F-T合成油品加工提高柴油采收率的幾種方法

趙 凱

(山西潞安煤基清潔能源有限責任公司，山西 長治 046200)

F-T合成油品加工提高柴油采收率的幾種方法

趙 凱

(山西潞安煤基清潔能源有限責任公司，山西 長治 046200)

F-T合成油品加工技術在我國石油化工企業(yè)柴油產品生產實踐過程中的引入運用，為有效提升石油化工企業(yè)柴油產品的實際采收率水平做出了重要貢獻，針對F-T合成油品加工提高柴油采收率的幾種方法選取3個具體方面展開分析，供相關領域研究人員借鑒參考。

F-T合成；油品加工；柴油采收率；提高方法

引 言

F-T合成油品加工技術是煤間接液化處理應用技術體系中的重要組成部分，南非Sasol公司在該技術的優(yōu)化改良和工業(yè)生產推廣運用等方面，長期占據(jù)絕對性國際領先地位[1]。F-T具體合成反應，通常需要金屬元素鐵和鈷作為催化劑支持條件，在具體的合成生產技術環(huán)節(jié)中，通常會同時發(fā)生一系列的平行化學反應和連串化學發(fā)應，繼而生成種類組成結構極其復雜的產物，且產物內部的物質組成結構嚴格遵循傳統(tǒng)技術研究的SF分布規(guī)律。加氫裂化技術是在F-T合成油品加工技術的基礎發(fā)展背景下引入和運用的主要技術工藝形式，不僅能夠有效地生產低硫、低芳香烴清潔中間餾分油，還能夠有效地改良優(yōu)化技術系統(tǒng)的性能，因而，在現(xiàn)代工業(yè)生產實踐過程中具備充分的應用價值[2-3]。鑒于此，本文將圍繞F-T合成油品加工提高柴油采收率的幾種方法展開簡要闡釋。

1 油品加工原理

加氫精制的目的是脫除油品中的硫化物、氮化物、氧化物等非烴化合物，重質油品中同時脫除金屬雜質。由于合成油富含烯烴和含氧化合物，所以加氫精制的主要目的是烯烴飽和及脫氧。對于合成油加工產品來說，加氫精制的作用主要包括烯烴飽和、二烯烴飽和與脫除重金屬。

1.1 含硫、氮、氧化合物的加氫分解反應

合成油中氧化物的含量較多，并且含有脂肪酸、酯和醇、醛、酮等。在蒸餾過程中這些化合物都發(fā)生部分分解而轉入各餾分中。在合成油餾分中經常遇到的含氧化合物是脂肪酸，見式(1)、(2)。

(1)

(2)

1.2 加氫脫金屬反應

在合成油餾分加氫精制過程中，金屬有機化合物發(fā)生氫解，生成的金屬沉積在催化劑表面造成催化劑活性減弱，并導致床層壓降升高。金屬有機化合物大部分存在輕質油餾分中。所有金屬有機物在加氫精制條件下都被加氫。沉積在催化劑表面的金屬，隨運轉周期的延長而向床層深處移動。當裝置出口的反應物流中的金屬含量超過規(guī)定要求時，即可認為是一個周期的結束。在周期末尾，催化劑可含有2%～4%外來的不能用再生方法除去的金屬，所以，在周期結束后要更換催化劑。這時決定操作周期的是這些金屬沉積對催化劑床層的堵塞程度。

1.3 烴類的加氫反應

在加氫精制條件下，烴類的加氫反應主要是不飽和烴的加氫飽和。這些反應對改善油品的質量和性能具有重要意義。例如，烯烴，特別是二烯烴的加氫可以提高油品的安定性。

合成油中含有大量的不飽和烴，這些不飽和烴在加氫精制條件下很容易飽和，代表性反應如式(3)：

(3)

