催化裂化汽油选择性加氢脱硫装置的工艺探讨

催化裂化汽油选择性加氢脱硫装置的工艺探讨

高帅飞

中石油云南石化有限公司

摘 要：新时期环境下，我国对于环保的意识逐渐的增强，对油品的质量要求越来越高，为了适应国家的政策，我们对催化裂化汽油选择性加氢脱硫装置工艺技术进行探讨，

关键词：催化裂化；加氢；脱硫装置

当今我国大力推动节能减排政策，对清洁汽油产品也提出了更高的要求,而清洁汽油的生产离不开催化剂。某公司也针对此类问题提出了新型的催化裂化选择性加氢脱硫技术，该技术运用三种催化剂：HDDO-100（脱二烯烃）、HDOS-200（脱硫、脱烯烃）、HDMS-200（脱硫醇硫）。此项工艺不但解决了石油产品在实际使用中的问题，而且在实际操作中步骤简单，去掉了很多传统工艺中复杂的流程，包括分子筛、贵重金属加工等。此工艺能够实现催化孔、制剂活性、酸性等最佳配比状态，结合某公司所提出的改性助剂用于调配液体活性组分，实现汽油的脱硫、脱硫醇硫、脱烯烃，提供了更加稳定的属性以及可筛选性，保证了装置的长周期运行。

1柴油加氢降凝装置概况

柴油加氢降凝装置的设计规模为10万t/a，年开工时间按8000h计。装置采用一个反应加热炉和一个塔进料加热炉的工艺流程方案。柴油加氢降

凝装置设计压力4.2MPa，设计温度370-425℃，设计空速1.5h-1，设计氢油比400∶1。分馏系统采用汽提分馏塔流程，设计塔顶压力0.2MPa，设计塔顶温度122℃，设计塔底温度190℃。

2加氢脱硫装置改造方案

2.1规模与产品

改造后的装置以来自重油催化裂化装置的稳定汽油为原料，装置设计规模为32万t/a，加氢脱硫汽油产品硫质量分数小于70μg/g。加氢脱硫汽油与

重整汽油调和后能满足国IV标准清洁汽油硫质量分数小于50μg/g的指标要求。

2.2改造后装置工艺流程

从重油催化裂化装置来的催化裂化汽油进入轻重汽油分馏塔中段，从分馏塔底部抽出重汽油与氢气混合后进入预加氢反应器将汽油中的二烯烃加氢为单烯烃。预加氢反应产物进入加氢脱硫反应器将汽油中的硫化物转化为硫化氢，加氢汽油和氢气的混和物进入高压分离器进行气、液分离。高压分离器的气相组分与自重整装置来的新氢混合后进入循环氢压缩机循环使用;高压分离器的液相组分进入加氢产品汽提塔汽提出汽油中溶解的硫化氢后与分馏塔塔顶的轻汽油混合送至无碱脱臭装置。

3改造的主要内容

3.1增设轻重汽油分馏塔

根据催化裂化汽油中烯烃主要集中在轻组分，硫化物主要集中在重组分这一特点，将催化裂化汽油分馏成轻汽油、重汽油2个组分。将重汽油单独加氢可以降低加氢脱硫过程带来的辛烷值损失。轻重汽油分馏塔采用了直供料的方式，避免了催化裂化汽油在储存过程中生成一些易于生胶的前驱物，另一方面由于省去了换热环节也降低了轻重汽油分馏塔的能耗。轻重汽油分馏塔设计压力0.5MPa，设计温度210℃，介质为催化汽油。塔体直径、长度为1800×36200mm，塔内设50层浮阀塔盘。

3.2增设预加氢反应器

由于某厂催化裂化汽油的二烯烃含量很高，因此在加氢脱硫反应器前增设了预加氢反应器。在预加氢催化剂的作用下可以将二烯烃加氢为单烯烃，避免二烯烃在换热器、加热炉、反应器中聚合生焦，延长装置的运行周期。预加氢反应器设计压力2.5MPa，设计温度210℃。反应器直径、长度为1000mm×4000mm。

