FCC 汽油加氫脫硫工藝技術(shù)改造分析

張富強(qiáng)

中國石油哈爾濱石化分公司第三聯(lián)合車間 黑龍江哈爾濱 150056

在汽油生產(chǎn)過程中，常規(guī)加氫精制技術(shù)能夠在一定程度上解決汽油硫化物含量偏高的問題，但是由于輕汽油當(dāng)中存在支鏈化程度低的問題，烯烴容易出現(xiàn)辛烷值下降的情況，進(jìn)而影響到汽油的整體質(zhì)量。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來看，F(xiàn)CC 汽油加氫脫硫工藝的應(yīng)用能夠很好的解決辛烷值大量損失問題，通過烷烴的異構(gòu)化能夠?qū)崿F(xiàn)辛烷值的恢復(fù)，同時(shí)有助于硫化物分布管理，確保加氫脫硫的效果。

1 FCC 汽油加氫脫硫工藝技術(shù)概述

FCC 汽油加氫脫硫工藝是一種基于傳統(tǒng)深度HDS 催化劑來實(shí)現(xiàn)的加氫脫硫技術(shù)類型，該技術(shù)能夠借助于烷烴的異構(gòu)化來實(shí)現(xiàn)辛烷值的恢復(fù)。相較于其他類型的脫硫生產(chǎn)工藝而言，該工藝的針對性更強(qiáng)，催化劑的選擇也會(huì)相對更穩(wěn)定，操作條件要求也耕地。采用固定床反應(yīng)器配合催化反應(yīng)區(qū)能夠?qū)崿F(xiàn)對應(yīng)烴類的轉(zhuǎn)化，此時(shí)烯烴的飽和度能夠得到很好的控制。辛烷值恢復(fù)反應(yīng)區(qū)、烷烴催化劑都能夠在作用下發(fā)生變化與影響，從而改善辛烷值水平，提升汽油整體產(chǎn)品質(zhì)量，是良好的辛烷值恢復(fù)材料?；谛镣橹档幕謴?fù)過程，不可避免的會(huì)出現(xiàn)汽油分裂小分子的情況，導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量下降、收率降低等，過程中也會(huì)出現(xiàn)氫氣使用比例較高的問題，所以也會(huì)導(dǎo)致成本增加，實(shí)際使用過程中需要充分考慮到各方面的因素，確保FCC 汽油加氫脫硫工藝的使用效果。

2 FCC 汽油加氫脫硫工藝技術(shù)存在的問題

FCC 汽油加氫脫硫工藝在工藝實(shí)現(xiàn)過程中具有不少優(yōu)勢，但是同時(shí)也會(huì)涉及到一些問題，現(xiàn)結(jié)合具體問題分析如下。

2.1 生產(chǎn)效率較低

生產(chǎn)效率不高是現(xiàn)階段FCC 汽油加氫脫硫工藝的重要問題之一，為了提升脫硫的質(zhì)量，在生產(chǎn)過程中添加了新的工藝流程與催化劑處理環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)的處理不當(dāng)勢必會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)率下降，甚至還會(huì)影響到整體的經(jīng)濟(jì)效益水平。

2.2 脫硫工藝穩(wěn)定性不足

脫硫工藝主要依靠催化劑以及特殊裝置來實(shí)現(xiàn)，這個(gè)過程中往往與催化劑的活性以及裝置的生產(chǎn)質(zhì)量相關(guān)聯(lián)，如果管理不善，容易出現(xiàn)穩(wěn)定性下降的問題，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的可靠性與穩(wěn)定性。另外，裝置壽命嚴(yán)重縮短、催化劑失活等問題也會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本異常增加。

2.3 催化蒸餾技術(shù)應(yīng)用不到位

催化蒸餾技術(shù)的應(yīng)用可以減輕催化劑的使用成本與難度，提升實(shí)際生產(chǎn)質(zhì)量，但是應(yīng)用過程中技術(shù)落實(shí)不到位的問題依然普遍存在。

