提高催化裂化汽油辛烷值的途径

提高催化裂化汽油辛烷值的途径08化工（一）班胡发丁0803021001我国的汽油消费将最终以高标号为主，除了实现汽油的高标号化汽油工作的另一重大任务是清洁化。在汽油的清洁化过程中一些措施比如控制汽油中的烯烃含量、汽油脱硫都将导致辛烷值损失辛烷值短缺的矛盾将更加突出。优化催化裂化进料及操作可以提高汽油的辛烷值。商业运行装置的经验表明通过优化原料和操作汽油的研究法辛烷值（RON）约可提高３个单位马达法辛烷值（MON）约可提高１个单位效益十分明显。汽油的辛烷值由其化学组成决定。纯烃的辛烷值数据已经相当丰富在分子大小相当的条件下烃类辛烷值由高到低排序为：芳烃＞构烯烃、异构烷烃＞正构烯烃＞环烷烃＞直链烷烃。催化裂化本质上是多出烯烃的工艺烯烃的收率越高效益往往越好。催化汽油的辛烷值主要来自烯烃。烯烃的RON高但MON偏低。芳烃的研究法及马达法辛烷值均高但在正常的转化率下催化裂化并不是生产芳烃的理想工艺。进料对辛烧值的影响及措施不同原料对产品辛烷值的影响分析,烷烃常是催化进料的主要组分芳烃、胶质和沥青质也含有长的烷基侧链。烷烃裂化液体及丙烯收率高干气、油浆及焦炭收率低。在各种进料中烷烃裂化汽油的烯烃含量最高RON最低MON更低敏感性差。烯烃不是理想的进料,烯烃常聚合生成油浆和焦炭。减压蜡油及渣油中的烯烃含量通常不超过5%。未加氢精制的焦化蜡油含较多的烯烃。汽油回炼将大幅增加原料中的烯烃含量。环烷烃的裂化性能好易于脱氢生成芳烃。在各种烃类中芳烃的抗爆性能最好。环烷烃进料的催化汽油芳烃含量、辛烷值均高密度也较大；烯烃含量较低汽油的敏感性好。环烷烃是理想的进料。芳烃主要发生侧链断裂反应多环芳烃则生成油浆及焦炭。芳烃进料的催化汽油辛烷值虽高但转化率、汽油收率和液体总收率均低油浆及焦炭收率高。芳烃不是理想的进料。渣油中含较多的环烷烃、芳烃、胶质和沥青质掺炼渣油可以提高汽油的辛烷值但油浆及焦炭收率上升。进料中的石脑油对催化汽油的辛烷值有不利影响进料中1%～2%的石脑油将使MON损失约0.５个单位。进料的密度：苯胺点能很好地反映进料的组成与催化汽油的辛烷值有较好的关联性在炼油厂中也易于使用。原料性质和汽油辛烷值之间不存在准确的关联关系这是因为催化汽油的辛烷值还受催化剂及操作条件等的影响。密度与辛烷值的相对变化关系相对更加准确。进料的相对密度每提高0.01，RON约可提高1.4个单位MON约可提高0.25个单位AMON/ORON约为0.18。在优化进料方面可采取如下措施：一是优选原油、沿海炼油厂采购原油时应借助软件评估催化的辛烷值生产情况；二是全厂辛烷值缺乏时环烷烃含量高的原料应优先供催化加工石蜡烃含量高的原料可供加氢裂化，这样既可提高汽油的辛烷值又可降低全厂氢耗；三是焦化蜡油应优先供先采取的措施，加氢处理焦化蜡油的加工是一个比较普遍使用的工艺。焦化蜡油的氮含量较高有加氢裂化的企业焦化蜡油应优先供加氢裂化加工；加氢精制能力富裕的企业可将焦化蜡油加氢精制后供催化裂化。溶剂精制可减缓氮的污染：焦化蜡油糠醛抽提工艺已被某些企业采用。除上述措施外固体吸附剂脱氮和酸性助剂中和技术也可选用。工艺及操作对催亿汽油辛烧值的影响四是轻蜡油供加氢裂化加工重蜡五是辛烷值不足时可提高催化的钠污染、重金属污染及对辛烷值的影响在碱土金属中钠的影响甚大。通过催化裂化加工渣油时大多数企业在常减压蒸馏时停止注碱尽管如此原料中仍会含有碱性物质。