OCT-M裝置生產(chǎn)“無硫”汽油工業(yè)應用

邢獻杰，許滿興，趙樂平

（1. 中國石化金陵分公司，江蘇 南京 210033； 2. 中國石化撫順石油化工研究院，遼寧 撫順 113001）

OCT-M裝置生產(chǎn)“無硫”汽油工業(yè)應用

邢獻杰1，許滿興1，趙樂平2

（1. 中國石化金陵分公司，江蘇 南京 210033； 2. 中國石化撫順石油化工研究院，遼寧 撫順 113001）

工業(yè)應用結果表明，中國石化金陵90萬t/aOCT-M裝置可以生產(chǎn)出硫質(zhì)量分數(shù)≯15 μg/g的“無硫”汽油 (硫質(zhì)量分數(shù)≯10 μg/g)調(diào)和組分，研究法辛烷值（RON）損失2.5個單位。當采用OCT-MD方案時，可大幅減少輕汽油中的硫醇硫和總硫質(zhì)量分數(shù)，生產(chǎn)出硫質(zhì)量分數(shù)≯10 μg/g的“無硫”汽油，RON損失1.7個單位。金陵OCT-M裝置連續(xù)生產(chǎn)“無硫汽油”運轉(zhuǎn)結果表明，OCT-M技術能夠達到在產(chǎn)品硫質(zhì)量分數(shù)≯10 μg/g、RON損失≯1.8個單位。金陵OCT-M裝置輕餾分抽提脫硫工藝投產(chǎn)后，生產(chǎn)“無硫”汽油時，F(xiàn)CC汽油硫質(zhì)量分數(shù)99.1～261.0 μg/g，輕汽油硫質(zhì)量分數(shù)由43.1～74.2 μg/g降低到15.4～28.6 μg/g，混合產(chǎn)物硫質(zhì)量分數(shù)9.3～13.2 μg/g，RON損失0.7～1.5單位，因此，與輕餾分未抽提處理相比， OCT-M裝置RON損失少1.0個單位左右。

催化汽油；無硫汽油；脫硫；應用

2009年以來，歐、美等發(fā)達國家提出的汽車尾氣排放新標準，要求使用車用汽油硫質(zhì)量分數(shù)≯10 μg/g的“無硫”汽油(簡稱歐V汽油）。我國北京已從2012年5月31日起，實行了“京標V”清潔汽油新標準，要求硫質(zhì)量分數(shù)小于10 μg/g。從2018年1月1日起，全國將執(zhí)行《車用汽油有害物質(zhì)控制標準》（GWKB 1.1-2011），在這一簡稱國V汽油的“無硫”汽油新標準中，要求硫質(zhì)量分數(shù)小于10 μg/g。

我國汽油組分中FCC汽油約占80%左右，車用汽油中硫化物主要來自催化裂化(FCC)汽油組分，F(xiàn)CC汽油組分有效脫硫是滿足清潔汽油新標準的關鍵措施。為此，國內(nèi)外開發(fā)成功了多種辛烷值損失較小的FCC汽油選擇性加氫脫硫(HDS)新技術，如OCT-M系列[1-3], Scanfining[4]和Prime-G+[5]。

2009年10月，金陵石化Ⅰ柴油加氫裝置改造為汽油加氫精制裝置，采用FRIPP的OCT-M選擇性加氫脫硫工藝。2011年6月，金陵分公司OCT-M裝置計劃停工，開始裝置改造。主要改造內(nèi)容為增加預保護反應器，加熱爐對反應產(chǎn)物加熱，增加一臺換熱器（管程保護反應器產(chǎn)物/殼層主反應產(chǎn)物原料），另外，裝置還增加了OCT-MD工藝方案的相應管線，可隨時在OCT-M方案和OCT-MD方案間切換。OCT-M方案包括FCC汽油輕重組分分餾、重餾分加氫、加氫產(chǎn)物與輕餾分混合脫臭生產(chǎn)國V汽油；OCT-MD方案包括FCC汽油脫臭、輕重分餾、重餾分加氫、加氫產(chǎn)物與輕餾分混合生產(chǎn)國V汽油；2013年12月，輕餾分抽提脫硫單元投產(chǎn)。

本文介紹了OCT-M裝置采用上述不同方案由FCC汽油脫硫生產(chǎn)“無硫”清潔汽油的工業(yè)應用試驗情況，考察目的包括：(1)當裝置按OCT-M方案生產(chǎn)滿足國Ⅴ汽油質(zhì)量標準的調(diào)和組分（硫質(zhì)量分數(shù)不大于15 μg/g）時，產(chǎn)品辛烷值損失的大小；(2)當裝置按OCT-MD方案，能否在產(chǎn)品辛烷值損失≯1.8個單位的情況下，直接生產(chǎn)出硫質(zhì)量分數(shù)不大于10 μg/g的國Ⅴ汽油。