3 FCC 汽油加氫脫硫工藝技術(shù)改造策略

FCC 汽油加氫脫硫工藝改造主要涉及到三個(gè)主要方面，分別介紹如下。

3.1 恢復(fù)辛烷值技術(shù)改造

辛烷值恢復(fù)技術(shù)是基于傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中辛烷值比例較低、產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊的現(xiàn)狀予以改善的技術(shù)，該技術(shù)實(shí)施技術(shù)改造時(shí)，應(yīng)用針對性最強(qiáng)的是ISAL 工藝，該工藝來源于歐洲地區(qū)，具有較強(qiáng)的流程針對性與可靠性，催化劑的選擇與操作條件上要求不高，可以更好的匹配FCC 汽油加氫脫硫工藝使用需要。采取固定床以及催化劑床層反應(yīng)模式都能夠解決硫化物轉(zhuǎn)化的問題。其中，催化劑床層作為辛烷值的反應(yīng)集中區(qū)域，烷烴在催化劑的影響下會(huì)成為辛烷值恢復(fù)的一種模式或者類型，辛烷值恢復(fù)過程中催化劑的功能可以得到體現(xiàn)。該工藝在應(yīng)用過程中需要耗費(fèi)大量的原材料與能源，所以對工藝實(shí)施進(jìn)一步的技術(shù)升級(jí)與優(yōu)化可以解決能耗較高的問題，取得更為穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 選擇性加氫脫硫技術(shù)改造

FCC 汽油加氫脫硫工藝應(yīng)用過程中，硫和烯烴分布往往會(huì)受到沸點(diǎn)的影響，而呈現(xiàn)出不均勻化的特征，在該問題實(shí)施過程中，低沸點(diǎn)、氫餾分的情況往往十分普遍，此時(shí)硫化物會(huì)集中于高沸點(diǎn)的區(qū)域當(dāng)中。一般來說，國外會(huì)采取選擇性加氫脫硫的方式來解決相關(guān)問題，通過選擇性HDS 催化劑的模式來降低辛烷值的損失影響。從國外技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀來看，該類型的脫硫技術(shù)能夠提升催化劑的使用壽命，延伸到3～5 年的周期，此時(shí)添加單元主要依靠選擇性飽和來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)上文當(dāng)中提到的反應(yīng)物與烯烴反應(yīng)工藝，可以實(shí)施如下幾個(gè)方面的技術(shù)改造：

其一，Prime-G 工藝改造。Prime-G 工藝改造作為現(xiàn)階段全球范圍內(nèi)應(yīng)用并推廣較多的工藝流程，其具有很強(qiáng)的工藝改善典型性。其流程包括預(yù)加氫、預(yù)分餾等基本環(huán)節(jié)，同時(shí)也包括工藝流程控制等內(nèi)容。在生產(chǎn)過程中，原材料會(huì)分別進(jìn)入到選擇性加氫系統(tǒng)當(dāng)中，隨后發(fā)生三個(gè)類型的變化，包括全餾分的飽和調(diào)整、運(yùn)行壽命的提升等等，只有少量的烯烴會(huì)出現(xiàn)加氫飽和的問題。烯烴內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)低沸點(diǎn)硫醇與硫醚轉(zhuǎn)化到HCN 當(dāng)中，隨后后續(xù)的選擇性則會(huì)被逐漸的剔除掉。經(jīng)過預(yù)加氫系統(tǒng)的影響后，不需要再次實(shí)施加氫處理，此時(shí)汽油辛烷值已經(jīng)處于較高的水平，繼續(xù)添加可能會(huì)出現(xiàn)LCN 含量較高的情況，由于LCN 的去除難度很高，所以應(yīng)該避免該問題的出現(xiàn)。除此之外，預(yù)分餾還存在另外一個(gè)方面的優(yōu)勢，就是可以顯著的降低后續(xù)選擇性負(fù)荷，從而進(jìn)一步鞏固整體的穩(wěn)定性。

其二，SCAN 工藝改造。SCAN 工藝是基于HDS 催化劑進(jìn)行技術(shù)工藝改善后取得的改造成果，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了催化劑優(yōu)化操作，能夠?qū)崿F(xiàn)普通催化劑80%烯烴飽和率控制，從而最大限度的保障汽油辛烷值的可靠性。在工藝流程實(shí)施過程中，二烯烴更容易聚合到換熱器、反應(yīng)器的周圍，原材料會(huì)受到預(yù)加氫反應(yīng)器的影響，隨后經(jīng)過加熱后形成HDS 反應(yīng)器，采取低烯烴飽和選擇加氫脫硫反應(yīng)，最后再經(jīng)過冷卻分離后到裝置外部。相比于其他類型的改造技術(shù)而言，該技術(shù)使用過程中可以提升高沸點(diǎn)硫化物的穩(wěn)定性，有助于實(shí)現(xiàn)快速的分離操作。

