庆阳石化国Ⅵ汽油升级研究

兰创宏，李志超，吴占永，刘建楠，李永洲，张健，马军兵，张志宏

（1. 中国石油庆阳石化分公司， 甘肃 庆阳 744500； 2. 中国石油工程建设有限公司华东设计分公司， 山东 青岛 266071）

庆阳石化国Ⅵ汽油升级研究

兰创宏1，李志超2，吴占永1，刘建楠1，李永洲1，张健1，马军兵1，张志宏1

（1. 中国石油庆阳石化分公司， 甘肃 庆阳 744500； 2. 中国石油工程建设有限公司华东设计分公司， 山东 青岛 266071）

国家已颁布第六阶段汽油质量标准，对苯、烯烃和芳烃含量有更严格的要求。分析庆阳石化公司汽油生产现状，发现其国Ⅵ汽油生产存在辛烷值不足和烯烃含量过高的问题。经过多方案对比，确定异构化+醚化+烷基化路线是适合庆阳石化公司国Ⅵ汽油升级路线。分析国家对国Ⅵ汽油的升级安排和庆阳石化公司的现实需求，建议采用分步分期实施的方案：先建设异构化装置，提高汽油池辛烷值，减少乙醇汽油调合组分油产量；其次建设醚化装置，大幅降低汽油池烯烃含量，满足满足国ⅥA阶段汽油的要求；最后建设烷基化装置，增产汽油并进一步稀释汽油池烯烃含量，生产国ⅥB阶段汽油。

汽油升级；异构化；醚化；烷基化

2016年12月23日，国家正式发布第六阶段车用汽柴油质量标准。国Ⅵ汽油将分两阶段实施，ⅥA阶段技术要求过渡期至2023年12月31日，自2024年1月1日起实施ⅥB阶段车用汽油的技术要求，主要技术指标表1。

表1 车用汽油标准主要技术指标Table 1 Main technical parameters of the gasoline

国Ⅵ乙醇汽油调合组分油标准尚未发布，参考国Ⅵ汽油标准ⅥB阶段以及国Ⅴ车用汽油和乙醇汽油调合组分油之间的质量差异，预测国Ⅵ乙醇汽油 组分油标准主要技术指标表2。

表2 乙醇汽油调合组分油标准主要技术指标Table 2 Main technical parameters of the gasohol

庆阳石化公司经过多年持续的升级改造，汽油产品已提前达到了国Ⅴ，主要的汽油牌号有 92#、95#和92#乙醇汽油调合组分油等，汽油池主要性质见表3。

表3 庆阳石化现状汽油池主要参数Table 3 Main properties of current gasoline pool in Qingyang petrochemical company

目前庆阳石化公司国Ⅵ汽油生产仍存在以下几个问题：

辛烷值不足：汽油池平均辛烷值仅为90.61，需生产较多的 92#乙醇汽油调合组分油（辛烷值较低）。由于92#乙醇汽油调合组分油的需求正在逐渐萎缩，未来庆阳石化公司乙醇汽油调合组分油产量将不大于40万t/a，辛烷值矛盾将更加突出，高标号汽油（95#、98#）生产将日益困难。

烯烃含量高：催化汽油加氢后烯烃含量为40vol%，且在汽油池中占比高（58.09%(wt)），导致汽油池烯烃含量（23.90%(vol)）远高于国VI标准的要求。

为此，庆阳石化公司及时对国Ⅵ汽油升级进行了研究。

1 国Ⅵ汽油升级研究

降低汽油烯烃含量，提高汽油池辛烷值是制约庆阳石化汽油质量升级的关键问题。另外，庆阳石化公司有生产乙醇汽油调合组分油的市场需求，汽油质量升级还需兼顾汽油池氧含量的问题。