值得注意的是，烯烴飽和反應是一個強放熱反應，對不飽和烴含量較高的合成油加氫，要注意控制床層溫度，防止超溫。加氫反應器一般都設有冷氫盤，可以靠打冷氫來控制溫升。

2 影響柴油收率的因素

2.1 F-T合成油品性質對柴油性質與收率的影響

煤制氣在經由F-T合成生產技術處理環(huán)節(jié)背景下，其具體獲取的中間性石油類產品物質，涉及了輕質餾分油、重質餾分油以及煤基合成蠟3種表現(xiàn)形式，作為后續(xù)開展加氫裂化油品生產技術處理環(huán)節(jié)過程中應用的主要原材料物質。上述中間性油品生產產物，具有正構類烷烴有機化合物含量水平較高、機械性雜質物質含量水平較低、理化技術性能表現(xiàn)狀態(tài)較為穩(wěn)定以及不含有硫元素等技術表現(xiàn)特點，在應用色譜法針對F-T合成生產技術應用條件下的產物組成成分展開技術分析的背景下，能夠初步實現(xiàn)對生產產物中的物質組成種類和含量數(shù)據(jù)比例清晰準確的認知。

在常規(guī)性技術控制條件下，中油型加氫裂化生產反應運用過程中的單程性轉化率參數(shù)水平，介于55.00%～60.00%。這一數(shù)據(jù)性技術測算結果表明，原油生產應用材料中原先包含的烴類有機化合物質組分，在現(xiàn)有的生產應用技術形態(tài)條件下無法實現(xiàn)完全徹底的技術轉化，如果原油生產原材料物質中原本包含的輕質餾分的餾程與中間性生產產物中的餾分油類產品相互重疊，則原料性原油產品中尚未實現(xiàn)生產技術轉化的正構類烷烴有機化合物，也將直接進入生產產物的餾分組成結構之中，給中間性油類產品組分的低溫性技術性能表現(xiàn)狀態(tài)造成直接性干預。事實上，在同等設定的技術參數(shù)組成結構條件下，原料原油產品的綜合性理化性質，尤其是原料性化學物質的組成結構特征，對中間性餾分油類產品實際具備的理化性質特征和回收實現(xiàn)率參數(shù)水平，具備直接且鮮明的技術影響效應。

F-T合成生產技術應用條件下獲取的中間性油類產物，在經由進一步加氫裂化技術處理背景下，其實際獲取的生產產品中，通常會具有較高含量比例的油鏈烷烴類有機化合物質，且在通常性生產技術控制和應用條件下，其生產原料中具備的油鏈烷烴類有機化合物質含量水平越高，其實際生產獲取的柴油產品中的油類烷烴類物質的含量水平也就越高，反之，油類烷烴類有機化合物質的含量水平就會越低。在針對現(xiàn)有的柴油產品的生產技術展開適當性優(yōu)化技術處理實踐背景之下，通常可以將柴油產品中的十六烷烴類有機化學物質的含量水平提升到70.00%以上，同時，保證實際生產輸出的柴油產品中基本不含有硫元素、氮元素以及芳香烴類物質，有效降低柴油產品在生產過程中的基礎性污染物質排放數(shù)量，降低柴油產品的密度水平，提升柴油產品的熱值水平，促進我國高品質柴油產品生產技術的發(fā)展，為清潔柴油產品生產技術目標的順利實現(xiàn)創(chuàng)造支持條件。與此同時，油類產品中高碳分子數(shù)烷烴類有機化合物質含量水平的升高，將會直接導致辛烷有機化合物的含量水平顯著減小，因而，F(xiàn)-T合成生產技術背景下形成的石腦油物質，不適合作汽油產品中的餾分部分。