其三，RSDS 工藝改造。RSDS 是我國應(yīng)用較為廣泛的改造技術(shù)之一，該技術(shù)相較于國外一些先進(jìn)技術(shù)存在差距，但是同時(shí)也存在一些優(yōu)勢。從客觀上來看，我國的生產(chǎn)環(huán)境與資源現(xiàn)狀區(qū)別于國際上許多國家，過分依賴其他國家的技術(shù)資源往往無法達(dá)到理想的工藝改善目標(biāo)。為了解決這個(gè)問題，就必須推廣適應(yīng)我國環(huán)境的改造技術(shù)，RSDS 工藝就是其中之一。該技術(shù)借助于RIPP 開發(fā)的專用催化劑，很好的解決了原材料當(dāng)中二烯烴與膠質(zhì)含量較高的問題，避免物質(zhì)在加氫催化的過程中出現(xiàn)大量結(jié)焦的情況，導(dǎo)致催化劑床層的壓力變化較多，實(shí)現(xiàn)了開發(fā)保護(hù)功能。根據(jù)標(biāo)定的結(jié)果來看，烯烴體積分?jǐn)?shù)控制的質(zhì)量也更高，液體收率達(dá)到趨近于100%的水平，具有良好的應(yīng)用針對性。

3.3 催化蒸餾技術(shù)改造

催化蒸餾技術(shù)是基于裝填HDS 催化反應(yīng)設(shè)備的基礎(chǔ)上控制FCC 汽油HDS 反應(yīng)的過程，在該過程中工藝實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)定性改造成為提升效益的關(guān)鍵。從技術(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢上來看，催化蒸餾技術(shù)具有靈活處理不同類型FCC 汽油的特征，可以實(shí)現(xiàn)汽油多餾分不同操作條件下的變動(dòng)，實(shí)現(xiàn)加氫脫硫技術(shù)改造，能夠很好的阻止大部分烯烴與高反應(yīng)活性硫化物的影響。在溫度相對較低的情況下，可以更好的滿足加氫脫硫反應(yīng)的控制要求。另外，HCN 受到多種硫化物的不良影響，會(huì)在溫度較高的情況下出現(xiàn)高苛刻度的反應(yīng)影響問題。在CD、CDHDS 結(jié)合的情況下，進(jìn)一步強(qiáng)化催化蒸餾技術(shù)的處理作用，其中就包括有催化蒸餾反應(yīng)設(shè)備以及其他類型的反應(yīng)器。反應(yīng)器當(dāng)中，硫醇、部分二烯烴都會(huì)在反應(yīng)器的上端出現(xiàn)重餾分硫化物分餾問題，反應(yīng)器當(dāng)中選擇加氫反應(yīng)也主要集中于不裝填催化劑的狀態(tài)下，此時(shí)，輕組分在溫度較低的情況下更容易達(dá)到脫硫的效果，此時(shí)需要盡可能控制好烯烴的不飽和度，滿足生產(chǎn)的實(shí)際需求。

4 結(jié)語

綜上所述，F(xiàn)CC 汽油加氫脫硫工藝的合理應(yīng)用必須要解決好生產(chǎn)效率、生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性以及催化蒸餾技術(shù)等多個(gè)方面的問題，既要重點(diǎn)針對FCC 汽油加氫脫硫工藝進(jìn)行技術(shù)改造，提升恢復(fù)辛烷值的技術(shù)水平，也要針對加氫脫硫技術(shù)實(shí)施深入的技術(shù)升級(jí)，配合催化蒸餾技術(shù)更好的實(shí)現(xiàn)FCC 汽油加氫脫硫工藝目標(biāo)，提升工藝穩(wěn)定性與可靠性，為行業(yè)的穩(wěn)定快速發(fā)展做出積極的貢獻(xiàn)。