分析庆阳石化总工艺流程和汽油生产的特点，国Ⅵ汽油升级的关键点有以下几个方面：

庆阳石化公司拔头油主要为 C5/C6的轻质烷烃，虽然具有硫、氮和烯烃等杂质含量低的有点，但由于辛烷值较低，调入汽油后会拉低了汽油池的辛烷值。提高拔头油的辛烷值，通常可以采用异构化工艺。异构化工艺是在催化剂的作用下，将直链烷烃转化为带直链的异构体，从而提高辛烷值。根据工艺方案的不同，异构化油的辛烷值最高可达93[1-3]。

庆阳石化公司有丰富的 C4资源，发展烷基化技术具有天然的优势，可新建烷基化装置，增加汽油调合组分，稀释汽油池的烯烃含量。烷基化工艺是在催化剂作用下，使异丁烷和丁烯反应生成烷基化油的过程[4,5]。

庆阳石化公司催化汽油烯烃含量较高，采用醚化工艺可显著降低烯烃含量，并提高辛烷值。醚化工艺是以轻汽油中的活性烯烃在催化剂的作用下与甲醇进行醚化反应，生成辛烷值高而蒸汽压低的醚化汽油[6-8]。

围绕减少降低汽油池烯烃含量、提高汽油池辛烷值等问题，对方案一（异构化+烷基化）、方案二（烷基化+醚化）、方案三（异构化+醚化）和方案四（异构化+烷基化+醚化）等四个方案进行了对比分析。

1.1 方案一：异构化+烷基化

新建异构化装置对拔头油改质，异构化油的辛烷值按90设计。新建烷基化装置处理醚后C4、重整液化气，把液化气转化汽油。方案一汽油调合表见表4。

方案一汽油池烯烃含量降低至22.11%，辛烷值提高至92.83，可以少产甚至不产乙醇汽油调合组分油。虽然异构化装置大幅提高汽油池的辛烷值，可大幅减少乙醇汽油调合组分油的产量，但受原料限制，烷基化油产量有限，汽油池烯烃含量仍远不能满足国Ⅵ标准要求。

表4 方案一汽油池主要参数Table 4 Main properties of gasoline pool in plan A

1.2 方案二：烷基化+醚化

虽然烷基化油性质好（零芳烃、零烯烃、辛烷值高等），但受原料限制，烷基化油产量有限，汽油池烯烃降低幅度不大。针对汽油烯烃的问题，方案二采用新建烷基化和醚化的路线，汽油调合情况见表5。

表5 方案二汽油池主要参数Table 5 Main properties of gasoline pool in plan B

新建了醚化装置后，方案二烯烃含量大幅降低至14.24l%(vol)，已经达到了国ⅥB阶段的要求。显然，醚化装置可以有效降低汽油池的烯烃含量。由于低辛烷值拔头油的辛烷值没有提高，而烷基化油和醚化轻汽油的辛烷值贡献又有限，方案二汽油池辛烷值较现状仅提高0.33个单位，导致汽油池辛烷值值不足，每年需要至少生产74万t的乙醇汽油调合组分油。

虽然方案二全厂汽油烯烃、芳烃、氧含量等指标满足国Ⅵ标准，但辛烷值仍偏低，过量的乙醇汽油调合组分油将销售困难。

1.3 方案三：异构化+醚化

从方案一和方案二中可以看到，异构化装置是对辛烷值贡献最大，醚化装置对降烯烃效果最好，因此方案三考虑新建异构化和醚化装置，汽油池主要性质见表6。

表6 方案三汽油池主要参数Table 6 Main properties of gasoline pool in plan C

方案三与前两个方案相比：汽油烯烃含量降低至15.39%，未达到国ⅥB阶段的要求，但距离已满足国ⅥA阶段的要求；辛烷值提高到92.68，乙醇汽油调合组分油的产量可控制在40万t/a以下。

1.4 方案四：异构化+醚化+烷基化

前述分析表明，异构化、醚化和烷基化对于汽油池的辛烷值和降低烯烃含量的贡献有限的，任意两套装置的组合均不能使庆阳石化公司的汽油产品满足国ⅥB阶段的要求。因此，方案四考虑新建异构化、醚化和烷基化三套装置，汽油池主要调合性质见表7。