1 OCT-M方案生產(chǎn)國Ⅴ汽油組分試驗

金陵分公司目前有3套催化裝置：Ⅰ催化（130萬t/a）、Ⅱ催化（100萬t/a）和Ⅲ催化（350萬t/a），催化汽油組分是汽油的主要來源。催化汽油精制裝置有150萬t/aS-zorb裝置和90萬t/a OCT-M裝置。生產(chǎn)國Ⅴ汽油的思路為S-zorb裝置滿負荷生產(chǎn)硫質(zhì)量分數(shù)＜6 μg/g的汽油，90萬t/aOCT-M催化汽油選擇性加氫脫硫裝置精制汽油硫質(zhì)量分數(shù)按≯15 μg/g控制，兩套裝置汽油產(chǎn)品與重整汽油等其它汽油組分調(diào)和，得到硫質(zhì)量分數(shù)≯10 μg/g的汽油，供出廠銷售。

因此，本次試驗的目的是OCT-M裝置利用現(xiàn)有的OCT-M工藝方案，在辛烷值損失較小的情況下，生產(chǎn)出硫質(zhì)量分數(shù)≯15 μg/g的汽油調(diào)和組分。圖1為OCT-M方案原則流程圖。

圖1 OCT-M方案流程示意圖Fig.1 OCT-M process scheme

2013年6月4日至9日期間，裝置在OCT-M工藝方案下進行了試驗，本次試驗裝置操作參數(shù)及原料產(chǎn)品性質(zhì)分別見表1和表2。

從表2中可以看出，最終產(chǎn)品汽油（OCT-M產(chǎn)物）總硫質(zhì)量分數(shù)為14.5 μg/g，達到了≯15 μg/g的試驗目的，脫硫率為94.6%，但是辛烷值損失高達2.5個單位。該試驗結果證明，在硫含量能夠滿足要求的情況下，辛烷值損失過大，不夠經(jīng)濟。

表1 采用OCT-M方案時的裝置操作參數(shù)Table 1 Operating parameters of OCT-M process for producing “sulfur-free” gasoline

表2 采用OCT-M方案時的原料及產(chǎn)物性質(zhì)Table 2 Properties of FCC naphtha and product of OCT-M unit for producing “sulfur-free” gasoline

2 OCT-MD方案生產(chǎn)國Ⅴ汽油試驗

催化汽油先脫臭可將較輕的硫醇硫轉(zhuǎn)化為較重的二硫化物，輕組分中的硫轉(zhuǎn)移至重組分中，再進行切割后，輕汽油中的硫含量能夠大幅減少，從而可降低重汽油加氫深度，減少辛烷值損失。因此，我們又進行了OCT-MD方案生產(chǎn)國Ⅴ汽油試驗。

圖2顯示出了OCT-MD方案原則流程。本次試驗裝置操作參數(shù)及原料和產(chǎn)品的性質(zhì)分別見表3和表4。

根據(jù)工藝原理，改為OCT-MD方案后，輕汽油硫含量降低，因此可減少重汽油加氫量和加氫反應深度，從而減少辛烷值損失。本次試驗，重汽油比例調(diào)整為63%，相對于OCT-M方案時的78%下降了15%。重汽油加氫仍然維持較大的反應深度，反應溫度調(diào)整至271 ℃，反應溫升為47 ℃。

從表4可以看出，催化汽油經(jīng)脫臭后，硫醇硫質(zhì)量分數(shù)由16 μg/g下降至9 μg/g，脫除率為43.8%；切割后，輕汽油硫醇硫質(zhì)量分數(shù)含量為13 μg/g，總硫質(zhì)量分數(shù)僅有14.1 μg/g，較OCT-M方案時大幅減少，說明前脫臭方案可以有效降低輕汽油中的硫含量。重汽油經(jīng)加氫后，硫質(zhì)量分數(shù)脫至0.5 μg/g，最終產(chǎn)品汽油（OCT-MD產(chǎn)物）總硫質(zhì)量分數(shù)為6.2 μg/g，滿足了國Ⅴ汽油的硫含量要求，辛烷值損失1.7個單位。

圖2 OCT-MD方案流程示意圖Fig.2 OCT-MD process scheme

表3 采用OCT-MD方案時的裝置操作條件Table 3 Operating parameters of OCT-MD process for producing “sulfur-free” gasoline

表4 采用OCT-MD方案時的原料及產(chǎn)物性質(zhì)Table4 Properties of FCC naphtha and product of OCT-MD process for producing “sulfur-free” gasoline

3 OCT-M裝置連續(xù)生產(chǎn)國V汽油

根據(jù)江蘇省國V汽油升級進度，南京從2013年10月開始實施國V汽油標準，因此，金陵OCT-M裝置從2013年9月開始連續(xù)生產(chǎn)國V汽油。表5和圖3列出了連續(xù)生產(chǎn)國V汽油時原料及產(chǎn)品的主要性質(zhì)。

