催化柴油掺炼对加氢精制柴油质量的影响分析

催化柴油掺炼对加氢精制柴油质量的影响分析
摘要：本文首先阐述了催化柴油主要性质，接着分析了催化柴油掺炼量对加氢
精制柴油的影响，最后对催化柴油掺炼及其他催化柴油加工技术进行了探讨。

关键词：柴油质量；催化柴油；影响因素
引言：
催化裂化技术作为重要的重质油轻质化工艺在我国得到了广泛的应用，但其
生产的催化裂化柴油(简称催化柴油)性质较差，不适合直接作为车用柴油调和组分。

随着消费柴汽比的逐步降低，炼油企业需要寻找催化柴油的高效加工路线。

1催化柴油主要性质
在当前实际生产的过程中，直馏柴油当中的硫、氮含量经常会远远高于设计值，其中的氮含量经常低于硫含量较多，这种原料体系非常不合适当前加氢裂化
装置催化剂体系下的温度匹配。

该装置在实际操作的过程中，稍微对操作条件进行改变，都会对结果造成较
大的影响。

由于催化柴油当中芳香烃的含量较高，如果提高催化柴油的掺炼比例，就会对原料的组分含量造成较大的影响，其中芳烃的含量往往较高，这会导致反
应器床温的异常，为了更进一步做好对温度的优化，就需要对床层的冷氢量进行
合理配置，采用更高的循环氢量。

此外，为了进一步提高反应的深度，还需要合
理对精制和裂化床层的温度进行配置。

为了避免由于原料中氢含量过低对产品质
量造成影响，就需要消耗更多的氢，生产成本也会在一定程度上提升。

一旦产品
质量出现较大的波动，就会对换热网络、分馏和吸收稳定系统的工作造成比较严
重的影响。

在该装置的长时间运行过程中，催化剂的适用效率较低，不能长时间
保证催化剂的活性。

从以上方面可以看出，一旦原料的性质发生了比较大的变化，就会对产品分布、产品质量、全厂氢平衡、热平衡、装置能耗等，造成非常大的
影响。

2催化柴油掺炼量对加氢精制柴油的影响
2.1对加氢原料性质的影响
随着催化柴油掺炼量的增加，柴油加氢装置柴油原料的终馏点，硫和氮的质
量分数变化不大，但总芳烃、单环芳烃及双环以上多环芳烃体积分数增加，密度
增大，碱性氮质量分数下降，十六烷值下降较多。

与无催化柴油掺炼时相比，掺
炼30t／h催化柴油时，单环芳烃体积分数从18．9％增加到24．9％，十六烷值
略有下降(下降2个单位)；掺炼60t／h催化柴油时，单环芳烃体积分数增加到27．7％，十六烷值下降较多，从54．3下降至45．9；掺炼80t／h催化柴油时
柴油原料密度从839．3kg／m3升至857．4kg／m3，双环+多环芳烃体积分数从9．8％升高至11．2％，十六烷值大幅下降，从54．3降至41．4，下降12．9
个单位。

2.2对柴油加氢操作参数的影响
渣油加氢和蜡油加氢装置掺炼催化柴油时，柴油加氢装置氢气单耗为105m3
／t，与掺炼催化柴油前的氢气单耗103m3／t相比增加不多，主要原因是提高了
渣油加氢和蜡油加氢装置的反应深度，尽量让芳烃饱和反应在高氢分压下进行，
以降低柴油加氢装置的反应苛刻度。

随着催化柴油掺炼量的不断增加，第一反应
器(以下简称一反)入口温度、第二反应器(以下简称二反)的出口温度、一反平均温度、二反平均温度均相应上升。

当催化柴油掺炼量逐步提高至95t／h时，一反入口温度较掺炼之前提高9K，二反出口温度较掺炼前提高9．5K，一反加权平均温
度上升约9．5K，二反加权平均温度上升约11．5K。

2.3对柴油加氢装置精制柴油质量的影响
渣油加氢和蜡油加氢装置掺炼催化柴油过程中，柴油加氢装置精制柴油产品
硫质量分数、氮质量分数、多环芳烃体积分数等指标均满足产品质量要求。

但随
着催化柴油掺炼量的增加，十六烷值逐步降低，在催化柴油掺炼30t／h时，精制柴油十六烷值从60．5降至53．8；催化柴油掺炼60t／h时，精制柴油十六烷值
为52．1；掺炼催化柴油80t／h时，精制柴油十六烷值为49，已不能满足柴油产品要求，需要添加部分十六烷值改进剂才能满足产品质量要求。