2.2 催化劑對柴油收率與性質的影響

在單段式加氫裂化催化劑的發(fā)展過程中，撫順石油化工研究院(FRIPP)和中科合成技術有限公司兩家單位做出了重要貢獻[4]。

FRIPP在單段式加氫裂化催化劑研究技術領域，接連開發(fā)和投入生產應用了ZHC應用性催化劑系列3973、FC-28以及FC-30等，為充分滿足低凝類柴油產品的增產技術需求，以及優(yōu)質噴氣燃料產品的增產技術需求，該研究和應用技術單位，還針對Y分子篩催化劑類物質在中間餾分油處理選擇性和柴油產品低溫流動性技術參數(shù)表現(xiàn)狀態(tài)的缺陷，專門研制形成并投入運用了FC-14柴油產品單段加氫裂化催化劑，確保了該類催化劑在具體運用過程中，能夠展現(xiàn)出穩(wěn)定的高活性技術特征和柴油產品高產性技術特征。從分子結構特征角度分析，該種催化劑的分子篩結構，具備三維直通道十二圓環(huán)大孔性分子特征，且具備硅元素含量和鋁元素含量比例水平較高，晶體顆粒直徑尺寸較小、強酸性中心技術結構數(shù)量較多，酸性組分密度水平較低、L酸物質比例占比較大以及二次孔結構數(shù)量較多等技術表現(xiàn)特征，在實際應用與加氫催化裂化生產技術反應過程中，能夠表現(xiàn)出良好的活性和中間性油品餾分物質選擇性，由于該類催化劑本身具備的穩(wěn)定的異構性技術性能，促進了柴油產品低溫流動技術性能表現(xiàn)狀態(tài)的顯著優(yōu)化[5]。表1列出了該種催化劑在具體應用過程中的主要技術參數(shù)控制項目。表2列出了產品結構分布和裝置運行過程中的主要技術參數(shù)。

表1 FC-14/FC-26催化劑生產應用過程中的技術參數(shù)控制標準

表2 產品結構分布和裝置運行過程中的主要技術參數(shù)

2.3 反應溫升對柴油收率的影響

加氫裂化反應屬于典型的放熱反應，在裂化反應器生產技術設備內部的各個床層結構之內，生產原料物質在被催化加工轉化為目標產品物質過程中，通常會釋放出較大數(shù)量的熱量，且這些熱量會伴隨著生產原料在生產設備空間流動，導致生產反應器技術設備的進口位置和出口位置均出現(xiàn)幅度顯著的溫度升高現(xiàn)象，提升二次裂解過程化學反應的劇烈程度，增加氣體性產物和輕質性組分的產成輸出比率。

3 結語

針對F-T合成油品加工中提高柴油采收率的幾種方法問題，本文選取F-T合成油品性質對柴油性質與收率的影響、催化劑對柴油收率與性質的影響以及反應溫升對柴油收率的影響3個具體方面展開了分析，旨意為相關領域的研究人員提供借鑒。

[1] 苗恒，劉庭庭，任帥.F-T合成油品加工提高柴油采收率的幾種方法[J].化工時刊,2014,28(11):25-29.

[2] 相宏偉，楊勇，李永旺.煤炭間接液化:從基礎到工業(yè)化[J].中國科學:化學,2014(12)：1876-1892.

[3] 任杰，張懷科，李永旺.F-T合成油品加工技術的研究進展[J].燃料化學學報,2009,137(6):769-776.

[4] 楊超，蔣堅，魯?shù)ぃ?F-T合成蠟油加氫裂解反應過程研究進展[J].化工進展,2013,32(12):2882-2891.

[5] 郭琳，李文英，張宗森，等.高、低溫費托合成聯(lián)產中烯烴的加工利用[J].太原理工大學學報,2012,43(3):309-313.

Several methods of improving oil recovery by F-T synthetic oil processing

ZHAO Kai

(Shanxi Lu’an Coal-based Clean Energy Co., Ltd., Changzhi Shanxi 046200, China)

The introduction and application of F-T synthetic oil processing technology in production practice of diesel products in China petrochemical enterprises has made important contributions for effectively enhancing the actual recovery level of diesel products in petrochemical enterprises. The F-T synthetic oil processing methods for improving the recovery of diesel are briefly analyzed from three aspects, providing reference for researchers in related fields.

F-T synthesis; oil processing; diesel recovery; improving method

2017-03-06

趙 凱，男，1987年出生，2012年畢業(yè)于河南理工大學，本科學歷，助理工程師。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.02.19

TE626.24

A

1004-7050(2017)02-0060-03

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