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        M-PHG技術(shù)在國Ⅵ標準清潔汽油生產(chǎn)中的應用

        2019-02-04 06:34:53王寶成陶磊宋麗麗張宸豪任海波趙悅
        當代化工 2019年11期
        關(guān)鍵詞:改質(zhì)辛烷值煉廠

        王寶成 陶磊 宋麗麗 張宸豪 任海波 趙悅

        摘 ?????要:針對汽油國Ⅵ質(zhì)量標準升級的需要,中國石油自主研發(fā)的催化汽油加氫改質(zhì)降烯烴M-PHG技術(shù)(前身M-DSO技術(shù)),自2016年開始先后在中石油三家煉廠進行了國Ⅵ工業(yè)應用,從工業(yè)裝置的日常運轉(zhuǎn)及標定數(shù)據(jù)可以看出,M-PHG技術(shù)加工高烯烴含量的劣質(zhì)催化汽油,在產(chǎn)品硫含量小于10?mg·kg-1的同時,具有烯烴降幅大,辛烷值損失小,裝置運行平穩(wěn),能夠滿足中石油煉廠國Ⅵ汽油質(zhì)量升級的需求,技術(shù)水平處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。

        關(guān) ?鍵 ?詞:M-PHG技術(shù);國Ⅵ標準清潔汽油;降烯烴保持辛烷值;工業(yè)應用

        中圖分類號:TQ 201???????文獻標識碼:?A ??????文章編號: 1671-0460(2019)11-2694-04

        Application of M-PHG Technology in the Production of

        National ?Standard Clean Gasoline ?

        WANG?Bao-cheng1, TAO?Lei2, SONG Li-li1, ZHANG Chen-hao1, REN Hai-bo1, ZHAO?Yue1

        (1.?PetroChina Fushun Petrochemical Company, Liaoning Fushun 113001, China;

        2.?PetroChina North China Petrochemical Company, Liaoning Fushun 113001, China)

        Abstract:?In order to meet the need of upgrading the gasoline quality standard to?national VI?standard, the M-PHG technology (predecessor M-DSO technology) of catalytic gasoline hydroupgrading and olefin reduction developed by PetroChina has been applied in three refineries of PetroChina since 2016.?The daily operation and calibration data of industrial units?showed?that M-PHG technology could?treat?high olefin content inferior catalytic gasoline.?When the sulphur content of the product was?less than 10 mg·kg-1, the technology?had?the advantages of large olefin reduction, small loss of octane number, stable operation of the unit, which?met the requirement of upgrading gasoline quality to national VI?standard.

        Key words: M-PHG technology; National VI standard clean gasoline;?Reducing olefine content and maintaining?octane value; Industrial application

        我國汽油組成以催化裂化(FCC)汽油為主,其中硫含量和烯烴含量均較高,在通用的加氫脫硫過程會出現(xiàn)不同程度的辛烷值損失,導致經(jīng)濟效益的流失[1-12]。

        針對日益嚴格的環(huán)保要求,國V/國Ⅵ汽油標準對汽油中硫、烯烴含量要求日趨嚴格,具體指標見表1。2017 年1 月全國開始實施國V 汽油標準,2019年1月全國開始實施更嚴格的國ⅥA汽油標準,2024年將開始全國執(zhí)行國ⅥB標準汽油[2]。

        中國石油從2000年開始開展FCC汽油加氫改質(zhì)催化劑研究,2004年在撫順石化公司0.15 Mt/a汽油加氫裝置完成了TMD全餾分催化汽油加氫降烯烴國Ⅲ工業(yè)試驗、2009年在某煉廠0.2 Mt/a汽油加氫改質(zhì)裝置上完成M-DSO技術(shù)國Ⅳ工業(yè)應用試驗[13,14],2011年在某煉廠0.6?Mt/a催化汽油加氫裝置上進行了M-DSO技術(shù)國Ⅳ工業(yè)應用,裝置平穩(wěn)運行近五年后,2016年改進升級的M-PHG技術(shù)在該裝置上進行了第二周期國Ⅴ兼顧國Ⅵ工業(yè)應用試驗。

        2016年M-PHG技術(shù)在某煉廠0.4?Mt/a催化汽油加氫裝置上進行了國Ⅴ兼顧國Ⅵ工業(yè)應用。2018年在某煉廠1.0?Mt/a催化汽油加氫裝置上進行國Ⅵ工業(yè)應用試驗[15,16]。工業(yè)應用研究表明:FO-35M催化劑及其升級產(chǎn)品解決了普通加氫技術(shù)降硫、降烯烴導致辛烷值大幅降低的問題,該劑通過芳構(gòu)化、異構(gòu)化等反應,將汽油中的烯烴組分轉(zhuǎn)化為芳烴、異構(gòu)烷烴等高辛烷值組分,實現(xiàn)了在大幅降低烯烴含量的同時,保證辛烷值不損失或略有提高的目標。綜上,M-PHG技術(shù)能夠滿足中石油煉廠國Ⅵ汽油質(zhì)量升級的需求,技術(shù)水平處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。

