满足国IV标准的中国石油清洁汽油生产技术.pdf
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1、第1 5 卷第6 期2 0 1 0 年1 2 月哈尔滨理工大学学报J O U R N A LO F H A R B I NU N I V E B S n YO FS C I E N C EA N DT E C H N O L O G YV o L1 5N o 6D e C 2 0 1 0满足国I V 标准的中国石油清洁汽油生产技术兰玲1 2,鞠雅娜2,钟海军2,吴平易2(1 中国石油大学化学工程学院,北京1 0 2 2 4 9;2 中国石油石油化工研究院(清洁燃料重点实验室),北京1 0 0 1 9 5)摘要:随着环保法规日益严格,市场对高标准清洁汽油的需求越来越迫切基于国内外汽油组成特点,提
2、出了我国清洁汽油急需解决的问题以及中国石油清洁汽油生产技术开发的紧迫性,着重介绍了中国石油所采用的国清洁汽油生产技术,包括选择性加氢脱硫技术、选择性加氢脱硫一辛烷值恢复组合技术、催化轻汽油醚化技术、F C C 汽油二烯烃硫醚化技术以及碳四烃低温芳构化生产高辛烷值汽油技术等最后,提出了中国石油国V 标准清洁汽油的生产解决方案及技术发展趋势关键词:中国石油;清洁汽油;F C C 汽油;生产技术中图分类号:T F _ 五2 4文献标志码:A文章编号:1 0 0 7 2 6 8 3(2 0 1 0)0 6 0 1 0 2 0 5P e t r o C h i n a SC l e a nG a s o
3、 l i n eP r o d u c t i o nT e c h n o l o g yM e e t i n gt h eS t a t eE m i s s i o nS t a n d a r dI VL 4 NL i n 9 1 一,几fY a 胍2,Z H O N GH a i-j u n 2,W UP f 愕y i 2(1 C o l l e g e0 fC h e m i c a lE 咄咖,C h i n aU n i v e r s i t yo fP e t r o l e u m B e i j i n s1 0 2 2 4 9,C h i n a;2 P e t r
4、 o c h e m i c a lR e s e a r c hI n s t i t u t e。T h eK e y t o t yo fC l e a nF u e l s,P e t r o C h i n aC o m p a n yL t d。B e i j i n g1 0 0 1 9 5,C h i n a)A b s t r a c t:W i t ht h es t r i c t e re n v i r o n m e n tp r o t e c t i o nr e g u l a t i o n s,t h en e e df o ra d v a n c e
5、dc l e a ng a s o l i n et e c h n o l o-g yb e c o m e sm o r eu r g e n t I nt h i sp a p e r t h ec h a r a c t e r i s t i c so fg a s o l i n ec o m p o s i t i o n sa th o m ea n da b r o a d 锄七a r i a ol y z e d T h eu r g e n tp r o b l e m sf o rp r o d u c i n gc l e a ng a s o l i n ei nC
6、 h i n a 鹅w e l la st h eu r g e n c yf o rd e v e l o p m e n to fP e t r o C h i n a c l e a ng a s o l i n ep r o d u c t i o nt e c h n o l o g y 黜p r e s e n t e d T h ec u r r e n tp r o d u c t i o nt e c h n o l o g i e sf o rc l e a ng a s o l i n em e e t i n gt h eS t a t eE m i s s i o n
