M-PHG技術在國Ⅵ標準清潔汽油生產中的應用

王寶成 陶磊 宋麗麗 張宸豪 任海波 趙悅

摘 ?????要：針對汽油國Ⅵ質量標準升級的需要，中國石油自主研發的催化汽油加氫改質降烯烴M-PHG技術（前身M-DSO技術），自2016年開始先后在中石油三家煉廠進行了國Ⅵ工業應用，從工業裝置的日常運轉及標定數據可以看出，M-PHG技術加工高烯烴含量的劣質催化汽油，在產品硫含量小于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，能夠滿足中石油煉廠國Ⅵ汽油質量升級的需求，技術水平處于國內領先地位。

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

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 Ⅵ?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不同程度的辛烷值損失，導致經濟效益的流失^[1-12]。

針對日益嚴格的環保要求，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工業試驗、2009年在某煉廠0.2 Mt/a汽油加氫改質裝置上完成M-DSO技術國Ⅳ工業應用試驗^[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技術國Ⅳ工業應用，裝置平穩運行近五年后，2016年改進升級的M-PHG技術在該裝置上進行了第二周期國Ⅴ兼顧國Ⅵ工業應用試驗。

2016年M-PHG技術在某煉廠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工業應用試驗^[15，16]。工業應用研究表明：FO-35M催化劑及其升級產品解決了普通加氫技術降硫、降烯烴導致辛烷值大幅降低的問題，該劑通過芳構化、異構化等反應，將汽油中的烯烴組分轉化為芳烴、異構烷烴等高辛烷值組分，實現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技術能夠滿足中石油煉廠國Ⅵ汽油質量升級的需求，技術水平處于國內領先地位。

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

1?M-PHG技術介紹

M-PHG技術，前身M-DSO技術，是中國石油自主研發清潔汽油生產新技術，該技術有機耦合催化裂化汽油分段加氫脫硫、烯烴定向轉換等核心技術，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國Ⅵ清潔汽油調和組分生產，是目前催化裂化汽油清潔生產技術中降烯烴效果最好技術之一，特別適合于加工劣質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，重組分經加氫改質、選擇性加氫脫硫后再與醚化汽油混合，作為國Ⅴ/國Ⅵ標準汽油調和組分進入汽油調和池。

其中加氫改質單元，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汽油加氫過程的經濟效益損失。

2 ?M-PHG技術工業應用情況

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，生產出符合國Ⅲ標準汽油組分。2013年完成國Ⅳ標準汽油生產試驗，2013年底裝置正式生產國Ⅳ標準清潔汽油。2015年8月裝置開始進行國Ⅴ標準汽油生產試驗，為汽油國Ⅴ標準質量升級收集數據。2016年裝置平穩運行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后，2017年完成中期標定，標定數據見表2。

從表2標定數據可以看出，在設計的操作條件下，產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，產品重汽油質量已達到國Ⅵ標準汽油調和組分要求。

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，按照國Ⅳ標準設計建設。為應對國Ⅴ標準汽油質量升級，2016年檢修期間采用M-PHG技術對裝置進行了改造，改造主要內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整，裝置順利開車，生產出國Ⅴ標準清潔汽油組分。2018年7月，為適應國ⅥA汽油質量標準生產需求，對操作條件進行了適當的調整，并于12月份進行了國ⅥA工況標定，標定數據見表3。

從表3標定數據來看，在設計的操作條件下，產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，產品各項指標均滿足國ⅥA標準調和汽油組分的要求。

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，生產能力0.7?Mt/a，采用DSO技術，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標準清潔汽油生產的技術改造，主要增加了一臺補充脫硫反應器，國V標準工況穩定運行，應用結果表明該技術辛烷值損失小、液收高、能耗低。

為全面實現國VI汽油質量升級，2018年大檢修期間，該廠按照M-PHG催化汽油加氫改質技術工藝流程，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技術工業應用，首次采用了中石油自主知識產權的新一代免活化硫化態催化劑，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，升溫到設計溫度后開始鈍化、切換原料繼續升溫，36?h后產品各項指標均達到設計要求，裝置進入穩定運行狀態。新一代免活化硫化態M-PHG技術與原氧化態M-PHG技術相比，開工過程可節約催化劑的干燥、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，改造前后標定數據見表4。

由表4標定數據對比可以看出，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%，產品各項指標均達到設計考核指標要求，優于國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，同時調整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工況初期標定結果，說明FCC汽油加氫改質FO-35M及其改進催化劑降烯烴、保辛烷值性能優異，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清潔汽油生產技術經濟實用，是中國石油劣質催化汽油國Ⅵ質量升級最優解決方案。

3 ?結 論

1. 中國石油自主研發的M-PHG催化汽油加氫改質降烯烴技術具有優異的降烯烴、保辛烷值性能，完全可以滿足中國石油各煉廠國Ⅵ標準清潔汽油調和組分生產需求，已在中國石油三套工業裝置上實現了國Ⅵ工業應用，得到用戶一致好評，已成為中國石油國Ⅵ標準汽油質量升級主要技術之一，為中國石油清潔汽油生產提供有力的技術支持。
2. 采用M-PHG技術生產國Ⅵ標準清潔汽油調和組分，加工硫含量在300?ppm以上的FCC汽油時，能夠保證產品辛烷值損失在1.5個單位以內;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。M-PHG技術與國內其它同類國Ⅵ標準清潔汽油生產技術相比，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清潔汽油調和組分生產技術處于國內領先水平。
3. 采用中石油自主研發的新一代免活化硫化態催化劑生產技術，裝置開工過程中，從換油升溫開始，36?h即可產出各項指標均達到考核指標要求的產品。免活化硫化態M-PHG技術與氧化態M-PHG技術相比，開工過程可節約催化劑的干燥、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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