催化裂化汽油加氢脱硫技术及工艺流程分析

催化裂化汽油加氢脱硫技术及工艺流程分析

发表时间：2019-12-30T13:27:29.667Z 来源：《科学与技术》2019年 15期作者：陈飞宇[导读] 经济与社会不断发展、进步，人们生活水平不断提升，摘要：经济与社会不断发展、进步，人们生活水平不断提升，我国机动车数量也在快速攀升，与此同时，由机动车尾气排放对环境造成的污染也越来越明显，因此对催化裂化汽油加氢脱硫技术进行研究极具现实意义。基于此，文章对汽油燃烧排放的硫化物种类及其危害进行了阐述，分析了催化加氢脱硫(HDS)反应原理，并对催化裂化汽油加氢脱硫技术及其工艺流程进行可分析，以期能够为提升汽油脱硫处

理质量提供有效参考。关键词：催化裂化；汽油；加氢脱硫；应用低硫含量是当前世界车用汽油应用发展的主要趋势之一。对于我国的车用汽油而言，其四分之三以上是催化裂化汽油，也称为FCC汽油。然而，FCC汽油具备烯烃、硫含量较高，安定性不高的缺陷，对车用汽油指标造成不良影响，此类汽车用油的污染物排放标准难以达到国际先进标准，甚至与国内最新的机动车污染物排放指标相去甚远。虽说汽油中硫化物含量值不是最高，但是其产生的危害却极大。一方面，硫化物燃烧生成物主要是SOx的形式，也是引发酸雨的主要因素，而且SOx排放过大也会刺激NO,、CO这些有毒有害气体的生产与排放。另一方面，硫化物还会使汽油燃烧时还会导致汽车尾气转化器催化剂失效，NO、SOx、CO等有害气体的排放量进一步增加，降低城市空气质量。除此之外，硫化物也会对金属设备产生一定程度腐蚀危害，影响汽油泵等相关部件的使用寿命，提高了事故概率。

一、催化加氢脱硫(HDS)反应原理分析 HDS反应原理，主要是利用在石油中加氢使得含硫化合物氢解形成相应的烃合物与H2S，进而脱去石油中的硫原子，其过程中C—S键的断裂与相应断裂物的饱和是最为基本的化学反应。例如噻吩和苯并噻吩的HDS过程通常包含了加氢与裂解两途径。通过加氢使噻吩环双键饱和接着开环脱硫形成烷烃，再通过裂解反应使开环脱硫形成丁二烯，丁二烯在氢环境中饱和。噻吩经过加氢脱硫处理后主要产生丁二烯、丁烯，丁烷、C2、C3产物则少得多。硫化物主要以非杂环与杂环两种类型存在于原油中。非杂环类硫化物以硫醇、硫醚等结构为主，具备较高的反应活性，加氢脱除较为容易。而噻吩、甲基、苯基等杂环类硫化物具备与芳烃相似的稳定结构，所以去除较为困难。

二、催化裂化汽油加氢脱硫技术工艺流程分析催化裂化汽油加氢脱硫处理，要求其过程能够最大限度地完成脱硫工作，并将汽油辛烷值损失控制在最低范围。此外，催化裂化汽油加氢脱硫处理流程还应满足一下要求:①装置要能够实现长周期运转，且单周期要和催化裂化装置检修周期相同；②装置选择应经济、适用，有效降低加氢脱硫成本；③基于确保反应质量的前提制定工艺流程；④使工艺流程和国I、国IV标准要求最大限度地保持一致；⑤采取有效技术方法提高工艺流程可行性与可衔接性；⑥确保技术在产品中的应用稳定与高质量，并具备一定灵活性。将催化裂化汽油的烯烃集中在轻馏分中，汽油中的硫则集中在重馏分中。结合烯烃与硫在催化裂化汽油中分布特点，有选择地展开预加氢反应，混氢原料油经过催化剂作用把二烯烃转化成单烯烃，如此便可避免在后续加氢脱硫反应器发生结焦问题。其中一些轻含硫物与轻疏醇会在硫醚化反应中转化为重含硫化合物，同时还催生了烯烃异构化反应使得辛烷值得到了一定程度的增加。催化裂化汽油分馏，应把预加氢催化裂化汽油划分出重汽油与轻汽油。对于重汽油处理环节借助催化剂作用脱硫与烯烃饱和反应，同时实现了将重汽油以分馏比例调和。

