RSDS-Ⅲ與溶劑抽提組合技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用

王 研

(淮安清江石油化工有限責(zé)任公司 技術(shù)運(yùn)行部，江蘇 淮安 223002)

RSDS-Ⅲ與溶劑抽提組合技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用

王 研

(淮安清江石油化工有限責(zé)任公司 技術(shù)運(yùn)行部，江蘇 淮安 223002)

隨著我國油品標(biāo)準(zhǔn)不斷升級，要求硫含量不大于10 μg/g的國V汽油標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在全國范圍內(nèi)實(shí)施。為使汽油產(chǎn)品的硫含量滿足國V汽油標(biāo)準(zhǔn)要求，同時解決由于深度加氫脫硫使烯烴飽和程度增加導(dǎo)致辛烷值下降不利于油品調(diào)和的問題，選擇RSDS-III與溶劑抽提組合技術(shù)在30萬噸/年汽油加氫裝置上進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用，該技術(shù)較好地解決了汽油脫硫和產(chǎn)品辛烷值損失之間的矛盾。

選擇性加氫脫硫；溶劑抽提；辛烷值；工業(yè)應(yīng)用

0 引言

隨著汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展、汽車產(chǎn)量和保有量不斷增加，汽車排放的廢氣對空氣的污染越來越嚴(yán)重，其已成為我國空氣污染的重要來源，也是形成霧霾的主要原因之一，因此降低汽車尾氣污染、消除霧霾已成為世界范圍內(nèi)的共識[1]。研究表明，減少汽油中硫的質(zhì)量含量可有效減少汽車尾氣污染物的排放[2]?；窗睬褰突び邢挢?zé)任公司(以下簡稱“清江石化”)的汽油產(chǎn)品全部來自催化裂化汽油，同時受清江石化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的影響，降低催化裂化汽油的硫含量是降低成品汽油硫含量的唯一途徑。

在提高催化裂化汽油脫硫率降低硫含量的過程中，應(yīng)最大可能地避免烯烴組分飽和為烷烴組分，減少汽油產(chǎn)品辛烷值的下降[3]。鑒于此，中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院(以下簡稱“石科院”)開發(fā)出能夠滿足生產(chǎn)國 V 汽油的RSDS-Ⅲ與溶劑抽提組合技術(shù)，該技術(shù)較好的解決了汽油脫硫和產(chǎn)品辛烷值損失之間的矛盾。2016年4月，RSDS-Ⅲ與溶劑抽提組合技術(shù)在清江石化汽油加氫裝置上進(jìn)行了工業(yè)應(yīng)用。

1 RSDS-Ⅲ與溶劑抽提組合技術(shù)

RSDS-Ⅲ與溶劑抽提組合技術(shù)的裝置主要由分餾單元、堿抽提單元、溶劑抽提單元和重餾分選擇性加氫脫硫單元組成。催化裂化汽油進(jìn)入汽油加氫裝置后，在分餾單元分離為輕餾分和重餾分。輕餾分先進(jìn)入堿抽提脫硫醇單元進(jìn)行堿抽提脫硫醇，然后再進(jìn)入溶劑抽提單元脫除噻吩類硫化物，得到的脫除了硫醇和噻吩硫的抽余油與加氫后的重餾分混合。重餾分在選擇性加氫脫硫單元內(nèi)的反應(yīng)器中脫除絕大部分的雜質(zhì)硫，加氫精制后的重餾分與溶劑精制后的輕餾分混合作為滿足國V汽油標(biāo)準(zhǔn)要求的汽油產(chǎn)品送出裝置。RSDS-Ⅲ與溶劑抽提組合技術(shù)的流程圖如圖1所示。

