21-独山子研究院-FCC汽油加氢后辛烷值损失问题的探讨116-120

FCC汽油加氢后辛烷值损失问题的探讨

董元成姚丽群王文波方义

（中国石油独山子石化分公司研究院新疆独山子 833600）

摘要：介绍了独山子石化公司FCC汽油加氢的基本情况，分析了加氢汽油RON损失的主要原因，指出汽油组成、工艺参数及催化剂选择性是影响研究法辛烷值损失（ΔRON）高低的主要因素，并对这几个因素对ΔRON的影响程度进行了分析。

关键词：FCC汽油加氢辛烷值损失烯烃工艺参数

1 前言

《车用汽油》标准（GB17930-2006）于2006年12月6日正式颁布实施，该标准对国Ⅲ汽油中的有害物质进行了更为严格的限定。与国Ⅱ标准相比，国Ⅲ汽油主要变化是硫含量由原先的≯500µg/g修改为≯150µg/g，烯烃含量由≯35.0v%修改为≯30.0v%，苯含量由≯2.5v%修改为≯1.0v%，国Ⅲ汽油标准于2010年1月1日起在全国范围内执行[1]。独山子石化分公司为了应对这种变化，建设了一套40万吨/年FCC汽油加氢装置，已于2009年11月正式投用。该套装置采用单反重馏分加氢工艺，即FCC汽油首先进入分馏塔，切割为轻、重馏分，重馏分经加氢脱硫后与轻馏分混合进金属纤维膜脱硫醇装置，脱硫醇后出装置调和成品汽油[2]。从运行期间的数据看，加氢混合汽油硫含量由600µg/g左右降至200µg/g左右时，△RON损失达到2.0～3.0，辛烷值损失较大，严重影响装置的经济效益。本文拟对影响△RON的主要因素进行分析探讨，以期为减少辛烷值损失相关的研究和生产工作提供借鉴。

2 实验部分

2.1 试验原料

FCC汽油、高纯氢、氮气、10%的NaOH溶液。

2.2 试验装置

200mL加氢试验装置、200L蒸馏试验装置、分液漏斗、气相色谱仪、硫氮分析仪。

2.3 试验方法

以200L蒸馏试验装置将FCC汽油切割为不同馏分段的轻馏分（LCN）和重馏分（HCN），以HCN为原料，在不同的工艺条件下进行加氢精制，精制后的样品以10%的NaOH溶液洗涤过虑，然后与LCN混合，得到加氢混合汽油。图1为原则工艺流程图[3]。

图1 FCC汽油加氢原则工艺流程图

3 实验结果与讨论

3.1 FCC汽油组成对辛烷值损失的影响

在催化剂和工艺参数确定的情况下，FCC汽油中烯烃含量的高低直接影响加氢后辛烷值损

失的高低。在进行加氢反应时，部分烯烃发生反应，转变为烷烃，相应地辛烷值会损失。由

于碳数相同时，辛烷值高低顺序为芳烃>烯烃>异构烃>正构烷烃，因此，烯烃含量越高，辛烷

值损失越大，烯烃含量越低，辛烷值损失越小[4]。

从表1的数据可以看到，FCC汽油中的烯烃主要集中在轻馏分中，硫集中在重馏分中，随

着馏分切割点温度的升高，烯烃含量逐渐减少，而硫含量逐渐上升。

表1 FCC汽油不同馏分段组成分析

分析项目全馏分 >70℃ >80℃ >90℃ >100℃>110℃分析方法

0.75320.75110.77110.77050.7813

密度/g.cm-3 0.7231

抗爆性

研究法辛烷值(RON)88.81 86.64 86.04 86.66 86.60 87.03

马达法辛烷值(MON)81.37 79.06 78.74 78.59 78.59 78.62

Q/SY DS 04.018-2003

族组成，v%

烷烃含量50.93 49.12 50.25 48.64 48.80 48.56

烯烃含量34.22 29.50 28.80 24.10 24.10 19.50

芳烃含量14.85 21.38 20.96 27.26 27.10 31.94

硫含量/µg.g-1368.1 382.4 411.4 409.8 446.5 490.2 SH/T0253-1992

表2 阶段不同馏分切割点时的辛烷值损失

切割点/℃70 80 90 100 110

141.7

144.9

104.5

硫含量/µg.g-1 87.7

129.0

加氢混合汽油RON损失 3.36 1.88 1.92 0.66 0.4

注：反应温度260℃，氢油体积比300，反应压力1.6MPa，体积空速3.0h-1。

从表2的数据可以看到，随着切割点温度的上升，HCN馏分中的烯烃含量逐渐下降，相应

地加氢混合汽油的RON损失也逐渐降低，尤其是在大于100℃时，烯烃下降幅度出现明显拐点，

△RON仅仅为0.66，硫含量为141.7µg/g，满足≯150µg/g的要求。对于硫含量较高的原料，切

割点的温度高低受制于LCN中的硫含量，如果切割点温度过高，可能致使加氢混合汽油的硫

含量超标。

3.2 工艺参数对辛烷值损失的影响[5]

3.2.1 反应温度对辛烷值损失的影响

反应温度是加氢过程的主要工艺参数之一。加氢反应为放热反应，从热力学角度来看，

提高反应温度对放热反应是不利的，但是从动力学角度来看，提高温度能够加快反应速率。

由于在加氢精制通常的操作温度下，硫、氮等化合物的氢解属于不可逆反应，不受热力学平

衡的限制，反应速率随温度的升高而加快，因此，提高反应温度，可以促进加氢反应的进行，

使脱硫深度大幅提高，同时也提高了加氢精制深度，使生成油中的烯烃含量降低，辛烷值也

相应降低。

表3 HCN馏分不同温度下加氢精制后组成分析

230℃ 240℃ 250℃ 260℃ 270℃ 280℃ 290℃

项目 HCN

硫含量/µg.g-1446.5 318.9 201.4 140.5 62.8 43.3 17.6 15.9

RON 86.60 86.08 85.34 85.40 85.13 84.65 84.71 83.73

△RON / 0.52 1.24 1.20 1.47 1.95 1.89 2.87

反应条件：HCN为>100℃的馏分，氢油体积比300，反应压力1.6MPa，体积空速3.0h-1。