component,for example the content of the sulfur in the ethanol gasoline is not more than 160g ·

g -1,and the content of olefin is not more than 33%(V ),and the content of arene is not more than 44%which meet the requirement of the gasoline upgrading quality to the na -tional standards III.

Key words:national standard III gasoline ;clean gasoline ;sulfur content gasoline hydrofining technology ;qual -ity upgrading

标准

欧Ⅲ标准(2000年)欧Ⅳ标准(2005年)中国国标GB17930-2011(Ⅳ)国Ⅲ乙醇汽油组分油标准国IV 乙醇汽油组分油标准

硫g ·g -1≯150≯50≯50

≯160≯50

烯烃(V )%≯18≯18≯28≯33≯31

苯(V)%≯1.0≯1.0≯1.0≯1.0≯1.0

氧m %≯2.7≯2.7≯2.7≯0.5≯0.5

化汽油,本文针对南阳精蜡厂催化汽油高烯烃、低硫含量性质的状况,通过对汽油质量升级工艺技术进行研究,选择Hydro-GAP 非选择性加氢工艺技术

的应用实例进行论述。

1催化汽油性质

南阳精蜡厂催化裂化汽油性质见表2。

表2

催化裂化汽油性质

Tab.2Catalytic cracking gasoline properties 由表2可以看出,南阳精蜡厂催化汽油烯烃含

量在36% ̄40%左右,硫含量在190×10-6和260×10-6之间波动,辛烷值在90 ̄92之间。

2汽油加氢精制技术方案选择

近年来国内外相继开发的多种催化汽油加氢

脱硫新技术,主要可分为选择性加氢脱硫技术和非选择性加氢脱硫技术两类。催化裂化汽油选择性加氢脱硫技术适用于只有脱硫要求的催化裂化汽油脱硫,无法大幅度降低汽油中烯烃含量。如IFP 的Prime-G&Prime-G+、Exxon Mobil 的SCANfining 、中国石油化工科学研究院的RSDS-I&RSDS-II 和抚顺石油化工研究院的OCT-M&OCT-MD 等技术;选择性加氢脱硫通过控制烯烃的饱和以减少汽油辛

烷值的损失,如UOP 的Isal,Exxon Mobil 的OCT-GAIN,石油化工科学研究院的RIDOS 等。采用加氢的方法脱硫最大的副作用是在此过程中烯烃大量加氢饱和,汽油辛烷值降低。中国高烯烃含量催化裂化汽油中的烯烃如果全部加氢饱和,研究法损失可达25个单位。通过调查研究,我们重点确定了RIDOS 、RSDS 、OCT-M 、OTA 、Hydro-GAP 工艺技术进行对比。

表3工艺技术对比表Tab.3

Technology

针对精蜡厂催化汽油烯烃含量高、硫含量不高的特点,工艺技术确定采用催化汽油加氢脱硫及芳构化Hydro-GAP 工艺技术。Hydro-GAP 催化剂充

分考虑了催化剂的异构化、芳构化、氢转移和选择性裂化反应功能,通过提高烯烃和烷烃的支链度、将部分烯烃转化为高辛烷值的芳烃、或将辛烷值极低的正构烃类选择性裂化等措施,达到保留加氢催化汽油辛烷值的目的,使用Hydro-GAP 技术能够很好地解决南阳精蜡厂汽油质量升级问题。

3Hydro-GAP 工艺技术的应用

3.1

工艺流程简述

整个流程分为预分馏、反应、汽提3部分。来自催化裂化装置的全馏分汽油FCC 进入预分馏塔,塔顶气相冷凝后进入预分馏塔顶回流罐。回流罐的轻汽油一部分作为预分馏塔顶回流,另一部分出装置。塔底重汽油进入预加氢反应器,预反产物经反应进

密度(20℃)/kg ·m -3

硫/μg ·g -1

硫醇/μg ·g

-1

蒸气压/kPa 诱导期/min 烷烃/(V )%烯烃/(V )%芳烃/(V )%苯/(wt)%辛烷值(RON )