圖1 RSDS-Ⅲ與溶劑抽提組合技術(shù)工藝流程圖

RSDS-Ⅲ技術(shù)采用RSDS-Ⅱ技術(shù)的工藝原則，即全餾分催化裂化汽油首先進(jìn)入分餾單元切割為輕餾分和重餾分，然后輕餾分進(jìn)入堿抽提單元進(jìn)行脫硫醇，重餾分進(jìn)入選擇性加氫脫硫單元進(jìn)行脫硫。與RSDS-Ⅱ相比，RSDS-Ⅲ技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)采用新的RSDS-Ⅲ技術(shù)催化劑體系，其特點(diǎn)是在重餾分選擇性加氫過程中，使其在保持高選擇性的基礎(chǔ)上能夠具有更好的低溫脫硫活性。(2)采用石科院最新開發(fā)的選擇性調(diào)控技術(shù)(RSAT)對催化劑進(jìn)行處理，可以在重汽油選擇性加氫單元催化劑硫化結(jié)束后進(jìn)一步提高催化劑的選擇性[4]。溶劑抽提單元是RSDS-Ⅲ與溶劑抽提組合技術(shù)的重要組成部分，主要側(cè)重于精制切割分離后的輕汽油餾分，通過增設(shè)溶劑抽提裝置，可以提高輕汽油的切割比例，從而減少全餾分汽油的烯烴飽和比例，降低全餾分汽油的辛烷值損失。溶劑抽提單元采用環(huán)丁砜抽提蒸餾工藝，利用原料中各組分在溶劑中的溶解度的不同，通過萃取精餾實(shí)現(xiàn)噻吩類硫化物和芳烴與非芳烴的分離。在抽提蒸餾塔內(nèi)溶劑與催化裂化輕汽油接觸形成氣液兩相，由于噻吩類硫化物和芳烴在溶劑中的溶解度更大，使不易溶于溶劑的非芳烴富集于氣相中并從塔頂排出；易溶于溶劑的噻吩類硫化物和芳烴富集于液相中并從塔底流出。富含噻吩類硫化物和芳烴的溶劑進(jìn)入溶劑回收塔，進(jìn)行噻吩類硫化物和芳烴與溶劑的分離，回收的溶劑循環(huán)使用[5]。工藝流程圖如圖2所示。

圖2 溶劑抽提單元工藝流程圖

2 RSDS-Ⅲ與溶劑抽提組合技術(shù)

2.1 清江石化汽油加氫裝置

清江石化汽油加氫裝置于2010年6月建成投產(chǎn)，年設(shè)計加工量為30萬噸。裝置采用石科院開發(fā)的催化裂化汽油選擇性加氫脫硫技術(shù)RSDS-Ⅱ，目標(biāo)產(chǎn)品為滿足國III標(biāo)準(zhǔn)要求的汽油產(chǎn)品。經(jīng)過2013年改造，硫含量已經(jīng)低于50 μg/g，達(dá)到國IV標(biāo)準(zhǔn)。隨著我國油品標(biāo)準(zhǔn)的不斷升級，為滿足硫含量不大于10 μg/g的國V汽油標(biāo)準(zhǔn)，2016年對汽油加氫裝置進(jìn)行技術(shù)改造，具體改造內(nèi)容有：(1)加氫反應(yīng)單元采用RSDS-Ⅲ系統(tǒng)；(2)堿抽提單元的氧化塔內(nèi)更換為石科院開發(fā)的堿液氧化固定床催化劑ARC-01；(3)新增溶劑抽提單元。

2.2 RSDS-Ⅲ與溶劑抽提組合技術(shù)生產(chǎn)國V汽油的標(biāo)定

2016年4月汽油加氫裝置技術(shù)改造完成，并一次開車成功。在裝置連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行期間，對采用RSDS-Ⅲ與溶劑抽提組合技術(shù)生產(chǎn)國V汽油進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定以催化裂化汽油為原料，生產(chǎn)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于10 μg/g的汽油。標(biāo)定的原料性質(zhì)見表1。

表1 原料性質(zhì)

2.2.1 分餾單元

生產(chǎn)國V汽油時，分餾塔的主要操作條件見表2，切割后輕重餾分質(zhì)量比例約為45%：55%。

表2 催化裂化汽油分餾塔主要操作條件

2.2.2 堿抽提單元

裝置對輕餾分采用堿抽提工藝，用溶解有ARC-01催化劑的堿液進(jìn)行液—液抽提，脫除輕汽油中的硫醇。堿液抽提前后的輕餾分主要性質(zhì)見表3。表3可知，經(jīng)堿液抽提后，輕餾分中的硫醇硫含量和總硫含量均下降，脫硫醇硫率可達(dá)到83.8%。

表3 輕餾分堿液抽提前后主要性質(zhì)

2.2.3 溶劑抽提單元

經(jīng)過堿抽提脫除硫醇后作為溶劑抽提脫硫的進(jìn)料，主要脫除其中的噻吩類硫。溶劑抽提部分主要操作條件見表4，輕餾分溶劑抽提前后主要性質(zhì)見表5。從表5可知，經(jīng)溶劑抽提后，輕餾分總硫含量降低到6.1 μg/g，說明溶劑抽提對輕餾分具有很好的脫硫性。表6對比了新鮮溶劑與貧溶劑(系統(tǒng)循環(huán)溶劑)的分析結(jié)果，表明自開工以來系統(tǒng)溶劑品質(zhì)維持穩(wěn)定。

