1.谁知道什么是脱硫技术?

2.fcc汽油含硫化合物的组成及其主要脱硫方法

3.催化剂的应用对高辛烷值汽油的应用及进展

4.我国发展轻汽油醚化技术具有哪些优势?

fcc汽油什么油_fcc汽油是什么意思

据最新消息,2019年12月9日前后,浙石化PE、PP装置试车成功,本月底及2020年1月初有望实现全产业链一次性正式开车。浙石化的开工,代表着中国炼化行业正式进入了规模化格局,掀开了中国炼化行业新的篇章。平头哥认为,未来中国七大炼化基地陆续投产,小规模企业陆续退出市场,大规模及一体化的炼化企业将成为中国炼化格局的主要力量。在此,平头哥想到苏轼的诗句:

《浣溪沙·细雨斜风作晓寒》

苏轼

细雨斜风作晓寒,

淡烟疏柳媚晴滩。

入淮清洛渐漫漫。

雪沫乳花浮午盏,

蓼茸蒿笋试春盘。

人间有味是清欢。

正所谓“历尽多少沧桑事,人间有味是清欢”。面对格局的转变,平头哥以史为镜,对全球炼化行业发展史进行高度复盘,以求寻根究底,为中国炼化行业的发展提供方向性指引。

一、全球炼化装置技术发展历史回顾:从蒸馏釜的诞生说起

1849年,苏格兰的杰姆斯·伊本(JamesIbung)生产出“石蜡油”(ParaffineOil),用于照明,原料先是煤矿里渗出来的石油,后来改用烛煤(CanndCoal)。这一工艺获英国专利。这一技术转让给了英国、美国许多工厂。

与此同时,据《美国石油工业史》记述,最早从煤炭里炼制出灯用煤油的是加拿大地质家亚伯拉罕·格斯纳(AbrahamGesner)博士,1852年研发出类似的工艺,获得了美国专利,其专利权是用煤炭生产“Kerosene”(是希腊文中蜡“wax”与油“oil”的复合字,中文译为煤油。)1853年,纽约的一家公司用他的技术生产煤油,投放市场。

但是,美国人称萨缪尔·M·基尔(Samu.M.Kier)是炼油业的创始人,因为他不仅成功地应用了蒸馏的原理,加工原油,生产出石油产品,而且制造出商业化生产的第一只蒸馏釜。基尔本是匹兹堡卖药的商人。他拥有煤矿、一座铸铁工厂,还是匹兹堡-费城航运公司的发起人之一。多年来,他经营着宾夕法尼亚塔兰屯附近阿列汉尼河边的盐井。有些盐井渗出原油来。盐场主把它当作讨厌的副产品扔在河里,很让行船的人讨厌。基尔把它们收集起来,装在玻璃瓶里当药卖。品名“石油(Petroleum)”或“岩石油(Rockoil)”。

基尔弄了一些原油样品,送到费城的詹姆斯·布思(JamesCBooth)教授(他是美国化学学会的)那里去,请他做分析,为塔兰屯的原油找出路。布思在实验室里做了试验,确认原油通过蒸馏,可以加工出很好的照明用油,并且给基尔画了蒸馏釜的草图。因此,布思也被认为是石油业界第一位化学家。

图:全球第一套蒸馏釜

基尔按照布思的草图,制造出美国第一只蒸馏釜,直径110.5厘米,高142.2厘米,容量0.8立方米。釜内盛塔兰屯原油,釜下烧煤炭。釜里产生的油蒸汽通过小管子进入盛水的桶,冷凝为浅**的煤油。1850年,基尔在匹兹堡第七大街上开始出售灯用煤油,称为“碳油(Carbonoil)”。卖价每加仑1.5美元。这种油点燃起来很亮,但是有一股难闻的味道。

纽约的一位咖啡和香料零售商费里斯(A.C.Ferris)看中了这种灯油,买了12加仑回去。他想出了办法,用硫酸和苛性钾加以处理,成品油呈柠檬色,近于无臭。他称这一工艺为“煤炭-石油”工艺。这种灯油大受欢迎。于是,他到处寻找原油,扩大原料来源。首先,他买下了基尔的塔兰屯盐场产的全部原油。接着,派人到加利福尼亚、荷属东印度等地去调查。他承诺按每桶20美元收购。

在加拿大,费里斯找到经营恩宁斯基林油田的杰姆斯·米勒·威廉姆斯,向他收购原油。1858年,费里斯加工了1183桶(161吨)原油,成为美国当时最大的炼油商。据记载,1859年那年,美国已经有50多家炼油厂,分别用软煤、页岩或天然沥青生产煤油。

热裂化技术是在1910年前后被发明,当时汽车开始大规模生产,接着,拖拉机、飞机等得到了大量应用。市场对汽油的需求迅速增长,汽油取代煤油成为最主要的石油产品。

图:对炼油工艺的不断研究

那么问题来了,怎样能从单位原油中提炼出更多的汽油来?

