随着汽车工业的发展和汽车保有量的增加, 汽车尾气排放的有害物对大气的污染日益为人们所重视, 各国相继立法制定了日益严格的《汽车尾气排放标准》, 对汽油的硫、烯烃、芳烃、苯和氧含量等质量控制指标提出了更高的要求。汽油中的烯烃含量高, 会使发动机进气及供油系统的沉积物增加, 并导致尾气中有毒有害物质增加, 降低汽油中烯烃含量可减少汽车尾气中有害物的排放量。欧Ⅳ标准(2005年)规定烯烃含量不大于18 % (φ), 国Ⅱ标准汽油(2006年)规定烯烃含量不大于35 % (φ), 2010年将实施的国Ⅲ标准汽油规定烯烃含量不大于30% (φ), 乙醇汽油组分油烯烃含量不大于33% (φ)。我国汽油的主要特点是高烯烃低芳烃, 催化裂化汽油(以下简称FCC汽油)占70%以上。由于其它汽油调合组分烯烃含量较低, 我国汽油中的烯烃80%~90%来自FCC汽油。因此, 降低FCC汽油烯烃含量是满足汽油质量指标的重要途径。

南阳石蜡精细化工厂所产汽油为乙醇汽油组分油, 由FCC汽油和芳构化汽油组成。石脑油经汽油改质通过芳构化反应提高辛烷值, 芳构化汽油基本不含烯烃, 硫含量较低。FCC汽油与芳构化汽油调合后, 经脱硫醇装置脱硫后作为车用乙醇汽油组分油。汽油组分油烯烃含量可满足车用乙醇汽油调和组分油(Q/SHR010-2004)的质量要求, 但不能满足新颁布的国Ⅲ标准的要求。该厂将于2010新建FCC汽油加氢脱硫装置, 以生产满足国Ⅲ排放标准的清洁汽油。在汽油升级装置建成之前要有相应的生产措施, 自2008年底, 该厂进行了降烯烃研究, 重点进行FCC催化剂的筛选, 2009年7月, 在FCC装置上应用RICC-Ⅱ催化剂进行了试验。

1 试验部分
跳转到：本文顶部跳转到：本文顶部　1 试验部分　    1.1 试验时间　    1.2 RICC-Ⅱ催化剂理化性质(见表 1)　    1.3 原料性质　    1.4 主要操作条件(见表 3)　2 实验结果　    2.1 产品分布(见表 5)　    2.2 FCC汽油质量(见表 6)　3 结论

该厂FCC装置为高低并列式提升管催化裂化, 实际加工能力25×10⁴ t/a。为降低汽油烯烃含量, 2002年采用石油化工科学研究院(石科院)专利技术进行了MGD改造, 稳定系统增设汽油切割塔, 用富含烯烃轻汽油代替稳定汽油会连, 以进一步降低汽油烯烃含量。自FCC装置进行MGD改造以来, 一直使用石科院开发的GOR系列催化剂中的GOR-Ⅱ催化剂, GOR-Ⅱ能使FCC汽油烯烃降低8%~12%。RICC系列催化剂也由石科院开发, 该系列催化剂在性能上表现为较强的氢转移活性, 降烯烃效果更明显, 同时在降低汽油硫含量上也有一定的效果。为降低生产成本, 试验采用“GOR-Ⅱ催化剂”与“RICC-Ⅱ催化剂”的混合形式。

1.1 试验时间
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2009年7月27日~8月5日共10天。

1.2 RICC-Ⅱ催化剂理化性质(见表 1)
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表 1

表 1    RICC-Ⅱ理化性质

表 1    RICC-Ⅱ理化性质

1.3 原料性质
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FCC原料由常减压蒸馏过汽化油、丙烷脱沥青重脱沥青油和酮苯脱蜡蜡下油按40:23:37组成混合原料, 原料性质见表 2。

表 2

表 2    原料性质

表 2    原料性质

1.4 主要操作条件(见表 3)
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表 3

表 3    主要操作条件及参数

表 3    主要操作条件及参数

2 实验结果
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从2009年7月27日开始向反应系统加注RICC-Ⅱ催化剂, 试验期间未补充GOR-Ⅱ催化剂, 加注量见表 4。RICC-Ⅱ催化剂所占比例平均8.6%左右, 其余为GOR-Ⅱ催化剂。通过后来在生产实际中的摸索, RICC-Ⅱ与GOR-Ⅱ催化剂混合补充比例控制在23:78较适宜。RICC-Ⅱ比例过高将导致一次裂化深度过高, 气体产率高、汽油辛烷值低, 稳定系统负荷高; 比例过低则降烯烃效果不能满足要求。

表 4

表 4    RICC-Ⅱ催化剂加注量

表 4    RICC-Ⅱ催化剂加注量

2.1 产品分布(见表 5)
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表 5

表 5    应用“GOR-Ⅱ+RICC-Ⅱ催化剂”与“GOR-Ⅱ催化剂”时产品分布对比

表 5    应用“GOR-Ⅱ+RICC-Ⅱ催化剂”与“GOR-Ⅱ催化剂”时产品分布对比

在GOR-Ⅱ催化剂中添加部分RICC-Ⅱ催化剂后, 与单纯使用GOR-Ⅱ催化剂相比, 汽油产率提高5.45个百分点, 液化气产率提高1.99个百分点, 总液收降低0.52个百分点, 生焦增加0.53个百分点。

2.2 FCC汽油质量(见表 6)
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表 6

表 6    FCC汽油性质

表 6    FCC汽油性质

可以看出, 采用“RICC-Ⅱ+GOR-Ⅱ”的降烯烃效果比单纯使用GOR-Ⅱ催化剂好, 同样的操作条件和原料情况下, 能多降低汽油烯烃7~15个百分点, 汽油辛烷值损失0.5~1个单位, 馏程变化很小, 芳烃、烷烃略上升, 汽油质量合格。

3 结论
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(1) 采用“RICC-Ⅱ+GOR-Ⅱ”催化剂, 该厂汽油烯烃含量可降低7%~15% (φ), 试用后, 完全满足目前要求, 部分分析结果满足国Ⅲ标准要求(按国Ⅲ标准, 乙醇汽油组分油的烯烃含量≤33%即可)。

(2) 使用RICC-Ⅱ催化剂后, 损失汽油辛烷值0.5~1个单位。但由于RICC-Ⅱ催化剂的加入可以使汽油烯烃降低, 为辛烷值的调节提供了更大的空间, 而RICC-Ⅱ催化剂对辛烷值及生焦的负面影响, 可以通过调节反应温度和控制RICC-Ⅱ与GOR-Ⅱ催化剂在系统中的比例来消除。

(3) 用RICC-Ⅱ代替部分GOR-Ⅱ催化剂解决了该厂汽油烯烃含量卡边的问题。在试验之后的生产中, 该厂FCC装置一直沿用RICC-Ⅱ催化剂与GOR-Ⅱ催化剂混合使用的方法, 为其它同类装置解决类似问题提供了参考。

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