表4 輕餾分溶劑抽提部分主要操作條件

表5 溶劑抽提前后輕餾分的主要性質(zhì)

表6 溶劑主要性質(zhì)

2.2.4 重餾分選擇性加氫單元

催化裂化汽油經(jīng)過分餾塔后，重餾分送至加氫單元進(jìn)行加氫脫硫，加氫生成油經(jīng)過加氫裝置汽提塔后，在塔底得到加氫重汽油。加氫重汽油性質(zhì)見表7。從表7可知，重餾分加氫后，硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7 μg/g，脫硫率達(dá)到99% ，表明RSDS-Ⅲ技術(shù)具有很好的脫硫性，但烯烴含量下降16.7個百分點(diǎn)，對辛烷值損失影響較大。

表7 重汽油及加氫重汽油主要性質(zhì)

2.2.5 全餾分產(chǎn)品

輕餾分經(jīng)溶劑抽提后與重餾分加氫產(chǎn)物混合得到全餾分汽油產(chǎn)品。全餾分汽油產(chǎn)品主要性質(zhì)見表8。由表8可知，以硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為460 μg/g，烯烴體積分?jǐn)?shù)為27.6%的催化裂化汽油為原料，全餾分汽油產(chǎn)品的硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7μg/g，滿足硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于10 μg/g的國V汽油排放標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品烯烴含量較原料下降2.5個百分點(diǎn)，與表7中加氫重汽油烯烴含量較重汽油下降16.7個百分點(diǎn)相比，可以說明溶劑抽提保留了輕餾分中的絕大部分烯烴，才使RON損失1.0個單位。

表8 全餾分產(chǎn)品主要性質(zhì)

3 結(jié)論

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，我國汽車保有量也隨之加速增長。而汽車排放的廢氣中SO2含量是造成空氣污染的主要因素之一，隨著政府對環(huán)境問題的日益重視，降低車用汽油中的硫含量已迫在眉睫。RSDS-Ⅲ 與溶劑抽提組合技術(shù)在清江石化汽油加氫裝置上的成功應(yīng)用，既可以使汽油產(chǎn)品的硫含量滿足國V汽油標(biāo)準(zhǔn)要求，減少汽車尾氣污染，也可以解決汽油脫硫和辛烷值損失之間的矛盾，為采用RSDS技術(shù)生產(chǎn)汽油產(chǎn)品的裝置提供了新的改造技術(shù)。

[1] 鮑曉軍.霧霾污染控制與車用汽油清潔化[J].自然雜志,2014(6):421-425.

[2] 郭和軍,方茂東,杜傳進(jìn).汽油品質(zhì)對車輛尾氣排放影響的試驗(yàn)研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報,2005(9):64-66.

[3] 陳勇,習(xí)遠(yuǎn)兵,周立新,等. 第二代催化裂化汽油選擇性加氫脫硫(RSDS-Ⅱ)技術(shù)的中試研究及工業(yè)應(yīng)用[J].石油煉制與化工,2011(10):5-8.

[4] 張華,何劍英.RSDS-Ⅲ技術(shù)的工藝應(yīng)用[J]. 石油化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì),2015(3): 39-42.

[5] 李寶中,呂宏光,郭俊玲.采用抽提蒸餾技術(shù)對芳烴抽提裝置的擴(kuò)能改造[J].化工設(shè)計,2004(4):16-20.

(責(zé)任編輯：鄭 菲)

Industrial Application of RSDS-Ⅲ and Solvent Extraction Combination Technology

WANG Yan

(Department of Technology & Operation, Huai'an Qingjiang Petrochemical Co., LTD， Huai'an Jiangsu 223002, China)

With the continuous upgrading of China's oil standards, the national V gasoline standard which requires the sulfur content less than 10μg/g has been implemented nationwide. In order to meet the requirements of the national V gasoline standard, at the same time, to solve the problem of oil reconciliation caused by octane decline due to the degree increase of olefins saturation after deep hydrodesulfurization. Huai'an Qingjiang Petrochemical Co., Ltd. uses RSDS-III and solvent extraction combination technology in the 300,000 tons/year petrol hydrogenation device for industrial applications, the technology can solve the contradictions between gasoline desulfurization and product octane loss.

selective hydrodesulfurization; solvent extraction; octane number; industrial application

2017-03-13

王研(1987-)，女，遼寧遼陽人，助理工程師，主要從事石油加工方面研究。

TE626

A

1009-7961(2017)03-0037-04