黃宏林，李 燁，谷曉琳

（中國(guó)石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

目前我國(guó)成品汽油的主要調(diào)和組分有催化裂化（FCC）汽油、催化重整汽油、烷基化汽油、異構(gòu)化汽油等，其中約有80 %來(lái)源于催化裂化（FCC）汽油[1-3]。FCC汽油具有硫含量高和烯烴含量高的特點(diǎn)[4]，其中，烯烴是FCC 汽油中的高辛烷值組分，同時(shí)又是較活潑組分，在對(duì)FCC 汽油進(jìn)行加氫脫硫的同時(shí)必然伴隨烯烴加氫飽和，烯烴加氫飽和變成烷烴后會(huì)導(dǎo)致辛烷值下降。因此，可以通過(guò)優(yōu)化催化汽油加氫裝置的操作條件來(lái)減少烯烴加氫飽和降低辛烷值的損失。

1 裝置簡(jiǎn)介及流程說(shuō)明

1.1 裝置簡(jiǎn)介

寧夏石化公司1.2 Mt/a 催化汽油加氫裝置由華東設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，采用中國(guó)石油大學(xué)（北京）和中國(guó)石油化工研究院蘭州化工研究中心共同開(kāi)發(fā)的GARDES 技術(shù)，由中國(guó)石油華東設(shè)計(jì)院EPC 總承包，中國(guó)石油第七建建設(shè)公司負(fù)責(zé)施工建設(shè)。裝置自2012 年9 月5 日開(kāi)工建設(shè)，2013 年10 月15 日生產(chǎn)出滿足國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)的汽油。實(shí)現(xiàn)了中國(guó)石油首套采用自主開(kāi)發(fā)的GARDES技術(shù)建成的百萬(wàn)噸級(jí)清潔汽油生產(chǎn)裝置一次開(kāi)車(chē)成功。

GARDES 技術(shù)采用全餾分催化汽油預(yù)加氫處理-輕重餾分切割-重汽油選擇性加氫脫硫和辛烷值恢復(fù)組合的工藝路線[5]，全餾分催化汽油首先經(jīng)過(guò)加氫預(yù)處理，脫除硫醇和雙烯烴，并實(shí)現(xiàn)輕的硫化物向重硫化物的轉(zhuǎn)移，然后在分餾塔內(nèi)進(jìn)行輕、重汽油分離。重汽油送至加氫脫硫及辛烷值恢復(fù)部分，進(jìn)行深度脫硫和辛烷值恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)脫硫同時(shí)保持較小的辛烷損失，加氫后的輕、重汽油直接用于汽油調(diào)合得到滿足國(guó)標(biāo)的清潔汽油調(diào)和組分。

1.2 裝置流程說(shuō)明

以催化穩(wěn)定汽油為原料與氫氣混合進(jìn)入預(yù)加氫反應(yīng)器R-102，在適當(dāng)操作條件與催化劑（GDS-20）的作用下，二烯烴轉(zhuǎn)化為單烯烴，防止其在后續(xù)加氫脫硫反應(yīng)器中結(jié)焦；輕硫化物轉(zhuǎn)化為重硫化物，減少輕汽油組分中硫含量；小分子硫醇脫除轉(zhuǎn)化成硫化氫。預(yù)加氫反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入分餾塔C-101，分餾塔頂氣進(jìn)入燃料氣系統(tǒng)，輕汽油作為汽油調(diào)和組分從分餾塔第5 層塔板抽出，重汽油自塔底進(jìn)入加氫脫硫反應(yīng)器R-201，通過(guò)催化劑（GDS-30）的作用進(jìn)行深度加氫脫硫，將較大分子含硫化合物脫除轉(zhuǎn)化成硫化氫并盡可能減少烯烴飽和，再進(jìn)入辛烷值恢復(fù)反應(yīng)器R-202，在催化劑（GDS-40）的作用下，進(jìn)行異構(gòu)化和芳構(gòu)化反應(yīng)，以及含硫化合物脫除反應(yīng)，并避免硫化氫與烯烴重新結(jié)合生成硫醇等小分子含硫化合物[5]。反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入穩(wěn)定塔C-202，塔頂分離輕烴和硫化氫，塔底重汽油與輕汽油混合作為加氫精制汽油出裝置（見(jiàn)圖1）。