        本文重點介紹M-PHG(前身M-DSO)工藝技術(shù)在中國石油三家煉廠國Ⅵ工況下的工業(yè)應用情況。

        1?M-PHG技術(shù)介紹

        M-PHG技術(shù),前身M-DSO技術(shù),是中國石油自主研發(fā)清潔汽油生產(chǎn)新技術(shù),該技術(shù)有機耦合催化裂化汽油分段加氫脫硫、烯烴定向轉(zhuǎn)換等核心技術(shù),可將催化裂化汽油在深度脫硫、降烯烴的同時減小辛烷值損失,主要適用于大幅降烯烴、深度脫硫、保辛烷值需求的煉廠實現(xiàn)國Ⅵ清潔汽油調(diào)和組分生產(chǎn),是目前催化裂化汽油清潔生產(chǎn)技術(shù)中降烯烴效果最好技術(shù)之一,特別適合于加工劣質(zhì)高烯烴含量的催化汽油。

        圖1為M-PHG工藝原則流程圖,全餾分催化裂化汽油經(jīng)預加氫單元處理后進入分餾塔分割為輕、重兩種組分,輕組分去醚化單元,重組分經(jīng)加氫改質(zhì)、選擇性加氫脫硫后再與醚化汽油混合,作為國Ⅴ/國Ⅵ標準汽油調(diào)和組分進入汽油調(diào)和池。

        其中加氫改質(zhì)單元,利用FO-35M催化劑的降烯烴及辛烷值恢復功能,最大化減少FCC汽油加氫過程的經(jīng)濟效益損失。

        2 ?M-PHG技術(shù)工業(yè)應用情況

        2.1 ?某煉廠0.6?Mt/a汽油加氫裝置

        該0.6?Mt/a汽油加氫裝置于2011年7月建成并一次性開車成功,生產(chǎn)出符合國Ⅲ標準汽油組分。2013年完成國Ⅳ標準汽油生產(chǎn)試驗,2013年底裝置正式生產(chǎn)國Ⅳ標準清潔汽油。2015年8月裝置開始進行國Ⅴ標準汽油生產(chǎn)試驗,為汽油國Ⅴ標準質(zhì)量升級收集數(shù)據(jù)。2016年裝置平穩(wěn)運行59個月后停工檢修,進行了催化劑再生補劑,裝置第二周期開工平穩(wěn)后,2017年完成中期標定,標定數(shù)據(jù)見表2。

        從表2標定數(shù)據(jù)可以看出,在設計的操作條件下,產(chǎn)品重汽油的硫含量可脫至10 mg·kg-1以下,烯烴降低15.9%,芳烴提高3%,辛烷值增加0.1個單位,產(chǎn)品重汽油質(zhì)量已達到國Ⅵ標準汽油調(diào)和組分要求。

        2.2 ?某煉廠0.4 Mt/a汽油加氫裝置

        該0.4?Mt/a汽油加氫裝置于2013年建成并一次性開車成功,采用DSO(PHG)技術(shù),按照國Ⅳ標準設計建設。為應對國Ⅴ標準汽油質(zhì)量升級,2016年檢修期間采用M-PHG技術(shù)對裝置進行了改造,改造主要內(nèi)容為新增一臺辛烷值恢復反應器,并對換熱流程進行了適當調(diào)整,裝置順利開車,生產(chǎn)出國Ⅴ標準清潔汽油組分。2018年7月,為適應國ⅥA汽油質(zhì)量標準生產(chǎn)需求,對操作條件進行了適當?shù)恼{(diào)整,并于12月份進行了國ⅥA工況標定,標定數(shù)據(jù)見表3。

        從表3標定數(shù)據(jù)來看,在設計的操作條件下,產(chǎn)品重汽油的硫含量由351.8?mg·kg-1降至10 mg·kg-1以下,烯烴降低10.3%,芳烴提高4.0%,辛烷值損失1.6個單位,折合成全餾分汽油計算辛烷值損失1.0個單位,產(chǎn)品各項指標均滿足國ⅥA標準調(diào)和汽油組分的要求。

        2.3 ?某煉廠1.0 Mt/a汽油加氫裝置

        該汽油加氫裝置2013年建成,生產(chǎn)能力0.7?Mt/a,采用DSO技術(shù),按照國Ⅳ標準設計建設,2013年7月一次開車成功。2016年完成適合國Ⅴ標準清潔汽油生產(chǎn)的技術(shù)改造,主要增加了一臺補充脫硫反應器,國V標準工況穩(wěn)定運行,應用結(jié)果表明該技術(shù)辛烷值損失小、液收高、能耗低。