3.3加氢脱硫反应器增设冷氢注入设施

与加氢脱硫反应同时发生的烯烃加氢饱和反应是强放热反应。强放热反应带来的反应器出口温度的大幅度增加不但会降低加氢脱硫反应的选择性，也不利于加氢脱硫装置的长周期稳定运行。为了控制加氢脱硫反应器的出口温度，在反应器的中段增加了冷氢注入及分配设施。

3.4新建加氢产品汽提塔

由于原加氢降凝装置汽提塔设计压力较低，在本次装置改造时新建了一个加氢脱硫产品汽提塔。通过汽提塔可以脱除加氢脱硫反应生成油中溶解的硫化氢。汽油稳定塔设计压力为1.2MPa，设计温度为270℃。塔体分为3段，自下而上直径分别为1800mm、1200mm、800mm，筒体总长24300mm，内设30层浮阀塔盘。

3.5增设氨水注入设施

循环氢中的硫化氢对加氢脱硫反应具有明显的抑制作用。此外，硫化氢可以与催化裂化汽油中的烯烃重排生成大分子硫醇。本次改造在加氢脱硫反应产物空冷器出口安装了氨水注入管线，通过控制氨水的注入量可以将循环氢中的硫化氢质量分数控制在300μg/g以内。

4工艺技术策略

4.1初期加氢

通过催化裂化工艺，油中硫元素会直接聚集在重馏分位置，并且还会聚集大量的烯烃。此外，在加氢脱硫筛选全馏分处理当中也可以采用催化裂化工艺，促使烯烃趋于饱和状态。在汽油内部设置均衡状态下的烯烃，根据选择性标准流程加入氢气。原料与氢混合设定了全相液，内部的二烯烃被单烯烃所替换。通过此流程，即可避免容器出现结焦情况。异构反应主要是采用了硫醚和含硫化合物，从而提高内部辛烷值。将装置的初始温度设定为240℃、标准压力为1.65MPa。采用选择性、预先加氢等工艺措施，通常可以保证生产质量，如催化裂化缩减到1.1g现有烯烃，将混合物中的硫化氢消除。此时原料当中硫比值会处于稳定状态（恒定）。这样烯烃就不会形成饱和状态，并且辛烷值提高0.1个单位值。

4.2后续分馏

根据材料特性、元素比例信息，之后再展开本体质地轻、切割点适宜的重馏分。通过实践总结经验可知，通常可以选择全自动蒸馏装置，同时要增设旋转带，做好后续分馏工作。之后对分流完成的重汽油、轻汽油测定，得出最终比值。结合预先加氢工艺即可获得催化裂化后的汽油产品，再进行细化分为重

汽油、轻汽油。在实际应用过程中，重汽油一部分会被脱硫选择性单元吸纳，之后即可加入双重催化剂。催化剂可以加速脱硫量，在饱和状态下烯烃占有更小的总比值。通过试验结果以及催化原理即可得出评价结果，表明通过预加氢催化剂手段可以提高本体活性，选择性有了明显改善。

4.3加氢脱硫工艺

通过对加氢脱硫工艺进行分析可知，可以把脱硫单元设置在反应器当中，并且反应系统主要采用双层催化剂。第一类特性是脱硫处理工艺的脱硫率高、饱和烯烃占比小；第二类特性是硫醇整体减少，并且烯烃没有饱和。在两类制剂作用下，即可极大的提供脱硫率。采用该工艺流程减少了之前所测定的辛烷值，对烯烃饱和度进行调节。拟定加氢脱硫压力为1.6MPa，氢油比设定了500：1。采用了上述脱硫步骤，即可有效的降低烯烃总比值，降低了预设的体积分数。

参考文献：

[1]王廷海,李文涛,常晓昕,向永生,鲍晓军.催化裂化汽油清洁化技术研究开发进展[J].化工进展,2019,38(01):196-207.

[2]鞠雅娜,兰玲,刘坤红,钟海军,吕忠武,姜增坤,李阳.催化裂化汽油深度加氢脱硫催化剂的研制及性能评价[J].化工进展,2017,36(07):2511-2516.