表5 金陵OCT-M裝置連續(xù)生產(chǎn)時的原料及產(chǎn)品性質(zhì)Table 5 Properties of FCC naphtha and product of OCT-M process for producing “sulfur-free” gasoline

圖3 OCT-M裝置連續(xù)生產(chǎn)時的產(chǎn)品硫含量及RON損失Fig.3 Sulfur contents and RON loss of OCT-M process for succession producing “sulfur-free” gasoline

從表5和圖3可以看出：金陵OCT-M裝置按照OCT-M方案連續(xù)生產(chǎn)國V汽油期間，原料FCC汽油硫質(zhì)量分數(shù)100 μg/g左右，混合精制汽油（OCT-M產(chǎn)物）硫質(zhì)量分數(shù)7.6～10.9 μg/g，RON損失1.0～1.8個單位。因此，工業(yè)應用結果表明OCT-M技術能夠滿足金陵煉廠連續(xù)生產(chǎn)硫質(zhì)量分數(shù)≯10 μg/g的“無硫”汽油的需要。

4 OCT-M裝置輕餾分抽提脫硫效果

2013年12月，為了降低輕餾分的總硫含量，金陵OCT-M裝置新增設的輕餾分抽提脫硫裝置投產(chǎn)。因此，OCT-M裝置生產(chǎn)國V汽油操作方案改為：重餾分加氫脫硫產(chǎn)物與輕餾分油抽提產(chǎn)物混合去罐區(qū)作為調(diào)和組分；根據(jù)調(diào)和需要，調(diào)和生產(chǎn)國V汽油。表6列出了新增加輕餾分抽提脫硫投產(chǎn)生產(chǎn)國V汽油主要油品性質(zhì)。

2013年12月～2014年4月，原料FCC汽油硫質(zhì)量分數(shù)99.1～261.0 μg/g、重餾分硫質(zhì)量分數(shù)223～330 μg/g、加氫汽油硫質(zhì)量分數(shù)2.7～4.7 μg/g、輕汽油硫質(zhì)量分數(shù)由43.1～74.2 μg/g降低到15.4～28.6 μg/g；混合精制汽油（OCT-M產(chǎn)物）硫質(zhì)量分數(shù)9.3～13.2 μg/g，RON損失0.7～1.5單位。

Commercial Application of OCT-M Desulfurization Unit for Producing Sulfur-Free Gasoline

XING Xian-jie1，XV Man-xing1，ZHAO Le-ping2
（1. Sinopec Jinling Company, Jiangsu Nanjing 210033, China；2. Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals, Liaoning Fushun 113001, China）

The commercial application results of 0.9 Mt/a OCT-M FCC naphtha desulfurization unit of Jinling company show that the research octane number (RON) of “sulfur-free” gasoline(ω (S)≯10 μg/g) is reduced 2.5 unit. OCT-MD process can reduce sulfur and mercaptan of light cut naphtha, the RON of OCT-MD process sulfur-free gasoline(ω (S)≯10 μg/g) is reduced 1.7 unit. Operation results of OCT-M plant for producing sulfur-free gasoline in Jinling company show that sulfur mass fraction in the product is less than 10 μg/g, the loss of RON is less than 1.8 unit. After light cut naphtha(LCN) extraction unit was put into production of OCT-M unit, the sulfur content of LCN was reduced from 43.1～74.2 μg/g to 15.4～28.6 μg/g ,the FCC naphtha and product sulfur contents of OCT-M unit were 99.1～261.0μg/g and 9.3～13.2μg/g, respectively, RON loss was 0.7～1.5 unit. So, compared with without LCN extraction desulfurization, the RON loss of OCT-M unit decreased about 1.0 unit.

FCC naphtha; Sulfur-free gasoline; Desulfurization;Application

TE 624

： A

1671-0460（2015）01-0060-03

中國石油化工股份有限公司“十條龍”重大科技攻關項目《滿足歐Ⅴ排放標準的汽油生產(chǎn)技術開發(fā)及應用》，項目號：010803。

2014-11-10

邢獻杰（1974-），男，浙江金華人，高級工程師，碩士，1997年畢業(yè)于江蘇石油化工學院石油加工專業(yè)，2004年獲華東理工大學石油加工專業(yè)碩士學位，研究方向：石油化工生產(chǎn)、技術和安全管理。E-mail: xingxj.jlsh@sinopec.com，電話 :025-58980286。

趙樂平（1968-），男，教授級高級工程師，碩士，長期從事清潔汽油催化劑及新技術的開發(fā)研究工作。E-mail: zhaoleping.fshy@ sinopec.com，電話 :024-56389261。