FCC汽油選擇加氫脫除二烯烴技術(shù)進(jìn)展

張鳳軍

（大慶石化公司煉油廠，黑龍江 大慶 163711）

1 選擇加氫的目的和含義

汽油作為汽車的點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的原料，需要有非常好的蒸發(fā)功能,并且燃燒性能較好，不容易爆震。方便儲(chǔ)存，無腐蝕性。如果汽油中的烯烴元素過多，會(huì)對(duì)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)有非常大的影響。如果烯烴過多，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率就會(huì)有一定程度的下降，并且會(huì)讓汽車尾氣中的氧化氮排放過多，和汽車尾氣中過多的易揮發(fā)性有機(jī)物相融合，就會(huì)有臭氧和汽車的尾氣煙霧產(chǎn)生，并且長時(shí)間還會(huì)停留在空氣中，形成顆粒物，對(duì)人的身體健康和環(huán)境造成危害。為了解決此類情況，許多國家都利用相應(yīng)的規(guī)定和方式來減少汽車尾氣的排放和對(duì)燃油成分的有效控制，對(duì)烯烴的含量也進(jìn)行了嚴(yán)格的要求標(biāo)準(zhǔn)。汽油發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)向著低烯烴、高辛烷值的方向而發(fā)展。在我國，汽油的標(biāo)準(zhǔn)和世界的目標(biāo)雖然有著非常大的相似之處，但對(duì)于烯烴含量的標(biāo)準(zhǔn)還有著一定的差距。

二烯烴和炔烴的害處。在我國，催化裂化汽油在市場中占有相當(dāng)大的一部分比重，這種存在的現(xiàn)象也決定了FCC汽油的質(zhì)改革的有效性。對(duì)于降低二烯烴含量，將辛烷值進(jìn)行提高，是目前我國煉油技術(shù)行業(yè)發(fā)展中需要盡快解決的問題。我國的汽油組成中，有74%都是來自催化裂化汽油。在催化裂化產(chǎn)生的輕質(zhì)烴里面，烷烴、烯烴、二烯烴、炔烴等，這些高度不飽和的烴之中，烯烴是石油化工過程中，最為基本的原材料。但是二烯烴、炔烴這兩個(gè)元素，對(duì)于之后的反應(yīng)，有著非常大的催化效果，并且會(huì)產(chǎn)生副反應(yīng)，也會(huì)在酸性的環(huán)境下，產(chǎn)生齊聚反應(yīng)，并且有膠質(zhì)成分產(chǎn)生。在膠質(zhì)成分在催化劑上進(jìn)行吸附后，會(huì)對(duì)催化劑的孔道產(chǎn)生堵塞，并且將催化劑的活性中心進(jìn)行全面的覆蓋，讓催化劑失去活性。并且二烯烴，特別是共軛二烯烴，都是烴類元素中非常容易被氧化的烴物質(zhì)，對(duì)于催化裂化汽油里的烯烴成分的氧化，也產(chǎn)生了一定的誘導(dǎo)作用，能夠讓氧化產(chǎn)生，并讓催化裂化汽油的氧化效果進(jìn)行加速。這就讓催化裂化汽油，或者是催化裂解汽油的誘導(dǎo)的時(shí)間有了一定程度的減少。所以，對(duì)于輕質(zhì)的烴類在深加工前，就要對(duì)二烯烴、炔烴元素進(jìn)行脫除處理。

去除二烯烴和炔烴。如何讓汽油的質(zhì)量有所提升，如何制定汽油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，都是石油化工行業(yè)中需要進(jìn)行深入研究和討論的問題。不飽和烯烴的含量過高，超過規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)是當(dāng)前我國汽油行業(yè)發(fā)展過程中面臨的嚴(yán)峻問題之一。為了盡快的解決不飽和烯烴超標(biāo)問題，需要有相對(duì)應(yīng)的方案進(jìn)行實(shí)施，醇化、芳構(gòu)化、異構(gòu)化這三種技術(shù)就是解決此問題的方法。并且這三種方案，都要將二烯有選擇的加氫處理，并且變成有反應(yīng)活性的單烯烴成分。因?yàn)槿矡N和二烯烴這兩種物質(zhì)，在催化劑的幫助之下，會(huì)有更強(qiáng)的吸附性，并且吸附能力比單烯烴更強(qiáng)，所以炔烴和二烯烴加氫，就會(huì)產(chǎn)生單烯烴，這在熱力學(xué)上是非常有益處的。在選擇性的加入氫元素，這項(xiàng)工藝不僅能夠非常有效的進(jìn)行二烯烴和炔烴等雜質(zhì)的剔除，還能夠讓活性單烯物質(zhì)有效的保留，是一種非常有效的經(jīng)濟(jì)方式。

