提高汽油辛烷值在重油催化裂化裝置中的探討與實踐

秦平++甄航生

摘 要： 通過進一步優(yōu)化原料性質(zhì)、提高反應(yīng)溫度和劑油比，有助于提高汽油辛烷值，依據(jù)烴類的催化裂化反應(yīng)機理，全面分析汽油辛烷值的提高在重油催化裂化裝置中的實踐，特別是配合國Ⅴ標準98號汽油生產(chǎn)，為提高汽油標號和清潔汽油的生產(chǎn)提供了有意的幫助。

關(guān)鍵詞：辛烷值 摻重比 反應(yīng)溫度 劑油比

中圖分類號：TE62 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）03-0315-01根據(jù)國家發(fā)改委關(guān)于進一步推進成品油質(zhì)量升級及加強市場管理的要求，從2017年1月1日起，國內(nèi)油品將全面升級為符合國V標準的車用汽油，新增98號汽油。國V標準的汽油、柴油含硫量、烯烴含量、錳含量指標限值均有所下降，其碳氫化合物、一氧化碳、顆粒物排放得到有效控制，大幅減少尾氣PM2.5排放，更加環(huán)保。

汽油辛烷值是評價汽油質(zhì)量的主要指標之一，目前我國車用汽油主要是催化裂化汽油，約占車用汽油總量的80%以上。對于生產(chǎn)國Ⅴ98號車用汽油來說，各調(diào)合油比例中，催化裂化汽油混合比例為40.5%，調(diào)合組分占比最大，因此，催化裂化汽油辛烷值的高低起著舉足輕重的作用。根據(jù)調(diào)合優(yōu)化核算，重油催化裂化裝置生產(chǎn)的汽油研究法辛烷值（RON）需要≥93.5，并盡可能控制在94.0以上才能滿足國V標準98號汽油的質(zhì)量要求。而目前重催裝置穩(wěn)定汽油研究法辛烷值（RON）長期維持92.5左右，離98號汽油質(zhì)量要求還有較大差距。因此，通過探討重油催化裂化汽油辛烷值低的影響因素，有針對性的進行工藝參數(shù)調(diào)整操作實踐，達到提高重油催化裂化汽油辛烷值的目標。以中國石油化工股份公司廣州分公司重催裝置裝置為例，通過調(diào)整一系列工藝參數(shù)調(diào)整操作實踐，收到一定的效果。中國石油化工股份公司廣州分公司重催裝置裝置采用美國石韋工程公司的道達爾專利技術(shù)。其主要特點是兩段高溫再生、反應(yīng)進料高度霧化，采用蒸汽預(yù)提升等所謂高溫短接觸反應(yīng)條件和主風分布環(huán)提供良好的主風分配等等。

一、改變原料性質(zhì)

汽油的辛烷值由其化學組成決定。對不同族烴類來說，辛烷值大致按芳烴、環(huán)烷、烯烴及鏈烷烴的順序遞減。對同一族烴類來說，分子量愈小，或者說其沸點愈低，則辛烷值愈高；對分子量大小相近的同族烴類，支化度越高、分子結(jié)構(gòu)越緊湊，則辛烷值越高。原料組成對催化裂化汽油辛烷值影響的關(guān)系式很多，如：

RON=92.34-2.36x10-2CP%+9.34x10-2CN%+6.75x10-2CA%-0.55Naph%

式中 RON──研究法辛烷值

CP%──鏈烷烴碳原子百分數(shù)；

CN%──環(huán)烷烴碳原子百分數(shù)；

CA%──芳烴碳原子百分數(shù)；

Naph──原料中粗汽油含量；

由上式可知：原料中的烷烴會使汽油辛烷值降低，而環(huán)烷烴及芳烴能使汽油辛烷值增加；原料中的粗汽油也會使產(chǎn)品辛烷值下降。為此，通過提高重油催化裂化置摻煉的重油摻重比，增加原料中重組分芳烴的含量，使得原料向更多的芳香基轉(zhuǎn)換，進而使裂化生成較多的烯烴及芳烴，一定程度上有利于提高汽油辛烷值。但由于受燒焦再生負荷及產(chǎn)品分布可能可能帶來的惡化，采取降低加工負荷，由日加工量3200噸降至2700噸，摻重比由23%提高至40%以上。見表1

從表1可以看出，裝置提高摻重比后，混合進料密度由0.9275左右上升0.935左右，飽和烴含量下降，由76%下降至70%左右，四組分中芳烴及以上組分含量上升，由24%上升到30%左右。

二、提高反應(yīng)溫度

在分析反應(yīng)溫度的影響時，通常認為反應(yīng)溫度每增加10℃，RON上升0.45～1.95個單位。由于裂化和芳構(gòu)化反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，氫轉(zhuǎn)移和異構(gòu)化是放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度增高，增加了汽油的烯烴度，氫轉(zhuǎn)移和裂化反應(yīng)速度的比值下降，有利于烯烴的保留，從而提高了汽油的辛烷值。對于重油催化裂化裝置來說，工藝設(shè)計的反應(yīng)溫度上限為538℃，如果反應(yīng)溫度再進一步提高，可能造成氣體和生焦加劇生成，沉降器結(jié)焦、壓力超高，會對內(nèi)部旋分等設(shè)備造成損壞。為此，調(diào)整反應(yīng)溫度由正常時516℃逐步提高至535℃，達到了較高反應(yīng)苛刻度。

三、提高劑油比

由于劑油比的增加，增強了反應(yīng)強度，裂化、異構(gòu)化及芳構(gòu)化等化學反應(yīng)相繼提高，帶來了轉(zhuǎn)化率的提高，RON及MON均成直線增加。一般轉(zhuǎn)化率在60%～75%之間時，烯烴下降幅度和芳烴上升幅度幾乎相等，烷烴增加不多，由于芳烴RON高于烯烴，且重催裝置轉(zhuǎn)化率在65%左右在此范圍，因此，增加劑油比可以提高RON。

四、工藝參數(shù)調(diào)整操作實踐對汽油辛烷值影響情況

裝置進行了降低加工負荷以提高摻重比的操作，與此同時提高反應(yīng)溫度，提高劑油比（劑油比由6.9上升到最高7.5），增加反應(yīng)強度等一系列的調(diào)整操作，使得汽油研究法辛烷值由調(diào)整前的92.5上升到最高值的94.5。見表2

五、調(diào)整前后產(chǎn)品分布情況

由于裝置摻重比提高，原料油性質(zhì)變差，產(chǎn)品分布變差，汽油和液化氣收率下降較明顯，干氣、柴油和油漿收率上升，產(chǎn)品總液收下降2個百分點。見表3

六、小結(jié)

在滿足裝置熱平衡的情況下，適當提高摻重比反應(yīng)溫度和劑油比，可以達到提高汽油辛烷值的目的，通過對相關(guān)工藝參數(shù)進行調(diào)整操作實踐，汽油研究法辛烷值上升近2個單位。但調(diào)整后，由于原料油性質(zhì)變差，產(chǎn)品分布變差，汽油收率降低，較大幅度影響了裝置的優(yōu)化運行。為此，要在今后的調(diào)整操作中繼續(xù)探討一個較為合理的工藝參數(shù)操作范圍，以便收到良好的產(chǎn)品分布。

參考文獻

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