提高汽油辛烷值方法及措施

程清明(陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司永坪煉油廠，陜西 延安 717208)

前言

我國(guó)城市汽車(chē)造成的環(huán)境污染問(wèn)題相當(dāng)嚴(yán)重，提高車(chē)用汽油的質(zhì)量成為當(dāng)務(wù)之急。就車(chē)用汽油而言，我國(guó)近期目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)汽油無(wú)鉛化，提高汽油辛烷值。長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)是調(diào)整汽油結(jié)構(gòu)，降低汽油中的烯烴、芳烴、苯及硫的含量，提高汽油中的氧含量和辛烷值，解決新配方汽油的生產(chǎn)問(wèn)題。因此,根據(jù)國(guó)情和各自的實(shí)際情況，采用先進(jìn)的技術(shù),優(yōu)化調(diào)整汽油生產(chǎn)操作，盡快提高汽油辛烷值是各煉廠迫切需要解決的問(wèn)題。

1 催化裂化裝置

催化裂化工藝是我國(guó)大多數(shù)煉油廠重油轉(zhuǎn)化的重要加工手段之一，所以在汽油構(gòu)成中極不合理的問(wèn)題就是催化裂化汽油在汽油構(gòu)成中占的比例太大，而重整汽油、烷基化油等汽油組分所占的比例極小，異構(gòu)化油幾乎為零，其結(jié)果是辛烷值短缺的矛盾將更加突出[1]。

1.1 MIP工藝的應(yīng)用

石油化工科學(xué)研究院成功開(kāi)發(fā)了多產(chǎn)異構(gòu)烷烴和化工生產(chǎn)原料丙烯的流化催化裂化技術(shù)(簡(jiǎn)稱MIP)和生產(chǎn)汽油組成滿足歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)并增產(chǎn)丙烯的催化裂化工藝(簡(jiǎn)稱MIP-CGP)。目前,已有25套催化裂化工業(yè)裝置采用MIP系列技術(shù)進(jìn)行改造并處于運(yùn)行中,另有多套裝置處于設(shè)計(jì)或建設(shè)中,總加工能力達(dá)到45 Mt/a以上,約占全國(guó)催化裂化裝置總加工量的45%。從已運(yùn)行的MIP工業(yè)裝置標(biāo)定結(jié)果來(lái)看,MIP技術(shù)不僅能夠大幅度降低汽油中的烯烴含量、苯含量和硫含量,而且還可提高汽油辛烷值,尤其是馬達(dá)法辛烷值。并能多產(chǎn)丙烯，提高經(jīng)濟(jì)效益[2]。

永坪煉油廠兩套催化裂化裝置均采用MIP工藝，盡量將汽油烯烴含量往卡邊控制，適當(dāng)降低MIP降烯烴的苛刻度，以便提高催化汽油辛烷值。

1.2 優(yōu)化操作，提高辛烷值

適當(dāng)降低催化劑活性，產(chǎn)品中烯烴含量相對(duì)增加，可使辛烷值有所提高；提高反應(yīng)溫度，提高了裂化反應(yīng)與氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)之比，因而可以提高汽油的辛烷值。在轉(zhuǎn)換率一定的情況下，汽油辛烷值隨反應(yīng)溫度的升高而增加，反應(yīng)溫度控制在在515-520℃之間；降壓提高了裂化反應(yīng)/氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)比率，提高了烯烴產(chǎn)率，降低壓降，可以提高辛烷值，通過(guò)提高蒸汽使用量，可降低油氣分壓，因而可以提高汽油的辛烷值。

1.3 石腦油回注量及位置調(diào)整

120萬(wàn)噸/年催化裝置2013年7月5日開(kāi)爐，7月9日回注石腦油，回注量約為9-12t/h，汽油辛烷值基本維持在87.18-88.68之間，平均87.76。2013年12月13日，石腦油回注量降至5t/h左右汽油辛烷值明顯提高，維持在89.02-89.55之間，平均89.37。提高了1.61。2014年2月26日將石腦油回注由急冷油噴嘴(上進(jìn)料)改到石腦油改質(zhì)噴嘴(下進(jìn)料)，汽油辛烷值平均89.93，提高0.56。

表1 :石腦油回注量及位置調(diào)整前后汽油辛烷值變化表

2 催化重整裝置

催化重整汽油的最大優(yōu)點(diǎn)是它的重組分的辛烷值較高，而輕組分的辛烷值較低，這正好彌補(bǔ)了催化裂化汽油重組分辛烷值低，輕組分辛烷值高的不足。重整裝置安全、平穩(wěn)、高效運(yùn)行對(duì)煉廠提高汽油辛烷值至關(guān)重要。在正常生產(chǎn)中，重整裝置應(yīng)以平穩(wěn)操作為主，關(guān)鍵操作參數(shù)波動(dòng)幅度應(yīng)嚴(yán)格控制在指標(biāo)范圍內(nèi)，特別是反應(yīng)壓力、反應(yīng)溫度決不允許大幅度波動(dòng)。

2.1 加強(qiáng)監(jiān)控，確保長(zhǎng)周期運(yùn)行

根據(jù)原料性質(zhì)、產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)時(shí)調(diào)整重整及加氫操作方案，并要求嚴(yán)格落實(shí)執(zhí)行，增加細(xì)化平穩(wěn)率考核細(xì)則，以各班組較高的平穩(wěn)率保證了裝置安全平穩(wěn)生產(chǎn)。