从表中可以看到，新建异构化、醚化和烷基化等三套装置后，汽油产量增加至164.34万t/a，汽油池烯烃含量降低至14.20%，辛烷值提高至92.94。全厂汽油全部达到国Ⅵ，可生产 95#汽油 63.86万t/a、乙醇汽油调合组分油40.00万t/a（或更少），92#汽油57.67万t/a，同时可增产高标号的98#汽油2.82万t/a。

2 结论与建议

综合上述，庆阳石化公司国Ⅵ升级应采用异构化+醚化+烷基化的路线，既达到了生产国Ⅵ汽油的目的，又增产了汽油，提高了经济效益。总流程示意如图1所示。

表7 方案四汽油池主要性质Table 7 Main properties of gasoline pool in plan D

图1 庆阳石化国Ⅵ汽油升级流程示意Fig.1 The process of stateⅥ gasoline upgrading for Qingyang petrochemical company

分析国家对国Ⅵ汽油的升级安排和庆阳石化公司的现实需求，建议采用分步分期实施的方案：先建设异构化装置，提高全厂汽油的辛烷值，减少乙醇汽油调合组分油的产量以适应目标市场需求的变化；其次建设醚化装置，大幅降低全厂汽油池烯烃含量，满足国ⅥA阶段汽油的要求；最后建设烷基化装置，增产汽油并进一步稀释汽油池烯烃含量，生产国ⅥB阶段汽油。

［1］ 胡云峰. 利用轻石脑油异构化技术生产优质汽油调和组分[J]. 中外能源，2013，18(6)：61-64.

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［5］ 马会霞，周峰，乔凯. 液体酸烷基化技术进展[J]. 化工进展，2014，33(S1)：32-38.

［6］ 刘成军，温世昌，綦振元,等. 催化轻汽油醚化工艺技术综述[J]. 石油化工技术与经济，2014，30(5)：56-61.

［7］ 李林，陈允玺.催化裂化轻汽油醚化技术的工业应用[J]. 炼油技术与工程，2014，44(4)：17-20.

［8］ 李琰，李东风. 催化裂化轻汽油醚化工艺的技术进展[J]. 石油化工，2008，37(5)：528-533.

Study on Phase Ⅵ Gasoline Upgrading Route for Qingyang Petrochemical Company

LAN Chuang-hong1，LI Zhi-chao2，WU Zhan-yong1，LIU Jian-nan1，LI Yong-zhou1，ZHANG Jian1，MA Jun-bing1，ZHANG Zhi-hong1
（1. PetroChina Qingyang Petrochemical Company, Gansu Qingyang 744500，China；2. PetroChina CPECC East-China Design Branch, Shandong Qingdao 266071，China）

China government has published Phase Ⅵ gasoline and diesel quality standard. The new standard has strict limits for olefins and aromatics. Base on gasoline production status of Qingyang Petrochemical corporation, it’s found that low otcatne number and high olefin content are the bottleneck of phase Ⅵ gasoline upgrading. After comparing several options, the option of isomerization+etherification+alkylation is recommended. According to national gasoline upgrading schedule and the demand of Qingyang petrochemical corporation, phase Ⅵ gasoline upgrading can be executed in stages: First, an isomerization unit will be completed in this stage to improve otcatne number and reduce the yield of ethanol gasoline blending component; Second, an etherification unit will be constructed to significantly reduce olefin content of gasoline pool, and meet the demand of phase ⅥA gasoline; Finally, the alkylation unit will be built to increase gasoline yield, further reduce olefin content in order to produce phase ⅥB gasoline.

Gasoline upgarading; Isomerization; Etherification; Alkylation

TE 624

A

1671-0460（2017）11-2330-04

2017-09-11

兰创宏（1978-），男，甘肃省庆阳市人，高级工程师，硕士，2016年毕业于西安石油大学，研究方向：从事炼油技术与技术管理。E-mail：lanchuangh@petrochina.com.cn。