钠永久性中和催化剂中的酸性中心特别是优先中和强酸性中心。裂化反应将更多的在弱酸性中心进行这些弱酸性中心分布更加密集氢转移反应的比例因而大大增加。氢转移过程中氢主要由柴油馏分向汽油馏分转移汽油的辛烷值和柴油的十六烷值同时受损。电脱盐的运行状况对催化影响甚大这一点应给予充分注意。催化剂上0.1个重量百分点的Na2O，可使RON损失约0.75个单位MON约损失0.3个单位ＡMON/ＡRON约为0.4。原料中的重金属沉积在催化剂上对汽油的辛烷值也有影响但同钠的污染相反镍等的污染可以提高汽油的辛烷值。镍污染当量达500～2000g的催化剂与轻度污染的催化剂相比催化汽油的RON约提高１～２个单位。氮的污染及控制氮对催化裂化装置的不良影响是多方面的这一点常常被低估。所有的碱性氮都导致生焦。进料中的碱性氮每增加100Ｗg汽油的体积收率将损失1%辛烷值同时受损。氮污染机理及危害在诸多方面与钠污染基本相同，不过催化剂的氮中毒是暂时性约提高0.38个单位，ＬMON/ＡRON约为0.4。提高催化剂的基质表面积大约可提高RON0.5～1.5个单位并同时改善催化柴油品质十六烷值指数约可提高1.7～1.9个单位。该措施的缺点是焦炭和气体产率会有所上升。助剂的影响ZMS-5等助剂可选择性裂化低辛烷值组分提高汽油的辛烷值。使用可提高RON约1.5-2个单位提高MON约1-1.5个单位。这取决于ZMS-5的使用量、原料性质和催化汽油的起始辛烷。使用ZMS-5等助剂除了增产丙烯也增产了丁烯这扩大了MEBT的产量间接提高了汽油的辛烷值。发展气体加工和催化汽油后处理发展醚化工艺和使用醚类发展醚化工艺和使用醚类仍是提供汽油辛烷值的重要途径。在欧洲MTBE没有被禁止使用在美国发生的MTBE污染地下水事件是管理问题。我国同时面临降烯烃和提高汽油辛烷值的双重压力除了发展MTBE外要重视C。异构烯烃醚化生产TAME的工艺。该工艺的优点表现在多个方面：一是降烯烃的同时可提高辛烷值效益好投资回收期短；二是异戊烯的收率比异丁烯高把异戊烯转化TAME可降低汽油的蒸汽压；三是异戊烯是非常活泼的光化学污染物将其转化为TAME，有利于环保。综合考虑TAME的重要性不亚于MTBE。使用TAME可以节约石脑油和芳烃。在发展C5醚化时既可单独建设TAME装置也可利用一套装置同时生产TAME和MTBE两种醚后者的缺点是损失了TAME收率优点是投资少。对催化汽油组分进行重整改质催化汽油中90～120℃馏分环烷烃含量高辛烷值低。该组分可经加氢精制后进行重整改质对于石蜡基进料的催化汽油该馏分可扩大至180℃。当掺炼比例低时可不必单独建设新的汽油加氢精制装置采用重整预加氢即可满足要求。选择高脱氮活性的预加氢催化剂可提高掺炼比例。当柴油加氢有富余能力时该馏分可同柴油组分一起氢扩大重整原料。该措施可提高汽油的辛烷值脱硫并降烯烃同时增产氢气。该措施在国外已应用多年。烯烃的辛烷值、调合辛烷值及辛烷值的节约辛烷值应被看作是新辛烷值来源。要节约辛烷值有必要重新认识辛烷值的一些基本规律。在汽油调合过程中辛烷值并不遵守线形调合规则。在实际调合过程中纯烃的宰烷值与其调合辛烷值可以相差十分悬殊。特别值得注意的是烯烃的调合辛烷值普遍远高于实际辛烷值如１～戊烯的RON和MON分别为91和77但其调合辛烷值却分别高达152和135。在降烯烃和提高催化汽油辛烷值的过程中如以纯烃的辛烷值为决策依据将低估烯烃对辛烷值的贡献造成全厂辛烷