催化柴油MCI工艺技术

催化柴油MCI工艺技术

▪催化柴油MCI工艺技术应用概况

▪催化柴油MCI工艺的理论基础

▪催化柴油MCI技术对催化剂的要求

▪催化柴油MCI技术对不同原料的适应性

▪催化柴油MCI工业应用效果

催化柴油MCI工艺技术应用概况

我国目前的柴汽比较低，柴油数量满足不了市场的需求。柴油中的三分之一是催化裂化柴油。催化柴油中含有较多的杂原子化合物、烯烃和芳烃，颜色不好，安定性较差，尤其是十六烷值很低。随着重油催化裂化技术的发展和掺渣量的增加，催化柴油的质量问题变得更为突出。

当前国内外普遍采用的劣质催化柴油改质手段是加氢精制和加氢裂化。催化柴油加氢精制，是在中、低压的条件下，进行烯烃加氢饱和、脱硫、脱氮及芳烃部分饱和反应，可改善其颜色和安定性，而十六烷值提高幅度较小，尤其是加工劣质原料的催化装置，其催化柴油通过加氢精制远不能满足产品对十六烷值的要求。

近几年开发的劣质柴油中压加氢改质工艺，是中压下的一种加氢裂化过程，转化率一般为40%～60%，虽然其柴油产品的十六烷值较原料可提高10～20个单位，但柴油收率低，化学氢耗高，不适应国内市场的需求。因此，开发一种既能最大限度提高柴油十六烷值，又能得到较高的柴油收率的劣质催化柴油改质技术，是人们普遍关注的课题。

抚顺石油化工研究院新开发的一种提高催化柴油十六烷值的加氢改质工艺技术（Maximum Cetane number Improvement，简称MCI）。该技术在吉林化学工业公司炼油厂20万吨/年加氢装置应用成功后，先后有７家炼厂采用该技术。该技术不仅能大幅度提高催柴的十六烷值，同时还能获得较高的柴油收率，获得2001年度国家科技发明二等奖，具有显著的经济效益和社会效益，有可观推广应用前景。

催化柴油MCI工艺的理论基础

众所周知，石油产品的烃类族组成直接影响产品的性质。十六烷值是柴油燃烧性能的重要指标。柴油馏分中，链烷烃的十六烷值最高，环烷烃次之，芳香烃的十六烷值最低。同类烃中，同碳数异构程度低的烃类化

合物具有较高的十六烷值，芳环数多的烃类具有较低的十六烷值。因此，环状烃含量低，链状烃含量多的柴油具有较高的十六烷值。

要提高柴油的十六烷值，必须提高柴油中高十六烷值组分的相对含量，或采用添加剂。采用十六烷值添加剂，将十六烷值提高2～3个单位的成本不太高，但继续增加添加剂用量不仅效果不显著（加到一定比例后十六烷值不再增加），并且也不经济。从根本上解决柴油十六烷值低的方法是提高十六烷值较高的烃类组分的相对含量，方法之一是除去十六烷值较低的芳烃组分（抽提工艺）。这种方法的优点是投资低、操作简单，但柴油收率低，抽出的芳烃没有直接的经济价值；另一种方法是采用加氢手段，将双环和多环芳烃中的芳环部分地转化成环烷烃或进而转化成较小分子的芳烃，这种方法中的前者称为加氢精制，后者称为加氢裂化。

由于催化裂化反应的特点，催化柴油中所含的芳烃主要是萘系芳烃。下面以萘在加氢过程的反应为例，来说明加氢精制（HT）、加氢裂化(HC)和MCI过程的主要反应。

催化柴油MCI技术对催化剂的要求

MCI过程的关键是要开发出一种具有良好芳烃加氢饱和性能和开环选择性较高的催化剂。该过程的催化剂应具有较高的催化活性，保证有较高的芳烃转化深度，具备较高的选择性使环烷开环而不断链，保证十六烷值提高幅度较大和有较高的柴油收率。此外，还应具有较高的抗杂质能力和较好的稳定性，使之能够适应劣质原料和保证长周期稳定运转。

MCI催化剂理化性质

将MCI催化剂与一种性能较好的加氢精制催化剂，用同一种原料油，在完全相同的反应条件下进行了对比试验，试验结果见下表。

一组典型原料MCI与HT产品性质

MCI产品与HT产品的杂质含量和颜色基本相同，十六烷值的提高幅度有较大的差别，HT过程柴油的十六烷值由25.0提高至33.6，提高了8.6个单位。而MCI过程由25.0提高至37.5，提高了12.5个单位，较HT 过程提高近4个单位。

催化柴油MCI工业应用效果

MCI技术的首次工业应用试验是在吉林化学工业公司炼油厂20万吨/年加氢装置上进行。该装置用FH-5加氢精制催化剂和3963MCI过程专用催化剂。

典型工业原料油性质

工业装置典型反应条件及产品主要性质

工业装置典型产品性质

工况-1柴油收率为99.78%，C5+液体收率为100.88%，工况-1的化学氢耗与漏损氢耗共计1.38%。工况-2柴油收率为98.60%，C5+液体收率为99.58%，工况-1的化学氢耗与漏损氢耗共计1.10%（对原料油）。两种工况下柴油产品的十六烷值分别为39.0和39.9，但十六烷值提高幅度分别为12.1和11.3，已超过试验研究的9.5和8.5，达到了MCI预期的改质效果。说明了MCI技术能够大幅度提高催化柴油的十六烷值，同时又能获得较高的柴油收率，具有加氢精制和中压加氢改质的双重优点，有广泛推广应用前景。