預(yù)加氫、重整、加氫催化劑經(jīng)過(guò)長(zhǎng)周期運(yùn)行，活性都有所下降，針對(duì)這一問(wèn)題，制定詳細(xì)配氯配水及注硫、硫化方案，努力減緩催化劑活性下降速度，保證最大限度發(fā)揮催化劑性能。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)原料、產(chǎn)品、各類氣體、油品分析數(shù)據(jù)的監(jiān)控分析，保證催化劑在受控狀態(tài)下安全高效發(fā)揮作用。

2.2 重整裝置深拔碳六技術(shù)改造

永坪煉油廠在2010年3月裝置檢修時(shí)完成了對(duì)15萬(wàn)噸/年重整進(jìn)行深拔碳六的技術(shù)改造。7月份開(kāi)始試運(yùn)行，效果非常理想，重整汽油苯含量明顯降低，由原來(lái)的4.24%降至最低時(shí)的0.98%，重整汽油辛烷值提高3-4個(gè)單位。

表2 :深拔碳六改造前后重整汽油質(zhì)量變化表

2.3 調(diào)整重整操作

(1)降低空速。重整處理量是受全廠物料平衡限制的，重整60%負(fù)荷與目前全廠物料平衡相適應(yīng)，也利于重整汽油辛烷值的提高。

(2)提高操作苛刻度。根據(jù)需要提高各個(gè)反應(yīng)器入口溫度，在提溫過(guò)程中視各加熱爐熱負(fù)荷情況和重整反應(yīng)的特點(diǎn)，將三個(gè)反應(yīng)器入口溫度分別調(diào)整到520℃、520℃、522℃。

3 S-Zorb裝置

3.1 S-Zorb專利技術(shù)

2013年11月23日年永坪煉油廠90萬(wàn)噸/年S-Zorb催化汽油吸附脫硫裝置一次投料開(kāi)車(chē)成功。裝置工藝采用S-Zorb專利技術(shù)，該技術(shù)基于吸附劑作用原理對(duì)汽油進(jìn)行脫硫，通過(guò)吸附劑選擇性的吸附含硫化合物中的硫原子而達(dá)到脫硫目的，與加氫脫硫技術(shù)相比，該技術(shù)具有脫硫率高(硫可脫至10ppm以下)、辛烷值損失小、操作費(fèi)用低，氫耗少等優(yōu)點(diǎn)。

在現(xiàn)在的工藝條件下，產(chǎn)品硫含量、飽和蒸汽壓均滿足生產(chǎn)要求，辛烷值損失平均在0.7左右(見(jiàn)表3)。

3.2 優(yōu)化操作，降低辛烷值損失

裝置自開(kāi)工正常以來(lái)，汽油辛烷值損失一直較大，通過(guò)降低氫油比、提高反應(yīng)溫度、降低吸附劑活性等多種手段調(diào)整操作，精制汽油硫含量向指標(biāo)上線控制，降低烯烴飽和度，損失值略有降低，約0.8-1.2單位，可是對(duì)比同類裝置辛烷值損失仍舊偏大。

3.3 原料汽油直供

由于煉制原油的差異及生產(chǎn)工況的變化，造成進(jìn)入S-Zorb裝置的原料性質(zhì)和硫含量波動(dòng)很大，難以掌握汽油辛烷值損失的規(guī)律，不能準(zhǔn)確的優(yōu)化裝置操作。為此，原料汽油改為催化裝置直供，盡量在一段時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定S-Zorb裝置原料汽油性質(zhì)，并及時(shí)分析原料性質(zhì)，找到辛烷值損失的規(guī)律，優(yōu)化操作條件，減少辛烷值的損失。

表3 :S-Zorb裝置精制汽油辛烷值損失情況統(tǒng)計(jì)表

4 汽油調(diào)合

汽油調(diào)合作為煉油廠生產(chǎn)成品油的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，調(diào)合效益在生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益中占有舉足輕重的地位。因?yàn)檎{(diào)合方式?jīng)Q定了成品汽油的質(zhì)量和生產(chǎn)成本，選用合理的調(diào)合方法特別是低辛烷值油的參調(diào)，不僅是煉油化工企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得有利地位的重要保障，同時(shí)為有效解決低辛烷值汽油的處理難題提供了一個(gè)極好機(jī)遇。

4.1 ZBSY汽油助辛劑

成品車(chē)間自2011年3月至5月期間試用西安普天石油化工有限公司生產(chǎn)的ZBSY汽油助辛劑，將90#汽油調(diào)合為93#汽油。成功調(diào)合出符合國(guó)Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)的93#汽油，目前可生產(chǎn)國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)的93#乙醇組分汽油。

4.2 合適控制汽油辛烷值富余度

成品車(chē)間通過(guò)開(kāi)展降低汽油富余量技術(shù)攻關(guān)，將93#車(chē)用乙醇汽油辛烷值平均值控制在為92.337，比攻關(guān)前汽油辛烷值富余降低0.034，錳含量由活動(dòng)前的0.005上升至0.0061，二甲苯平均每天使用量由330噸降低至277.8噸，降低了汽油辛烷值富余量和二甲苯使用量，提高經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，人們的環(huán)保意識(shí)不斷提高，對(duì)汽油質(zhì)量以及清潔化的要求將會(huì)越來(lái)越嚴(yán)，但是只要各煉油廠不斷引進(jìn)采用新技術(shù)，在設(shè)備方面進(jìn)行適當(dāng)改造，在操作方面進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，選用合適的催化劑及助劑，就能提高汽油辛烷值。

[1]藺愛(ài)國(guó)、王德會(huì)、戴立順.催化裂化汽油改質(zhì)的研究與探討.石油煉制與化工.2001年第32卷第7期:9-12.

[2]許友好.重油加工技術(shù).中國(guó)石化出版社.2007年:26-34.