催化汽油724.1190 ̄26019 ̄3756 ̄59810 ̄86644.836 ̄3915.60.4390 ̄92

工艺技术RIDOS 技术RSDS 技术OCT-M 技术OTA 芳构化技术Hydro-GAP 技术

脱硫能力很好很好很好很好很好

降烯烃能力很好较差较差很好很好

辛烷值保持能力较好较好一般较好很好

安全性燕山分公司运行三年长岭分公司工业应用广州分公司工业试验金陵炼油厂试用,因催化剂失活停用荆门石化工业试验

可靠适用性很好较好一般较差一般

图1Hydro-GAP 加氢精制流程示意图Fig.1

Hydro-GAP hydrofining process

回流罐

预分馏塔

反应器

加热炉

汽提塔回流罐

反应器

FCC 汽油

汽油出装置

白瑛华:Hydro -GAP 汽油加氢精制工艺技术应用2013年第6期61

料加热炉加热至反应温度进入Hydro-GAP反应器进行加氢芳构化反应。反应产物冷却后进入中压分离器,进行气、油、水3相分离。低分油进入汽提塔,塔顶油气进入汽提塔顶回流罐中,进行气、油、水3相分离。汽提塔底汽油与轻汽油混合出装置。

3.2反应部分操作条件

表4反应部分操作条件

Tab.4reactor operating conditions

表4为反应部分操作条件:其中反应压力2. 0MPa,预加氢反应器和加氢芳构化反应器的反应温度分别为160℃、370℃,体积空速分别为3.0/0.5h-1,循环油量2.7t·h-1。

3.3产品质量

全馏分催化汽油(FCCN)进入装置经过预分馏部分将催化汽油切割为轻、重两个馏分,催化轻汽油(LCN)的切割点收率在26%左右。重馏分(HCN)在装置内进行选择性加氢,LCN和HCN混合后经过脱硫醇处理,最后作为汽油产品出装置。Hydro-GAP汽油性质见表5。

表5加氢重汽油的性质

Tab.5hydrogenated gasoline

从表5可以看出,经加氢芳构化处理后的重汽油硫含量由加氢前的404×10-6降低到小于10×10-6,说明加氢对硫的脱除效果明显,同时烯烃含量也降低到1%以下,辛烷值损失了4.5 ̄7.1个单位。

表6轻汽油和加氢重汽油混合后的性质Tab.6light gasoline and hydrogenated gasoline mixture

从表6可以看出催化汽油经过加氢装置后辛烷值由90.8 ̄91.3降低到90.4 ̄90.5,损失了0.4 ̄0.8个单位;硫含量由221 ̄241×10-6降低到100×10-6以下;诱导期由810 ̄866min降低到214 ̄267min。为了使出厂汽油的诱导期能达到国III的乙醇汽油组分油的标准(不小于540min),目前南阳精蜡厂在汽油出装置进罐区前加入了70×10-6的汽油抗氧剂,使出厂汽油的诱导期大于540min,满足标准的要求。

4结论

南阳精蜡厂采用Hydro-GAP加氢精制方法实施国III乙醇汽油产品的质量升级后,出厂90#、93#汽油的硫含量为65.5×10-6、80×10-6,烯烃分别为15.9%、27.7%,芳烃分别为18.6、16.2%,苯含量分别为0.44%、0.57%,锰含量分别为7.5、11.3mg·L-1,均低于国III标准乙醇汽油组分油标准要求,提高反应温度甚至可达国Ⅳ标准。

反应进料

空速h-1

预加氢反应器Hydro-GAP反应器重汽油量/t·h-1

循环油量/t·h-1

循环氢/Nm3·h-1

新氢/Nm3·h-1

氢油比

预加氢反应器

Hydro-GAP反应器

入口温度/℃

出口温度/℃

压差/KPa

第一床层入口/℃

第一床层出口/℃

第一床层温升/℃

第二床层入口/℃

第二床层出口/℃

第二床层温升/℃

第三床层入口/℃

第三床层出口/℃

第三床层温升/℃

第四床层入口/℃

第四床层出口/℃

第四床层温升/℃

出口/℃

总温升/℃

压差/MPa

4.8

2.7

5670

886.94

670

3.5

0.6

164.19

160.85

20

367.03

369.35

2.32

367.0

379.73

12.73

366.79

383.15

16.36

368.74

380.60

11.86

376.41

43.27

0.06

油品名称

密度(20℃)/kg·m-3

硫含量/μg·g-1

饱和烃

烯烃

芳烃

辛烷值(RON)

774.1

7.0

67.0

0.7

32.3

82.4

775.8

9.5

68.8

0.6

30.6

81.9

加氢重汽油

油品名称

密度(20℃)/kg·m-3

硫含量/μg·g-1

硫醇硫/μg·g-1

蒸气压/kPa

诱导期/min

FIA族组成/v%饱和烃

烯烃

芳烃

辛烷值(RON)

715.4

74.2

6.2

70.2

267

61.9

25.3

17.8

90.4

717.9

67

5.7

70.7

214

59.6

28.8

16.6

90.5

混合汽油白瑛华:Hydro-GAP汽油加氢精制工艺技术应用

622013年第6期

。

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