榆林炼油厂清洁汽油生产技术探讨

榆林炼油厂清洁汽油生产技术探讨刘培军摘要：本文在概要介绍炼油企业目前面临的日趋严格的环保排放标准的前提下，分析了延长石油（集团）榆林炼油厂当前清洁汽油生产调和现状及质量指标存在的薄弱点，探讨了该厂为应对不断升级的清洁燃料质量标准所作的技术改造情况和效果，并对该厂未来清洁汽油生产前景进行了预测和展望。关键词：清洁汽油；降烯烃；脱硫；降苯1前言伴随汽车保有量的急剧上升，有害污染物的排放也正不断加剧，根据《中国机动车污染防治年报（2010年度）》显示，机动车尾气排放已成为我国大中城市空气污染的主要来源［1］。由此，包括减少尾气排放量和尾气中的污染物，使用清洁燃料在内的汽车清洁行动计划已在全球全面展开。按照国家环保部有关要求，我国也于2011年7月1日起，开始执行第四阶段轻型汽车（国W）排放标准⑵。清洁燃料生产技术正是围绕不断趋严的环保法规和新的产品标准要求进行开发的。所谓“清洁”，核心就是要大幅度降低汽柴油中的硫含量，限制汽油中烯烃、芳烃和苯的含量，以及柴油中的多环芳烃的含量，减少汽车尾气中有害物的排放［3,4］。在此背景下，21世纪的炼油企业将面临着炼油厂清洁化生产和生产更加清洁燃料的严峻挑战。延长石油（集团）榆林炼油厂（以下简称：榆林炼油厂）目前原油一次加工能力为350万吨/年，汽油生产能力120万吨/年，调和基础油来源于催化裂化和催化重整装置，其中催化裂化汽油占70%以上。为了应对清洁燃料不断升级的质量标准的需要，榆林炼油厂先后在60万吨/年催化裂化装置增设汽油纤维膜脱硫醇技术和MIP技术改造，15万吨/年重整装置进行预分馏塔深拔C技术改造，并根据6实际情况优化产品调和方案，保证出厂汽油达到当前清洁燃料标准的要求。2榆炼清洁汽油生产调和现状目前，榆林炼油厂汽油质量指标执行的是国III标准，与国W标准相比（见表1），芳烃含量明显低于国W标准，苯和烯烃含量略低与国W标准，硫含量介于国III和国W标准之间。为了应对汽车排放标准的日趋严格的挑战，按照延长石油集团公司的要求，榆林炼油厂也已从今年7月份起计划实施消灭90#汽油，只生产更符合清洁燃料标准的的93#和97#车用汽油。现参与汽油基础调和的组份主要有60万吨/年催化裂化汽油、180万吨/年催化裂化汽油、30万吨/年催化重整汽油、重整拔头油、和MTBE（甲基叔丁基醚）等，各基础油混合比例及质量指标如表2所示。表1中国汽油质量标准变化执行时间20002005年2007年2011榆炼成品油质量现状GB17930-99GB17930-04GB17930-06GB17930-11汽车排放标准欧I欧II国m国W硫含量，%不大于0.080.050.0150.0050.007~0.010烯烃含量,，%不大于3535302814~23苯含量，%不大于2.52.5110.40~0.85芳烃含量，%不大于4040404013~23表2榆炼各组份汽油质量指标项目60万吨/年催化汽油180万吨/年催化汽油重整汽油重整拔头油MTBE辛烷值86.4899360110比例4.87.23.41烯烃含量23351.21苯含量0.340.304.10.5芳烃含量1115602从表中我们可看到我厂基础调和汽油的73%左右是低苯高硫高烯烃含量的催化裂化装置汽油，21%为高苯低硫低烯烃低含量的催化重整汽油，MTBE（甲基叔丁基醚）辛烷值很高，不含烯烃、芳烃，是提高汽油辛烷值的一种理想组分[5]但清洁汽油要求对MTBE的添加量加以控制。所以提高提高榆林炼油厂清洁汽油燃料质量的关键，就在于降低催化裂化产物中的硫和烯烃含量及重整汽油中的苯含量。3清洁汽油技术改造情况及效果分析3.1汽油纤维膜脱硫技术引进从我厂目前的生产情况来看，催化汽油的是调和汽油硫含量的主要来源。2007在60万吨/年催化装置技改过程中增设美国纤维膜汽油脱硫醇装置，优化了汽油预碱洗及汽油沉降罐通入高压风脱臭反应条件，年节约资金约11.52万元。于是在新建的180万吨/年催化装置汽油精制脱硫部分直接采用美国Merichem公司的纤维膜接触器脱硫专利技术，其以催化裂化汽油为原料，脱去全部的硫化氢及大部分硫醇性硫（控制在＜10ppm），使催化汽油可直接达到国III标准出装置参与成品油调和(其工艺流程图见图1)。图1催化裂化汽油脱硫工艺流程图纤维膜接触器脱硫技术以纤维膜接触器为主体进行的化学吸收过程，其基本原理如图2所示。纤维膜接触器实际上一种独特的碱液精制技术，外表为圆筒形结构，接触器由一束束长而连续的小直径纤维丝组成，包在一根管或其他圆柱型的容器中，使有效的横截面足够填充纤维以提供传质所需的表面积，从而有利于增加处理效率[6]木精制催化汽油碱液I■III■IIII图1催化裂化汽油脱硫工艺流程图纤维膜接触器脱硫技术以纤维膜接触器为主体进行的化学吸收过程，其基本原理如图2所示。