選擇加氫的應(yīng)用。選擇加氫技術(shù)，對(duì)于FCC汽油的精制過程的應(yīng)用性非常強(qiáng)，并且在其他的化工原料的精致過程中利用也非常的廣泛。碳四化合物的餾分的精制作、MTBE的生產(chǎn)、TAME的生產(chǎn)或者醚類的高辛烷值調(diào)和組分精制等，加氫技術(shù)都有非常廣泛的應(yīng)用。選擇加氫是能夠?qū)τ谠现械亩N進(jìn)行有效的脫除，并且能夠在加工過程中，保護(hù)下游的催化器，讓催化劑的使用效果能夠得以延長。裂解汽油選擇加氫，是為了讓二烯烴和玩襲擊芳烴進(jìn)行轉(zhuǎn)化，變成相應(yīng)的單烴和烷基芳烴，并且能夠?qū)⑵宛s分中的不安定組分進(jìn)行有效的剔除，讓汽油中能夠有更好的安定性，將辛烷值有效的進(jìn)行提高。加氫也是一種催化的方式，這種催化劑的應(yīng)用和工藝方式，在石油化工行業(yè)和石油煉制過程中常被應(yīng)用。

2 選擇加氫的研究發(fā)展過程

FCC汽油中是含有一定成分的烯烴和二烯烴。烯烴是高辛烷值組分，烯烴飽和后對(duì)辛烷值產(chǎn)生一定的損失。在我國FCC汽油烯烴的體積分?jǐn)?shù)非常高，已經(jīng)達(dá)到了一半以上，這樣對(duì)于高辛烷值就有非常大的影響。所以將二烯烴成分進(jìn)行有效的去除，減少單烯烴的深度加氫，就是將辛烷值的損失降到最低的重點(diǎn)。我們根據(jù)此類特點(diǎn)，將國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，研究出了不同的加氫工藝，并進(jìn)行了開發(fā)實(shí)施。

選擇加氫反應(yīng)機(jī)理。研究人員在炔烴和二烯烴加氫的過程中，認(rèn)為整個(gè)加氫催化的反應(yīng)是按照炔烴、二烯烴加入氫氣形成單烯烴，單烯烴加入氫氣形成烷烴這一過程發(fā)展的。因?yàn)槿矡N和二烯烴在催化劑的基礎(chǔ)上，比單炔烴的吸附能力更強(qiáng)，所以炔烴和二烯烴加氫，就會(huì)成為單烯烴，這在熱力學(xué)上是非常有益處的，并且在工業(yè)中，反應(yīng)原料里的單烯烴的濃度，是比炔烴和二烯烴更大的，在催化劑加氫的選擇上，催化劑的性能非常的重要。更有研究人員在催化劑研究丁二烯加氫的實(shí)驗(yàn)中，也表明了低轉(zhuǎn)化率之下，生成丁烷的幾率幾乎為零，并且丁二烯加氫，直接生成丁烯，在整個(gè)過程中加氫轉(zhuǎn)化也不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)的效果，當(dāng)丁烯-1完全消失的時(shí)候，丁烯-2才能以非常低的速度進(jìn)行反應(yīng)，完成最后的加氫。所以根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們能夠了解到，加氫反應(yīng)發(fā)生是有一定的先后順序的，這樣讓丁二烯加氫反應(yīng)，在異構(gòu)化學(xué)反應(yīng)之前進(jìn)行的這一個(gè)實(shí)驗(yàn)說法得到了證實(shí)。丁二烯的加氫反應(yīng)，是在催化劑的邊緣和棱角的活性位置之上進(jìn)行發(fā)生的。催化劑的表面較為平滑，這種活性位是沒有起到關(guān)鍵作用的，在整個(gè)反應(yīng)的過程中也并沒有實(shí)質(zhì)性的效果產(chǎn)生。但丁烯-1卻并非如此。催化劑表面較為平滑，邊緣或者是棱角都能讓活性位的作用得到有效的反應(yīng)。但這兩種烴的加氫反應(yīng)，是需要在催化劑邊緣和棱角的活性位之上進(jìn)行的。丁烯-1的異構(gòu)化反應(yīng)，是在催化劑的表面活性位上發(fā)生的，并且發(fā)生的過程非常的活躍，但丁二烯卻失去了活性，在整個(gè)反應(yīng)中無太大的作用。所以這兩種烴的加氫反應(yīng)是非常有必要的。

國內(nèi)外的研究發(fā)展。在國外有用于蒸汽裂解汽油中炔烴和二烯烴的選擇加氫，這種工藝通過選擇加氫將裂解汽油C5餾分，將二烯反應(yīng)為活性單烯，讓汽油的醚化過程能夠有充足的原料供應(yīng)。這種方式是將液相催化加氫反應(yīng)、蒸餾方式進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，這種工藝流程是以貴金屬鈀為催化的，異構(gòu)化活性較高，并且催化的選擇性也更好。今年，我們研究出的催化劑在工業(yè)中應(yīng)用在蒸汽裂解汽油中，加氫只處于第一階段，近幾年開發(fā)的還原性鎳催化劑，在工業(yè)裝置上也進(jìn)行了一定的實(shí)驗(yàn)，但工藝也是需要一定的實(shí)施條件，這些方式也可以用來生產(chǎn)ATME的原料。

3 結(jié)語

FCC汽油中，含有少量的二烯烴是讓汽油質(zhì)量受到影響的關(guān)鍵因素，也是造成環(huán)境污染的原因。單烯烴中有少量的二烯烴，這對(duì)于單烯烴的應(yīng)用也有一定程度的損害。在科技不斷發(fā)展的今天，已經(jīng)有了加氫脫除二烯烴的方法，對(duì)環(huán)境的保護(hù)和石油行業(yè)的發(fā)展有重要意義。

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