随着催化柴油掺炼量的增加，柴油加氢精制柴油产品颜色逐渐加深，精制柴
油色度由掺炼前的0．5上升至1．5(催化柴油掺炼达到95t／h时精制柴油色度
达到2)。

在催化柴油掺炼量较大时，精制柴油虽然各项指标均合格，但色度变差，精制柴油颜色易出现“荧光绿”，需要降价销售或降低催化柴油掺炼比例。

3催化柴油掺炼分析
一期炼油停工时，催化柴油进渣油加氢和蜡油加氢装置掺炼，渣油加氢和蜡
油加氢的柴油馏分进柴油加氢装置加工。

催化柴油产量约95t／h，其中65t／h
进渣油加氢装置，30t／h进蜡油加氢装置。

当催化柴油进渣油加氢和蜡油加氢装
置掺炼时，柴油加氢装置的精制柴油产品颜色易出现“荧光绿”，虽然各种分析指
标均合格，但客户对精制柴油产品的接受度不高，需要降价销售或降低催化柴油
掺炼比例。

根据掺炼经验，催化柴油掺炼量大于10t／h时精制柴油就出现“荧光绿”现象。

由于催化柴油占催化产品的20％左右，其产量一般在95t／h，大量催
化柴油直接外销难度较大，因此按照催化柴油掺炼再销售精制柴油方案进行考虑。

按照每月柴油产品产量200kt计算，柴油降价150Yr_／t进行销售，2个月检修期
间预计损失6000万元。

催化柴油95t／h掺炼初期，柴油加氢一反和二反人口温度均增加9K，掺炼2
个月后，一反和二反人口温度分别增加24，23K，说明催化柴油掺炼影响其催化
剂活性。

当催化柴油逐步撤出时，柴油加氢装置反应器温度下降较缓慢，由于柴
油加氢装置属于液相加氢工艺，大比例的催化柴油加工可能导致催化剂的临时性
失活，其长期影响有待观察。

4其他催化柴油加工技术分析
4.1轻质芳烃LTAG技术
LTAG技术是中国石化石油化工科学研究院近期开发的将劣质催化裂化柴油转
化为高辛烷值催化汽油或轻质芳烃（BTX）的技术。

该技术主要通过加氢单元和
催化裂化单元组合，将催化柴油先加氢再进行催化裂化，同时优化匹配加氢单元
和催化裂化单元的工艺参数，从而实现最大化生产高辛烷值汽油和/或C6～C8芳烃，催化柴油循环加氢利用。

LTAG技术目前已在部分企业应用。

表7给出了加氢工艺参数及催化裂化工艺
产品分布。

由表7数据可知，高多环芳烃含量的重催柴油经加氢单元进一步加氢
饱和后，在催化裂化单元可以得到产率为45.91%以上的汽油组分，若提高加氢单
元的加工深度，催化裂化单元的汽油产率可进一步提高至58.88%。

该技术不需新建装置，可充分利用企业现有加氢及催化装置。

采用此技术的
企业可根据装置结构，选用蜡油加氢或柴油加氢等装置单独加工催柴，装置改动
较小，适应性强，加氢及催化装置能力有富余的企业可考虑选用该工艺。

4.2加氢裂化掺炼催化柴油
对于部分有加氢裂化装置的企业，若加氢裂化装置能力有富余，可考虑将部
分催化柴油作为加氢裂化的原料。

目前部分企业已实现该项操作。

催化柴油作为加氢裂化装置进料后，一部分转化为石脑油、航煤等轻质产品，增加了企业石脑油和航煤产品比例，所生产的柴油馏分为满足质量标准的优质柴油。

但掺炼催化柴油后加氢裂化航煤烟点、柴油的十六烷值及尾油的BMCI值等质量指标均随着掺炼比例增加而有所降低，同时带来氢耗增加、精制反应器温升增加等问题，需根据生产情况合理控制掺炼比例。

结束语：
随着时代的不断发展，对催化裂化柴油生产工艺应用提出了更高的要求。

为了进一步提升产品的品质，有必要进一步加大对掺炼催化裂化劣质柴油工艺的应用，合理选择工艺参数，认真对工艺设备进行改造，充分保证生产效果。

参考文献：
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化.2016(07)
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