7、S t a n d a r d a p p l i e db yP e t r o C h i n aa 托d e s c r i b e di nd e t a i l,i n c l u d i n gt h e s e l e c t i v eh y d r e d e s u l f u r i z a t i o n(H D S)t e c h n o l o g y,t h ec o m b i n a t i o nt e c h n o l o g yo fs e l e c t i v eH D Sa n do c t a n en u m e rr e c o v e r
8、 y,t h ee t h e r i f i c a t i o nt e c h n o l o g yo fl i g h tc r a c k e dn a p h t h a(L C N),t h ed i e n et h i o e t h e r t l c a t i o nt e c h n o l o g yo ff l u i dc a t a l y t-i cc r a c k i n g(v c c)g a s o l i n e,a n dt h el o w t e m p e r a t u r ea r o m a t i z a t i o nt e c
9、 h n o l o g yo fC Ah y d r o c a r b o n s F i n a l l y,t h ep r o d u c t i o ns o l u t i o na n dt h et e c h n o l o g yd e v e l o p m e n tt r e n do fP e t r o C h i n af o rp r o d u c i n gc l e a ng a s o l i n em e e t i n gt h eS t a t eE m i s s i o nS t a n d a r dV 鼬 p r o p o s e d
10、 K e yw o r d s:P e t r o C h i n a;c l e a ng a s o l i n e;F C Cg a s o l i n e;p r o d u c t i o nt e c h n o l o g y0引言石油作为世界主要能源之一,已成为当今世界经济发展的“血液”随着全球经济的快速发展,石油需求不断攀升,作为国民经济支柱产业之一的汽车工业发展迅猛,汽车燃料消耗成为世界石油消耗增长的主要动力,但由此造成的大气污染也日益严收搐日期:2 0 1 0 0 9 2 0作者篱介:兰玲(1 9 6 3 一)女博士研究生,毂授级高级工程师E m d:l a I d i
11、n g p e 咖妇咖c m万方数据第6 期兰玲,等:满足国I V 标准的中国石油清洁汽油生产技术1 0 3重随着环保意识的不断加强,世界各国纷纷制定日益严格的汽车尾气排放标准及燃油质量标准,欧盟于2 0 0 5 年要求汽油中硫的质量分数小于5 0 斗g g;美国环保局于2 0 0 5 年要求汽油中硫的质量分数小于5 0 g g,2 0 0 9 年小于1 0p g g;我国也制定了与欧洲清洁油品规范基本一致的国I I I、国I V 标准并已逐步实施,其中国l I I 标准于2 0 0 9 年年底在全国范围内广泛执行,国I V 标准于2 0 0 8 年1 月1 日起在北京率先执行,预计2 0 1
12、 2 年北京将执行更为严格的国V 标准我国汽油与国外汽油组成有很大差异,欧美日等国家F C C 汽油约占汽油总体积含量的3 0 左右,其中8 0(质量分数)的硫来自F C C 汽油,F C C 汽油硫含量高、烯烃含量偏低;而我国汽油构成以F C C汽油组份为主【2J,其特点是高硫、高烯烃、低芳烃和高辛烷值组份不足要进一步提高汽油质量满足更加严格的国I V、国V 标准,需要同时降低硫含量和烯烃含量,该过程又带来辛烷值的损失,加剧了炼厂辛烷值不足的矛盾采用单一的催化汽油加氢脱硫技术难以同时解决上述问题。因此我国汽油质量升级面临的任务更加艰巨。发展F C C 汽油的加工处理新技术、生产出更加环保的高
13、品质清洁汽油就变得非常重要1国内外清洁汽油生产技术发展概况清洁汽油生产技术主要包括选择性加氢脱硫技术、加氢处理一辛烷值恢复技术和非加氢脱硫技术其中,选择性加氢脱硫技术应用最为广泛,国外代表性的选择性加氢脱硫技术主要包括P r i m e G+技术J、S C A N f i n i n g 技术H 1 和C D H D S 技术,均能生产满足欧I V、欧V 标准的清洁汽油,同时辛烷值损失及液体收率损失均较少;加氢处理一辛烷值恢复技术,如I S A L 技术、O C T G A I N 技术等,虽能生产低烯烃、高辛烷值的清洁汽油,但由于操作温度和氢耗相对较高,并且收率损失等问题,工业应用不多;此外