纤维膜接触器实际上一种独特的碱液精制技术，外表为圆筒形结构，接触器由一束束长而连续的小直径纤维丝组成，包在一根管或其他圆柱型的容器中，使有效的横截面足够填充纤维以提供传质所需的表面积，从而有利于增加处理效率[6]木精制催化汽油碱液I■III■IIIIII■IIIllllllllllllllllIIIIIIIIIIIIIIIIllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll精制后汽油金属纤维膜接触器Illllllllllllllllll——Lllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll□llllllllllllllll口llllllllllllllllF+PHHm+l-l--'■■inniiniiiiiir相分离器图2纤维膜接触器基本原理图f3.2多产异构烷烃MIP技术改造催化裂化汽油是汽油调和组分中烯炷含量的主要来源，为降低烯炷含量，榆林炼油厂于2009年对60万吨/年催化裂化装置进行多产异构烷炷(MIP)技术改造，在现有的提升管反应系统基础上，增加一些有用的二次反应以改善产品质量，最大化生产异构烷炷。下面是60万吨/年催化裂化装置技改前后提升管反应器简图:图3提升管反应器技改前简图图4提升管反应器技改为MIP简图从图中可看出，技改后的提升管反应器设置反应一区、二区，第二反应区通过扩径、补充待生催化剂等措施，可降低油气和催化剂的流速，满足低重时空速要求，增加氢转移、异构化及芳构化反应，使汽油中的烯烃转化为丙烯和异构烷烃，在辛烷值基本不变的情况下，大幅度降低汽油中的烯烃约9个百分点（汽油组分分布见表3）。由于降烯烃效果显著，在后建的180万吨/年催化裂化装置也引入了该技术。表360万吨/年催化裂化技改前后汽油组分对比汽油组成改造前改造后密度kg/m3716.8713.4烯烃（体积分数）/%37.328.1芳烃（体积分数）/%10.813.0汽油辛烷值88.788.4蒸汽压kPa75.768.83.3重整预分馏塔深拔C6技术改造为降低重整汽油的苯含量，榆林炼油厂对15万吨/年催化重整装置原料预处理部分进行了改造，将C6馅分从预分馅塔顶切除，随轻石脑油送出装置，从而降低产品中的苯含量。原料预处理单元是为重整部分制备合格的原料，包括原料预分馅、加氢反应、汽提等工艺过程，本次技改公用工程仍依托原装置，只对预处理单元预分馅塔系统进行改造。下表是预分馅塔改造前后的汽油组分中苯含量和辛烷值大小，从表中可看出重整稳定汽油中的苯含量由4.14%（体积）降至1.91%（体积），达到了试验目的；在相同的操作条件下，稳定汽油的辛烷值由93.1提高到了95.5,提高了2.4个单位，不会降低重整汽油的辛烷值。表4油品中的苯含量%（V/V）和辛烷值

苯含量辛烷值改造前4.1493.1改造后1.9195.54清洁汽油未来生产前景榆林炼油厂目前原油一次加工能力为350万吨/年，正逐步计划实施800万吨/年扩能整体规划，以保证在“十二五”末将原油一次加工规模提升到800〜1000万吨/年，汽油标准达到国W标准要求，兼顾欧V标准的相关要求。规划中将拟建设一套80万吨/年连续重整装置生产高辛烷值汽油调合组分，和一套150万吨/年催化汽油加氢脱硫装置经选择性加氢生成硫含量低于50ppm的低硫汽油。届时催化汽油经汽油加氢精制后和重整汽油、MTBE、重整C5馏分调合生产（各组分性质见表5）满足京W质量标准要求的汽油产品（调和汽油产品性质见表6）。表5汽油调和组分性质质量指标名称苯含量芳烃+烯烃烯烃含量氧含量x〜…抗暴指数辛烷值硫含量ppm%v%v%v%v催化汽油4525848930C57580重整汽油0.5091103107MTBE18.1811011520表6调和汽油产品性质,一93#97#名称数值最大数值最大苯含量V%0.09920.95000.18270.9500烯烃+芳烃52.05595959烯烃含量V%18.8824.5014.3024.50硫含量ppm22.864517.7945结束语毫无疑问，为应对加入WTO带来的机遇和挑战，依托我国石化行业多年发展积累起来的技术基础，我们有信心、有能力解决好我国清洁燃料生产的技术问题，并及时为炼厂提供适用于我国资源特点和炼厂生产结构的新技术。我国汽、柴油产品质量必将不断提高，并逐步与国际接轨。参考文献:张伟，李新.我国清洁汽油的生产现状[J].广东化工，2009