熊超 謝恒杰(蘭州寰球工程有限公司,甘肅 蘭州 730060)
汽油加氫生產工藝的對比和分析
熊超 謝恒杰(蘭州寰球工程有限公司,甘肅 蘭州 730060)
目前隨著環保壓力的不斷加大,汽油加氫生產工藝在煉油廠得到較為廣泛地應用。汽油加氫是一種汽油精制工藝過程,主要用于汽油脫硫,從而生產出清潔環保型汽油。本文著重對常見的汽油加氫脫硫技術進行分析對比。
加氫脫硫;催化劑;生產工藝
目前國內外汽油加氫脫硫技術的發展情況大致如下:國內技術主要是北京石油化工科學研究院的RSDS、撫順石油化工研究院的OCT-MD技術,法國的primeG+和美國的CD-tech,還有被中石化買斷的S-ZORB,以及美國的excess-mobil技術。綜合來看,國內技術基本可以滿足目前汽油硫含量要求,和國外技術相比,脫硫率要低些,投資上法國的primeG+與美國的CD-tech與國內相當,S-ZORB投資高些,但是脫硫率要高不少。
國內汽油加氫脫硫生產工藝主要以撫順石油化工研究院(FRIPP)的OCT-M技術和北京石油化工科學研究院(RIPP)開發的催化汽油選擇性加氫脫硫技術RSDS為代表。
1.1 OCT-M
撫順石油化工研究院開發的OCT-M技術是一種新型汽油加氫脫硫技術,直接將催化汽油切割輕重兩段,輕餾分去無堿脫臭,重餾分加氫脫硫,再輕重調和,產品硫含量低于150ppm,RON損失小于2,生產工藝比較簡單。OCT-M技術流程首先是選擇適宜的切割點溫度,將FCC汽油切割為輕汽油LCN(C7餾分)和重汽油HCN(C7餾分);然后采用專門開發的高選擇性加氫脫硫催化劑,對高硫含量的HCN進行加氫處理,加氫處理后的產物再與切割出來的LCN進行混合,混合油送到無堿脫臭裝置,進行進一步脫硫醇處理;再采用催化汽油加氫脫硫芳構化技術,將催化汽油先選擇性加氫脫硫再芳構化,將部分烴類轉化為芳烴,以彌補催化汽油加氫過程中因烯烴飽和而造成的辛烷值損失,最后得到低硫、低烯烴和低硫醇含量的精制汽油,硫含量可低于200ppm,RON損失不大于2的清潔汽油產品。
1.2 RSDS
北京石油化工科學研究院(RIPP)根據催化裂化汽油中烯烴主要富集在汽油輕餾分段,硫、芳烴主要集中在汽油的重餾分段的特點,研發出了RSDS工藝技術,于2001年通過中國石化股份公司的中試技術鑒定。RIDOS技術是石油化工科學研究院針對世界燃油規范Ⅱ類無鉛汽油和Ⅲ類無鉛汽油的生產而開發的技術,該技術具有烯烴飽和率較低,氫耗低,辛烷值損失較少的特點。無預處理,直接將FCC汽油切割成輕重兩部分,輕餾分進行堿液抽提(有環保壓力),重餾分加氫脫硫,再輕重調和。RSDS裝置主要包括四部分:一是將催化裂化(FCC)汽油餾分切割為輕、重兩部分汽油;二是將重餾分進行加氫脫硫,在脫除重餾分中有機硫的同時,盡可能減少烯烴加氫飽和,注重其選擇性加氫;三是將輕餾分汽油進行堿液抽提脫硫醇;四是將加氫后汽油重餾分與抽提后輕餾分再混合,生產RSDS汽油。
國外FCC汽油加氫脫硫、降烯烴的主要工藝技術有以下幾種:ISAL(加氫脫硫/辛烷值恢復技術)、OCTGAIN(加氫脫硫/辛烷值恢復技術)、SCANFining(選擇性加氫脫硫工藝)、Prime-G和Prime-G+(選擇性加氫脫硫工藝)、CDHydro CDHDS(催化蒸餾加氫脫硫工藝)和S-Zorb工藝等。其中應用較廣泛的是prime-g+,S-Zorb。
2.1 S-Zorb
S-Zorb是由法國的Conocophilips公司開發的一種催化汽油脫硫加氫生產工藝,S-Zorb源于Z-Sorb,該技術采用吸附反應工藝技術原理,可在辛烷值(RON+MON)/2損失較小的情況下使汽油產品的硫含量降低到小于10PPm。S-Zorb采用專有的吸附劑,運用吸附原理進行脫硫,在脫硫過程中,氣態烴類與吸附劑接觸后,在吸附劑和氫氣的作用下,硫原子從含硫化合物中轉移到吸附劑上,而烴分子則返回到烴氣流中。該工藝不產生硫化氫,避免了硫化氫與產品中的烯烴反應生成硫醇而造成產品硫含量的增加,而且在加氫過程中很難脫除的含硫化合物在S-Zorb過程中很容易脫除,因此S-Zorb技術較易得到低硫產品,而且氫耗小。另外由于其吸附劑完全不同于加氫催化劑,因此烯烴飽和很少,其產品的辛烷值損失也比加氫產品少。
S-Zorb雖然有原料換熱器容易出現焦結垢,反應器接收器D-105橫管下料不暢等缺點,同時也具有較高的適應性,能夠保證產品回收率,氫氣用量低等顯著的優越性和先進性,目前已在全球廣泛應用并建成投產了,我國首套120萬噸/年S-Zorb催化汽油脫硫裝置在燕山石化公司建成后,S-Zorb技術在我國也得到認可和推廣。
2.2 Prime-G+
法國Axens公司的Prime-G+技術是對Prime-G技術進行的改進,Prime-G+采用常規Ni-Mo和Co-Mo系列的催化劑,其工藝分為全餾分選擇性加氫(SHU)和重汽油加氫脫硫(HDS)兩段,催化劑也分兩段填裝。在SHU階段主要是硫轉移反應,使硫以重硫化物的形式存在。在HDS階段,在重汽油中加入催化劑進行脫硫反應,從而提高汽油質量。
Prime-G生產工藝技術相當可靠,Prime-G生產工藝具有很強的脫硫醇效果,脫硫率可達98%,辛烷值損失不大于1.5,汽油收率可達100%,該工藝已在我國廣泛應用,蘭州石化已引進了Prime-G生產工藝技術。
隨著環保形勢的日趨嚴峻,對精制清潔汽油的質量要求也越來越高,汽油加氫脫硫生產工藝技術是國際上公認的、最為經濟的一種生產清潔汽油的技工藝技術,雖然還存在不少技術難關有待解決和優化,但是其工藝技術發展前景是無限的。
[1]謝磊.新汽油加氫脫硫技術的開發和應用[D].合肥工業大學2014.