圖1 裝置工藝流程簡(jiǎn)圖

2 裝置開(kāi)工初期運(yùn)行情況

1.2 Mt/a 汽油加氫裝置2013 年10 月15 日一次開(kāi)車(chē)成功，成功產(chǎn)出滿足國(guó)Ⅴ要求的汽油產(chǎn)品后于10 月21 日轉(zhuǎn)入國(guó)Ⅳ工況運(yùn)行，運(yùn)行初期裝置的原料和各中間產(chǎn)品的研究法辛烷值（RON）（見(jiàn)圖2），裝置的原料和各中間產(chǎn)品的硫含量（見(jiàn)圖3）。

圖2 開(kāi)工初期原料、中間產(chǎn)物、加氫產(chǎn)品的RON

從圖2 可以看出，催化汽油原料油和預(yù)加氫產(chǎn)品研究法辛烷值約為89.9，表明預(yù)加氫反應(yīng)催化劑GDS-20 發(fā)生二烯烴飽和和硫醇轉(zhuǎn)移反應(yīng)時(shí)，研究法辛烷值無(wú)損失；重汽油進(jìn)料辛烷值為85.8～85.9，穩(wěn)定塔進(jìn)料辛烷值為82.5～83，重汽油加氫產(chǎn)品辛烷值為82.5～82.6；由此可看出，經(jīng)過(guò)R-201 和R-202 加氫脫硫后，辛烷值損失2.8～2.9，經(jīng)過(guò)穩(wěn)定塔汽提后，辛烷值損失0.5 個(gè)單位，重汽油總體研究法辛烷值損失3.3～3.4 個(gè)單位；加氫精制后混合汽油辛烷值88.7～88.9，與原料比，研究法辛烷值損失0.9～1.2 個(gè)單位。

圖3 開(kāi)工初期原料油、中間產(chǎn)物、加氫產(chǎn)品的硫含量

從圖3 可以看出，經(jīng)預(yù)加氫反應(yīng)器后，總硫含量變化不大，經(jīng)分餾塔輕重汽油切割后輕汽油硫含量13 mg/kg～14 mg/kg，加氫精制后混合汽油硫含量11 mg/kg～15.5 mg/kg，均遠(yuǎn)低于國(guó)Ⅳ汽油硫含量指標(biāo)。

3 采取的優(yōu)化措施及效果

3.1 優(yōu)化調(diào)整措施

根據(jù)對(duì)裝置開(kāi)工初期原料油、中間產(chǎn)物和加氫產(chǎn)品的辛烷值數(shù)據(jù)進(jìn)行分析表明，在預(yù)加氫反應(yīng)過(guò)程中基本沒(méi)有辛烷值損失，辛烷值損失全部發(fā)生在加氫脫硫和辛烷值恢復(fù)單元。對(duì)裝置開(kāi)工初期原料油、中間產(chǎn)物和加氫產(chǎn)品的硫含量分析表明輕汽油及加氫精制后混合汽油硫含量均遠(yuǎn)低于國(guó)Ⅳ汽油硫含量指標(biāo)。制定的降低辛烷值損失的調(diào)整措施如下：

（1）在滿足加氫精制后混合汽油指標(biāo)的前提下，降低加氫脫硫反應(yīng)器和辛烷值恢復(fù)反應(yīng)器的反應(yīng)溫度，降低反應(yīng)深度，減少烯烴的飽和，降低辛烷值損失。