三、常见的FCC汽油脱硫技术现阶段，在汽油脱硫处理方面应用较为成熟，较为广泛的脱硫技术无疑是催化加氢脱硫工艺，许多发达国家的FCC汽油处理采用了这一技术。HDS技术主要分为了传统型与选择性型HDS技术。前者应用虽然能够使汽油硫含量有效减少，然而在脱硫过程中国烯烃饱和率也会大幅提升，使得汽油辛烷值出现较大损失。而后者应用的最大优势能够在满足汽油脱硫要求的同时烯烃饱和率不至于过高，辛烷值损失较少，因此具备较好的应用发展前景。现阶段应用较为成熟选择性HDS技术主要下面几种工艺: （一）SCANFining技术这一技术应用始于美国，使用的RT-225催化剂。核心工艺在于把全馏分催化轻汽油分为低硫高烯烃、硫和烯烃含量中等、高硫低烯烃3个组分的催化重汽油，进而针对性的选择合适脱硫技术生成调和油，达到92%~95%的汽油脱硫率，并且将抗爆指数损失控制在可2个单位以下。

（二）ISAL技术这一技术由美国UOP公司与委内瑞拉石油研究及技术中心联合开发，运用了常规固定床工艺，与最新型的沸石催化剂，可解决现阶段炼化企业面临的大部分共性难题，不但有效减少了汽油硫与烯烃含量，而且确保辛烷值不会减小。这一技术主要是通过调整催化剂大小、表面积、孔容孔径、酸度等对反应烃链长度进行有效控制，避免了辛烷值出现损失。ISAL技术可应用与含硫在30μg/g清洁汽油生产，并且操作周期大于2年。（三）Prime-G和Prime-G+技术该技术由法国石油研究院最先开发，关键点在于对FCC汽油选择性加氢脱硫处理时采用双催化剂工艺，脱硫率较高，甚至实现汽油硫含量小于10μg/g，并且工艺应用条件相对缓和，烯烃饱和率也比较小，不会出现芳烃饱和及裂化反应现象，有着98%以上的脱硫率，耗氢较少且辛烷值损失低。（四）OCTGAIN技术该技术由Mobil公司开发，具备较高的FCC汽油脱硫处理效率，并且产物辛烷值的可控性较高。在脱硫方面采用了固定床催化工艺，脱硫率大于95%，然而会发生5%~10%的汽油损失率。（五）CDTECH技术这一脱硫工艺应用了两个催化蒸馏塔，采用两段式反应。第一阶段是在催化蒸馏加氢脱己烷塔中的反应，在催化剂作用下，轻汽油馏分中二烯烃与硫醇发生反应，得到高沸点产物进入重馏分，从塔顶形成的C5、C6馏分中硫醇含量控制在1μg/g以下，并对剩余的二烯烃进行选择加氢。第二阶段应用CDHDS技术，将催化汽油中C7以上组分的硫去掉，总脱硫率达高于95%，辛烷值损失可控制在1.0以下。（六）RIDOS技术

该技术由中石化石油化工科学研究院开发，先把FCC汽油原料在70~100℃之间按照轻、重两部分进行切割，轻汽油馏分经过碱洗处理后将硫醇、氮脱除，重汽油馏分、氢气则与加氢精制催化剂混合接触，实现脱硫、脱氮，以及与烯烃饱和反应效果，得到的产物和辛烷值恢复催化剂反应分流得到轻烃与汽油馏分，氢气可重复利用。最后把脱硫重馏分与加氢精制轻馏分混合，进而获得调和产品。

四、结束语

综述可知，研究与分析催化裂化汽油加氢脱硫技术的应用，可以有效提升催化裂化汽油脱硫率，有效控制烯烃饱和，减少降低辛烷值损失，在提升汽油利用效率的同时改善城市生活环境，带来较大的经济与社会效益。

参考文献：

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