加氢/降凝组合技术提升劣质柴油产品质量的研究

王海

东营市海科瑞林化工有限公司 山东东营 257200

根据国务院出台的《大气污染防治行动计划》，加快推进成品油质量升级国家专项行动，国家质检总局、国家标准委组织于2013年正式发布国五车用汽油和柴油标准，自2018年1月1日起在全国范围内全面实施。

目前，大部分炼油厂仍然采用中高压加氢精制工艺来处理劣质原料柴油（如催化柴油、焦化柴油），加氢精制能够有效地脱除原料柴油中的硫、氮等杂质，油品颜色也能得到明显改善。但密度、十六烷值的改善效果不大，根据国内各炼厂的统计数据显示，加氢精制工艺能降低崔柴的密度15—25Kg/m3，十六烷值提升3—5个单位，仍难以达到国五柴油的标准。

为了解决这个问题，安耐吉公司研制出两段法加氢技术——加氢精制/异构降凝组合技术，将劣质原料油先经过加氢反应，脱除硫、氮、金属等杂质；再经过异构降凝反应器，在专用催化剂的作用下发生裂化、异构等反应，较大幅度降低柴油凝点、密度等指标，从而生产出符合国五标准的产品[1]。

催化柴油和焦化柴油的原料品质较差，具体指标见表1。

表1 催化柴油、焦化柴油的具体性质

1 应对劣质原料的工艺技术措施

1.1 加氢/降凝组合工艺特点

①采用两级加氢反应，一级反应器后设热高分，二级反应器后设冷高分流程；②分馏单元采用三塔流程，汽油进行清晰切割分馏出不同品种的组分油；③采用炉前混氢方案，提高换热器效率，减缓结焦程度；④采用热壁结构反应器，床层间设冷氢箱控制床层温度；⑤催化剂采用器内干法硫化，器外再生；⑥在反应流出物进入空冷器前注入除盐水，避免NH4HS结晶，引起系统压降增大；⑦汽提塔和分馏塔顶均加注缓蚀剂，以减轻硫化氢对塔顶系统的腐蚀。

1.2 催化剂的理化性质

两个反应器装填的催化剂理化性质见表2，其中AIG-1为大孔惰性、高空隙率的保护剂，装填在顶部，改善反应器内物流分布，容纳固体杂质，延缓床层压降上升；AIG-2/AAG-11为保护剂，能捕捉固体杂质的活性空心体，能脱除金属、硅等杂质，并保护主剂不受污染；AHT-24装填在第一反应器，具有优良的脱硫、脱氮和多环芳烃饱和性能，促使芳烃饱和成单环芳烃，避免过度饱和为环烷烃；AHC-6装填在第二反应器，具有选择性开环、裂化、异构和稳定性的特点，提高汽油的辛烷值，同时保留柴油中的长链烷烃或侧链环烷烃等高十六烷值组分[2]。

表2 催化剂理化性质

1.3 装置运行参数

加氢/降凝组合技术的反应部分操作参数见表3，重点控制系统压力、体积空速、床层温度、总温升、氢油比等关键指标，防止出现催化剂床层飞温、异构反应深度不足等异常现象[3]。

2 产品质量

催化柴油和焦化柴油按照54：46的比例混合后，经过加氢精制/异构降凝组合技术加工后，得到的产品主要是汽油和柴油，另外副产少量干气。其产品质量见表4，将表4与表1进行对比，可以发现总硫能脱除96%以上，密度降低35Kg/m3，柴油的十六烷值提升10个单位，绝大部分质量指标均达到国五标准。

表4 汽油/柴油产品与国五质量标准的对比

表3 主要操作条件

3 存在问题

（1）产品汽油的辛烷值较低，需与高辛烷值的重整汽油调和才能达到国五标准。说明烯烃和芳烃被过度饱和，辛烷值损失较大。

（2）柴油的十六烷值略低于国五标准，添加约100PPm的十六烷值改进剂，就能满足国五要求。这反映了异构降凝催化剂效果还需改进。

（3）原设计汽油和柴油按照50:50的比例生产，因汽油辛烷值较低，实际按照28:72多产柴油方案执行。