劉國(guó)濤 冉憲濤 魏玉琴 李鸞成(青海油田格爾木煉油廠, 青海 格爾木 816000)

格爾木煉油廠作為青海油田分公司的重要組成是青藏兩省唯一的一座年產(chǎn)油量在百萬(wàn)噸以上的煉廠。它主要出產(chǎn)柴油、汽油、甲醇等產(chǎn)品，售往國(guó)內(nèi)的中部、東部等地，憑借其優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品及服務(wù)在市場(chǎng)上贏得美譽(yù)。近年來(lái)，為進(jìn)一步優(yōu)化柴油品質(zhì)，增加柴油年產(chǎn)量，更好的提供能源服務(wù)，格爾木煉油廠實(shí)行了一系列改造項(xiàng)目，建設(shè)了柴油加氫改質(zhì)裝置，成功的使柴油品質(zhì)升至國(guó)V標(biāo)準(zhǔn)。

1 格爾木煉油廠催化柴油加氫改質(zhì)裝置概述

2007年末，經(jīng)股份公司批復(fù)，格爾木煉油廠改造項(xiàng)目準(zhǔn)建。次年8月，格爾木煉油廠柴油改質(zhì)裝置開(kāi)始進(jìn)入到全面建設(shè)階段，這一產(chǎn)油量在80萬(wàn)噸/年的裝置成為了當(dāng)時(shí)優(yōu)化格煉產(chǎn)品質(zhì)量的重要設(shè)備。它的建設(shè)推進(jìn)了質(zhì)量升級(jí)改造，使該廠煉油量高出原有產(chǎn)量的50%，達(dá)到150萬(wàn)噸。

2014年，格爾木煉油廠又再一次對(duì)柴油質(zhì)量進(jìn)行升級(jí)改造，不僅成功的將柴油產(chǎn)量提高到原有的97%，同時(shí)進(jìn)一步優(yōu)化了柴油品質(zhì)，降低了生產(chǎn)能耗，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、節(jié)能的共贏。該次產(chǎn)品升級(jí)項(xiàng)目中，裝置設(shè)計(jì)主要由兩部分組成：一是加氫改質(zhì)裝置；二是加氫精制裝置。其中，前者產(chǎn)量80萬(wàn)噸/年，采用加氫改質(zhì)降凝技術(shù)，后者產(chǎn)量15萬(wàn)噸/年，采用柴油加氫精制工藝。該項(xiàng)設(shè)計(jì)的主體已于2014年9月施工完畢，直到現(xiàn)在，新建裝置仍然運(yùn)行平穩(wěn)，發(fā)揮著重要作用。

2 催化柴油加氫改進(jìn)裝置的應(yīng)用背景及反應(yīng)原理

催化裂化是進(jìn)行柴油生產(chǎn)時(shí)用到的主要加工技術(shù)，特別是催化技術(shù)，有超過(guò)30%的柴油是以該種技術(shù)加工而成。但是現(xiàn)階段，隨著加工的深化，基于催化裂化的裝置在進(jìn)行柴油加工時(shí)硫、氮安定性不足，使得柴油質(zhì)量逐漸變差，尤其是在十六烷值方面，市售柴油普遍呈現(xiàn)出偏低的現(xiàn)象，這使得柴油燃燒性能降低，不能滿足使用要求。目前，解決上述問(wèn)題的辦法有兩種，深度脫硫脫芳由于過(guò)高的成本投入而沒(méi)有得到推廣，加氫改質(zhì)技術(shù)則憑借其良好的工作效益得到廣泛使用?，F(xiàn)階段該項(xiàng)技術(shù)已投入使用并在逐步優(yōu)化之中，基于該項(xiàng)技術(shù)的催化柴油加氫改質(zhì)裝置的應(yīng)用原理如下：

圖1

圖2

如圖所示：從圖1可以看出，柴油十六烷值受雜原子含量影響，同時(shí)受到柴油分子碳數(shù)的限制，觀察圖2可以發(fā)現(xiàn)，它與芳烴含量間呈現(xiàn)出一種線性關(guān)系。由此可以看出，如果燃料中催化柴油成分較高，采用降低柴油芳烴含量辦法，能夠?qū)崿F(xiàn)提高柴油十六烷值的目的。

提升十六烷值時(shí)，分析芳烴含量是工作展開(kāi)的前提的基礎(chǔ)。通過(guò)高壓液相色譜等技術(shù)分析表明，芳烴在餾分油中有以下幾種存在形式：①單環(huán)芳烴；②雙環(huán)芳烴；③三環(huán)芳烴；④稠環(huán)芳烴。在加氫條件下，通過(guò)充分的融合，柴油中的芳烴會(huì)發(fā)生飽和反應(yīng)，具體如下：

通過(guò)反應(yīng)式可以發(fā)現(xiàn)，該種反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)，絕對(duì)的芳烴飽和只能出現(xiàn)在理論上，在熱力學(xué)平衡原理限制下實(shí)際操作中不可能實(shí)現(xiàn)。但是由于多個(gè)苯環(huán)中，當(dāng)加氫以后，一般情況下是首個(gè)苯環(huán)常數(shù)偏高，所以加氫精制時(shí)，往往是越后面的苯環(huán)加氫操作越易于進(jìn)行。此外，上述幾種芳烴形式加氫速率、飽和速率等都存在差異，所以綜合多方因素考慮，為了使柴油十六烷值提高效果明顯，需借助芳烴反應(yīng)機(jī)理利用催化劑通過(guò)飽和反應(yīng)來(lái)提高柴油質(zhì)量。

3 催化柴油加氫改質(zhì)裝置中的技術(shù)應(yīng)用及特點(diǎn)

通常，如果柴油比例中直餾、焦化柴油比重高，柴油十六烷值并不在亟待調(diào)整情況下便可以利用加氫精制的辦法來(lái)優(yōu)化柴油質(zhì)量。幾年前，相關(guān)研究院曾研制出一種柴油催化劑，能夠?qū)崿F(xiàn)深度脫硫加氫，這一制劑在多個(gè)加氫裝置中的應(yīng)用效果良好，符合質(zhì)量升級(jí)需求，為柴油產(chǎn)品的優(yōu)化提供了很好的技術(shù)支持，其技術(shù)特點(diǎn)如下：①柴油收率高，通常情況下能達(dá)到95%甚至更高；②產(chǎn)出柴油為清潔柴油，硫含量低，一般不高于10μg/g；③由于壓力等級(jí)偏低，基于該項(xiàng)技術(shù)的裝置建設(shè)及操作成本低；④催化劑性能強(qiáng)，加氫脫硫效果明顯，適用性較為靈活。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)實(shí)踐證明，催化柴油加氫改質(zhì)裝置在格爾木煉油廠中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了柴油產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)改造的最終目的，很好的優(yōu)化了柴油品質(zhì)，提升了優(yōu)質(zhì)柴油的產(chǎn)量。希望今后加氫改質(zhì)技術(shù)及其裝置能在科研人員的努力研究之下，在原有基礎(chǔ)上得到進(jìn)一步優(yōu)化，從而為高品質(zhì)柴油的生產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

[1]蔣東紅,任亮,辛靖,等.高選擇性靈活加氫改質(zhì)MHUG-Ⅱ技術(shù)的開(kāi)發(fā)[J].石油煉制與化工.2012,(06).

[2]吳大亮.新建加氫改質(zhì)裝置運(yùn)行分析[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2013,(07).