（2）優(yōu)化分餾塔的操作，在滿足混合汽油產(chǎn)品硫含量和硫醇含量的前提下，增加輕汽油的抽出比例，以減少烯烴進(jìn)入溫度較高的加氫脫硫反應(yīng)器和辛烷值恢復(fù)反應(yīng)器內(nèi)的量，減少烯烴飽和量，降低辛烷值損失。

3.2 優(yōu)化調(diào)整后的效果

1.2 Mt/a 汽油加氫裝置自2014 年1 月開(kāi)始分階段進(jìn)行工藝參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整，至2014 年10 月，先后對(duì)加氫脫硫反應(yīng)器入口溫度、辛烷值恢復(fù)反應(yīng)器入口溫度和輕汽油抽出比例進(jìn)行了多次調(diào)整，以降低汽油加氫裝置產(chǎn)品的辛烷值損失。

3.2.1 優(yōu)化調(diào)整后的工藝操作參數(shù) 優(yōu)化調(diào)整后的工藝操作參數(shù)（見(jiàn)圖4，圖5，圖6）。

圖4 加氫脫硫反應(yīng)器R-201 入口溫度

圖5 辛烷值恢復(fù)反應(yīng)器R-202 入口溫度

圖6 輕汽油抽出比例

由圖4、圖5 可以看出，加氫脫硫反應(yīng)器入口溫度由開(kāi)工初期的195 ℃逐步調(diào)整至185 ℃；辛烷值恢復(fù)反應(yīng)器入口溫度由開(kāi)工初期的260 ℃逐步調(diào)整至234 ℃～236 ℃；由圖6 可以看出，分餾塔輕汽油抽出比例由開(kāi)工初期的31.1 %～31.5 %逐步調(diào)整至33.2 %～33.8 %。

3.2.2 優(yōu)化調(diào)整后的效果與分析 優(yōu)化調(diào)整前后裝置的研究法辛烷值損失（見(jiàn)圖7）。

圖7 優(yōu)化調(diào)整前后裝置的研究法辛烷值損失

從圖7 可以看出，優(yōu)化調(diào)整前裝置的研究法辛烷值損失為0.9～1.2 個(gè)單位，第一階段調(diào)整后裝置的研究法辛烷值損失為0.8～1.1 個(gè)單位，第二階段調(diào)整后裝置的研究法辛烷值損失為0.5～0.8 個(gè)單位，優(yōu)化調(diào)整前后裝置研究法辛烷值損失值減小約0.4 個(gè)單位。

4 結(jié)論

通過(guò)分階段優(yōu)化調(diào)整汽油加氫裝置加氫脫硫反應(yīng)器入口溫度、辛烷值恢復(fù)反應(yīng)器入口溫度、分餾塔輕汽油抽出比例的措施，在保證加氫精制后混合汽油產(chǎn)品質(zhì)量合格的前提下，裝置的研究法辛烷值損失值減小約0.4 個(gè)單位，效果顯著。

［1］ 相春娥，宮海峰，劉笑.FCC 汽油選擇性加氫脫硫工藝研究進(jìn)展［J］.當(dāng)代化工，2011，40（10）：1054-1057.

［2］ 董元成，段永生，王文波.FCC 汽油加氫技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)［J］.廣州化工，2010，38（4）：21-22.

［3］ 龔朝兵，趙晨曦，謝海峰.全餾分催化汽油加氫脫硫工藝的標(biāo)定與運(yùn)行分析［J］.化工進(jìn)展，2014，33（1）：253-256.

［4］ 扈文峰，馬書(shū)濤.不同工藝的催化裂化汽油加氫裝置比較［J］.煉油技術(shù)與工程，2011，41（8）：26-30.

［5］ 石崗，范煜，鮑曉軍，等.催化裂化汽油加氫改質(zhì)GARDES 技術(shù)的開(kāi)發(fā)及工業(yè)試驗(yàn)［J］.石油煉制與化工，2013，44（9）：66-72.