14、,临氢吸附脱硫技术(S z o 南)具有脱硫率高、辛烷值损失小、操作费用低、氢耗少等特点,也已工业应用由于国内外油品组成、装置结构及产品需求差异较大,国外先进技术在国内应用还有待进一步研究近年来,国内各大研究机构开发了一系列适合我国清洁汽油生产的加氢技术,主要有:中石油开发的选择性加氢脱硫技术、选择性加氢脱硫一辛烷值恢复组合技术;中石化石油化工科学研究院开发的R S D S 技术5 1 和R I D O S 技术,抚顺石油化工研究院开发的O C T M 技术6 I、O C T M D 技术及F R S 技术7 1 2中石油国I V 标准清洁汽油生产技术2 1 选择性加氢脱硫技术2 1 1自主研
15、发技术催化汽油选择性加氢脱硫技术针对我国F C C 汽油硫高、烯烃高及高辛烷值组份不足的实际情况,中国石油石油化工研究院以脱硫保汽油收率,减少辛烷值损失为技术目标,开发了选择性加氢脱硫技术,旨在解决中石油国I V 标准清洁汽油生产问题选择性加氢脱硫技术不同于常规加氢脱硫技术之处在于它尽可能在加氢脱硫的同时,尽量减少烯烃饱和,主要是针对含硫化合物,特别是含硫化合物和烯烃的选择性加氢,即在含硫化合物通过选择性加氢转换成烷烃和H:S 的情况下,尽可能减少烯烃加氢饱和反应的发生催化汽油加氢脱硫发生的主要反应如下:R S H+H 2-+R H+H 2 S(1)R S R+2 H 2 一R H+R H+H
16、 2 S(2)R S S R+3 H 2-+R H+R H+2 H 2 S(3)厂、()+2 H 厂屹朋u r,-H 2 S(4)、S 矿飞+4 H 广屺H I o+H 2 S(5)、s 7该技术从催化汽油加氢脱硫发生的主要反应出发,催化剂采用C o 和M o 为活性组分,通过往催化剂中添加助剂改善活性金属与载体(A 1 2 0,)的结合力,增加有利于提高催化剂选择性的金属活性相的生成,控制催化剂上的加氢活性点和脱硫活性点,提高催化剂加氢脱硫选择性针对原料性质不同,可采取切割分馏工艺流程(图1)和全馏分加氢工艺流程(图2),实现国I V 标准清洁汽油的生产2 0 0 7 年首次在中石油玉门炼化
17、总厂进行工业试验(至今已平稳运行2 1 个月),2 0 0 9 年在大连石化进行工业试验,目前已成功完成两套装置的工业试验标定工业试验结果表明:针对处理高硫、高烯烃的催化汽油(玉门F C C 汽油烯烃体积分数为5 3 9),采用切割分馏工艺流程,可直接生产硫质量分数小于5 0 彬g 的清洁汽油。研究法辛烷值损失为1 2 个单位;针对低硫、低烯烃含量的F C C 汽油(大连F C C汽油),采用全馏分加氢工艺流程处理,可直接生产万方数据1 0 4哈尔滨理工大学学报第1 5 卷硫质量分数小于5 0 彬g 的国I V 标准清洁汽油预计2 0 1 0 年1 1 月,该技术将在乌鲁木齐石化公司6 0万n
18、 屯年汽油加氢装置上进行工业应用,生产国I v标准清洁汽油与国内外其他技术相比,该技术具有处理F C C 汽油工艺流程灵活,原料适应性强,反应条件缓和(反应温度与同类技术相比低1 0 一3 0),脱硫率高,辛烷值损失小,液收高等优点,可为企业生产国I V 标准清洁汽油提供技术保障轻汽油F C C 汽油=今圈1 切捌分馏工艺流疆全馏分F C C 汽油正=上选择性加氧脱硫丫圈2 全馏分加氯工艺流程2 1 2 国外引进技术1)P r i m e G+技术P r i m e G+技术由A x e r m公司开发,是在前一代技术P r i m e G 基础上改进而来的选择性加氢脱硫技术。于2 0 0 0
19、 年开始投入工业化应用,市场占有率最高,全球已有1 8 0 余套装置获得许可,是工业应用最为广泛的汽油加氢技术该技术采用简单固定床反应器,一般为两段工艺旧J,主要由3 个主要部分组成,即原料选择性预加氢、分馏塔和选择性加氢脱硫(H C NH D S)装置,工艺流程见图3 在我国,中石油大港石化公司首次引进P r i m e G+工艺技术,新建l 套7 5 万彬年催化汽油加氢脱硫装置于2 0 0 8 年5 月成功投产该装置在加工处理硫质量分数不超过1 2 0g g g 的F C C 汽油时,产品硫质量分数为1 9 彬g,脱硫率8 4,烯烃饱和2 6 个单位,辛烷值损失(A R O N)为o 4,
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- 满足 IV 标准 中国石油 清洁 汽油 生产技术
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