        為全面實現(xiàn)國VI汽油質(zhì)量升級,2018年大檢修期間,該廠按照M-PHG催化汽油加氫改質(zhì)技術(shù)工藝流程,對原0.7?Mt/a汽油加氫裝置實施工藝及1.0 Mt/a處理能力的擴能改造,改造主要內(nèi)容為新增一臺辛烷值恢復反應器,并對換熱流程進行了適當調(diào)整,從而解決該煉廠汽油池烯烴含量超標、辛烷值不足的矛盾。

        本次M-PHG技術(shù)工業(yè)應用,首次采用了中石油自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代免活化硫化態(tài)催化劑,2018年11月裝置開車,開工過程用直餾汽油打通全流程并沖洗系統(tǒng),升溫到設計溫度后開始鈍化、切換原料繼續(xù)升溫,36?h后產(chǎn)品各項指標均達到設計要求,裝置進入穩(wěn)定運行狀態(tài)。新一代免活化硫化態(tài)M-PHG技術(shù)與原氧化態(tài)M-PHG技術(shù)相比,開工過程可節(jié)約催化劑的干燥、硫化等工序140?h,并且減小了催化劑硫化過程中的環(huán)境污染、設備腐蝕等各種風險。

        為考察裝置運行情況及尋找最佳的操作條件,在開工一個月后對裝置進行了初期標定,改造前后標定數(shù)據(jù)見表4。

        由表4標定數(shù)據(jù)對比可以看出,在國V工況操作條件下,全餾分催化汽油的硫含量由110.77 mg·kg-1降至14.6?mg·kg-1,烯烴降低5個單位,辛烷值損失1.1個單位,裝置綜合能耗15.88?kg?Eo/t,液收99.8%,滿足設計指標要求;而在國ⅥA工況操作條件下,全餾分催化汽油的硫含量由107.94 mg·kg-1降至7.14?mg·kg-1,烯烴降低12.05個單位,辛烷值損失0.69個單位,裝置綜合能耗13.78?kgEo/t,液收99.33%,產(chǎn)品各項指標均達到設計考核指標要求,優(yōu)于國V工況。

        在裝置未改造前,該廠通過在催化裂化裝置上采用MIP技術(shù),同時調(diào)整PHG工藝條件進行汽油國Ⅵ工況條件試驗,在烯烴滿足國Ⅵ標準出廠調(diào)和要求的情況,辛烷值損失高達4個單位以上,極大地降低了煉廠經(jīng)濟效益,因此決定采用M-PHG工藝,進行裝置改造。

        綜合國Ⅵ工況初期標定結(jié)果,說明FCC汽油加氫改質(zhì)FO-35M及其改進催化劑降烯烴、保辛烷值性能優(yōu)異,雖然M反應器反應溫度相對較高,但熱量合理回收利用后,裝置綜合能耗非增反降,進一步證明M-PHG清潔汽油生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟實用,是中國石油劣質(zhì)催化汽油國Ⅵ質(zhì)量升級最優(yōu)解決方案。

        3 ?結(jié) 論

        1. 中國石油自主研發(fā)的M-PHG催化汽油加氫改質(zhì)降烯烴技術(shù)具有優(yōu)異的降烯烴、保辛烷值性能,完全可以滿足中國石油各煉廠國Ⅵ標準清潔汽油調(diào)和組分生產(chǎn)需求,已在中國石油三套工業(yè)裝置上實現(xiàn)了國Ⅵ工業(yè)應用,得到用戶一致好評,已成為中國石油國Ⅵ標準汽油質(zhì)量升級主要技術(shù)之一,為中國石油清潔汽油生產(chǎn)提供有力的技術(shù)支持。
        2. 采用M-PHG技術(shù)生產(chǎn)國Ⅵ標準清潔汽油調(diào)和組分,加工硫含量在300?ppm以上的FCC汽油時,能夠保證產(chǎn)品辛烷值損失在1.5個單位以內(nèi);加工硫含量在100?ppm左右的FCC汽油時,能夠保證辛烷值損失在1.0個單位以內(nèi)。M-PHG技術(shù)與國內(nèi)其它同類國Ⅵ標準清潔汽油生產(chǎn)技術(shù)相比,可減少辛烷值損失1個單位以上,說明滿足國Ⅵ標準的M-PHG清潔汽油調(diào)和組分生產(chǎn)技術(shù)處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。
        3. 采用中石油自主研發(fā)的新一代免活化硫化態(tài)催化劑生產(chǎn)技術(shù),裝置開工過程中,從換油升溫開始,36?h即可產(chǎn)出各項指標均達到考核指標要求的產(chǎn)品。免活化硫化態(tài)M-PHG技術(shù)與氧化態(tài)M-PHG技術(shù)相比,開工過程可節(jié)約催化劑的干燥、硫化等工序140?h,且減小了催化劑硫化過程中的各種風險,具有廣泛的推廣應用前景。

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