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科 技 论 坛
1降烯烃工艺技术方案比较
催化裂化汽油降烯烃技术探讨
宫文斌
(中国石油哈尔滨石化公司,黑龙江 哈尔滨 150000)
全球环保法规的不断加强,使减少汽车尾
气污染和发展汽车工业的矛盾日益突出,并引
起世界各国的高度重视。燃油清洁化是解决此
矛盾的关键之一。汽油中的烯烃一方面会增加
发动机尾气排放中的CO和NOx,加重环境污
染,另一方面易在汽油发动机的喷嘴和进气阀
等高温部位发生氧化和缩合反应,最终形成胶
质和树脂状积垢。这些积垢能吸附周围环境中
的颗粒物质,从而变成坚硬的积炭,影响发动机
的正常工作。因此,必须严格控制汽油中的烯烃
含量。
旨在对我国几种已工业应用的汽油降烯
烃工艺进行比较。
1目前几种已工业化降烯烃技术
1.1多产异构烷烃的催化裂化MIP技术
石油化工科学研究院通过对FCC反应机
理的分析和小、中试验结果,自1999年开始提
出MIP工艺,采用串联提升管反应器选择性控
制裂化、氢转移、异构化等反应。主要目的产品
为低烯烃汽油和异丁烷,已在中国石油哈尔滨
石化公司第二套催化60万吨/年FCC装置上获
得应用。
MIP的技术特点是利用一根提升管,分两
个反应区,原料油与热再生剂进一反,进行高
温、大剂油比接触,主要以裂化反应为主,生成
较多烯烃,经大孔分布板进入扩径的二反后,在
较低温度、较长停留时间下,增加氢转移、异构
化反应,抑制二次反应。二反用注入急冷剂及补
入待生催化剂来调节催化剂藏量,控制反应温
度和反应深度提升管上段缩径,快分与常规
FCC同。
实际证明本次MIP改造是成功的,由于反
再采取了相应措施装置加工量得到极大提高,
实现了0.6Mt/a年预期目标;在没有采用MIP
工艺操作的前提下烯烃基本控制在40%~44%,
如果进一步采用MIP工艺操作指标控制烯烃
有望进一步降低;实践证明MIP反应器形式催
化剂流化正常,控制灵活;汽油质量有了很大的
提高,汽油中硫化物的含量下降了 30%,汽油
辛烷值上升了近2个单位,汽油中烯烃含量可
根据要求进行调整,可以满足清洁汽油的生产
要求;液态烃收率大幅增加,丙烯对原料的收率
高达6.6%以上,并且还有调整的余地。
1.2两段提升管催化裂化技术
石油大学(华东)针对目前的提升管反应器
存在的弊端:提升管过长,在后半段催化剂活
性、选择性大大降低,热反应及不利的二次反应
急剧增加,干气、焦炭产率势必增加;新鲜原料
与回炼油、回炼油浆同在一个提升管内,原料易
反应难吸附,回炼油(和油浆)易吸附难裂化,势
必导致事倍功半的后果;受热平衡的限制,难于
大剂油比操作。据此,石油大学(华东)提出了一
套催化剂接力、大剂油比、短反应时间、分段反
应为特点的两段提升管技术。一段进原料,在适
宜位置将反应产物导出,保留最大柴油产率,二
段进一段未反
应的中间物料,
回炼油与另一
路再生剂接触,
汽油改质也进
入二段。两段均
采用高活性、大
剂油比的操作
条件,实现分段
反应。关键是短
接触时间,两段
反应时间之和
比常规反应时
间还要短,即是
一、二段提升管
长度均较短,不
能过长。这给目
前普遍的长提
升管、沉降器位
置较高的装置
改造带来工程
及结构问题难
度较大。两段提
升管技术开发最初目的是大幅度提高原料转化
深度,降低干气、焦炭产率,同比加工能力可提
高20%~30%,显著改善产品发布,轻收提高2~
3个百分点。汽油回炼可降低烯烃含量。
石油大学(华东)教学基地胜华炼油厂10
万吨/年FCC装置,用两段提升管技术,于2002
年5月13日改造投产。经过标定结果显示,在
汽油不回炼改制的情况下:轻质油收率上升
3.2%,液收上升3.7%,汽油烯烃体积含量下降
12%,汽油辛烷值损失1。
1.3辅助提升管、双提升管技术
石油大学(北京)开发的辅助提升管与洛阳
工程公司炼制所开发的双提升管技术,均是专
门针对汽油单独进提升管改质,促进异构化、氢
转移、环化、芳构化和脱烷基反应,抑制二次裂
化反应。根据降烯烃不同目的要求,可选择不同
的二反操作条件及
配置,改质反应温度在
350~650℃范围内调节;工艺流程可以是:(1)两
管(一反二反)、一器(原有沉降器)、一塔(原有分
馏塔);(2)两管(一反二反)、两器(一、二反沉降
器)、一塔(原有分馏塔);(3)两反、两器(改质汽
油沉降器)、两塔(改质汽油另设分馏系统)等。采
用(1)(2)流程必然是有部分改质汽油在循环改
质,降低了改质效果,沉降器、分馏系统均需挖
潜,产出汽油烯烃能达到≤35%以下,若采用
(3)方案可与主流程彻底分开,汽油产品的烯烃
含量可<20%,生产装置可根据不同时期、不同
目的要求一次规划、分步实施。
北方公司某炼厂90万吨/年辅助提升管技
术改造按(2)流程生产,FCC汽油循环回炼改质
降烯烃反应结果看出,用FCC全馏分汽油改
质,以改质汽油与新鲜FCC汽油按1∶1比例混
合,用微反活性较高的LCS平衡剂反应结果,
单程改质汽油烯烃体积分数下降15%~16%,保
持较高的液收和辛烷值,总损失率只有1.17%~
1.32%,最终改质汽油的烯烃质量分数降到
24.22%。
2技术方案比较(见表1)
结语
清洁燃料油的
随着环境问题的日益
突出变得越来越苛刻,降烯烃催化新工艺的研
发势在必行。前面介绍的三种针对FCC技术的
新发展,在FCC工艺理念上有突破,按不同的
目的要求使FCC化学反应以不同的区域或方
式进行,总体看各项技术均在不断的完善之中,
运用这些技术必须按照各自装置的实际情况。
参考文献
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动车排放[J].环境科学研究,2000,13(1):32-36.
[2]梁文杰.石油化学[M].东营:石油大学出版社,
1995:167.
责任编辑:杨帆
摘 要:随着环保意识的不断增强,对汽油中烯烃含量的限制越来越严格。针对近期的发展动态,介绍了目前主要的降低汽油烯烃含量的催化
裂化(FCC)新工艺。通过对FCC装置自身进行改造增加芳构化、烷基化反映不仅降低了FCC汽油的烯烃含量,同时可以提高汽油的辛烷值,但总体
看各项技术均在不断的完善之中,运用这些技术必须按照各自装置的实际情况。
关键词:催化裂化;催化剂;汽油;烯烃
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