这方面第一个突破是热裂化。热裂化的发明者是威廉M伯顿。伯顿生于美国克里夫兰,1886年毕业于WesternReserve大学,1889年在霍普金斯大学获得博士学位。1890年进入标准石油公司当化学师,后来任炼油厂总管助理、总管,1911年起成为印第安纳标准石油公司一名董事,1915年为副总裁,1918年出任总裁,直到1927年退休。第一次世界大战时期,他在惠廷炼油厂、当时的实验室主任罗伯特汉弗莱斯。参加这项研究的还有罗杰斯和布兰斯基。此二人都是霍普金斯大学的博士。

他们设定反应的温度要达到850_F(454_C)。当时还没有焊接技术,钢板制造圆筒只能铆接。强度够不够?对此也要反复试验。

经过两年多的工作,到1910年底,伯顿和汉弗莱已经确信,高温、高压下生产出“合成汽油”是可行的,安全的。为此他打报告建议上100套工业化的、容量为8000加仑的热裂化釜。但是,当时印第安纳标准石油公司还是洛克菲勒的标准石油公司的子公司,而母公司正被“反托拉斯法”的官司弄得焦头烂额,董事会里有些人也担心高温、高压会导致像锅炉那样的爆炸,没有批准他的建议。

图:世界炼油工业快速发发展

1911年,标准石油公司被迫解体,印第安纳标准石油公司独立了。伯顿建成了世界第一座半工业化的热裂化装置。其蒸馏釜直径8英尺(2.44米)高10英尺(约3.05米),处理量150桶(约20吨)。汽油收率提高一倍多。1913年1月7日,公司获得了伯顿热裂化工艺的专利权。当时热裂化的原料油是原油“拔头”出来的瓦斯油,最初得到的馏分油约占原料油的25%~30%;很快提高到65%~70%,汽油的最终收率约50%。热裂化工艺显示了很大的优越性,新装置在许多地方建立起来。

就在此时,一项新的技术顺应时代的发展而诞生,那就是催化裂化工艺,此技术的诞生也标志着炼油工艺重要的成就。

所谓催化裂化,就是在催化剂作用下进行的裂化反应,同热裂化相比,轻质油的产率更高,汽油的辛烷值更高,柴油的安定性也比较好,并且同时产生大量富含烯烃的液化气,是很好的有机化工原料。直到现在,催化裂化仍然是几乎所有炼油厂主要的二次加工工艺。

催化裂化工艺的发明人是法国工程师兼工业家尤金·胡德利(EugeneHoudry)。1937年3月5日,在它的马库斯·胡克炼油厂诞生了完全商业化的胡德利催化裂化装置,日处理能力是12000桶(约60万吨/年)。在1938年美国石油学会的年会上,阿瑟·皮尤宣布了这一崭新的工艺的成功,各家石油公司纷纷要求转让技术。

图:尤金·胡德利

印第安纳标准石油公司组织了以副总裁兼炼制部主任保罗斯为首的班子,经过论证,认为技术转让费太贵,引进技术不如自己另外研究。其他几家也有同样意见。1938年10月,组成了合作研究机构——催化研究协会。参加者有:印第安纳标准石油公司、新泽西标准石油公司、德国的法本工业公司、凯洛格公司(注:这是一家专业化的石油工程建设公司)。

不久,英波石油公司、荷兰壳牌集团、得克萨斯公司、环球油品公司(UOP)也参加进来。这个集团合作研究开发的是流化催化裂化技术。

流化床的概念是新泽西标准石油公司的威廉姆·奥代尔提出来的,1936年申报了专利。由于对催化剂再生和积碳燃烧的控制了解甚少,流化床的问题被暂时搁置起来。美国油气杂志刊登的胡德利催化裂化的论文,启发了科技人员研究流化催化裂化的热情。新泽西标准石油公司的研究人员突破了“上流式”催化裂化的关键问题,使催化剂同原料油、产品、烟气分别在反应器、再生器内向上流动,从顶部排除再分离。

图:当年的新泽西标准石油公司

1941年2月11日,新泽西标准石油公司宣布,催化研究协会开发成功了流化催化裂化工艺。三座处理量为每天12000桶(约60万吨/年)的流化催化裂化装置相继建成。其中第一套是凯洛格公司设计、建造在巴吞鲁日炼油厂的那一套。投产日期是1942年5月25日。

这种新工艺发展很快。第一代的“上流式”不久就被第二代的“下流式”所取代。上述上流式的第一套装置尚未投产,第二代下流式的10套装置已经开工建设。1947年,这个集团又开发出第三代,1951年开发出第四代流化催化裂化技术。由于这个合作研究协会以新泽西标准石油公司为核心,这些技术统称埃索(ESSO)流化催化裂化工艺。

另外,为了进一步提升油品产量和质量,以及拓展油品向化工品转型的发展方向,环球油品公司的技术人员加入了研究催化重整的技术。1949年3月29日,这家公司公布了利用催化剂进行环烷脱氢异构生产优质汽油的方法,为提高其有辛烷值开创了新的途径。

新工艺的关键是找到一种高效率的催化剂。经过多年努力,他们开发出了铂催化剂。1949年10月28日,在美国密执安州马斯基根的“老荷兰“炼油厂建成了世界第一套铂重整装置。它的初期处理量为每天238.5立方米。这套装置10年后还在运行,处理量已经扩大为每天477立方米。

图:铂催化剂

环球油品公司在1951年公布了另一种铂催化剂,1953年年末另一套装置投入了运行。

1955年,出现了两种新的催化重整工艺。一种是胡德利配套催化重整,在中等强度条件下操作,可以从产品中回收芳香烃。另一种是环球油品公司的雷克斯重整法,把铂重整同芳香烃萃取结合了起来。20世纪60年代发展了多种催化剂。

环球油品公司在20世纪60年代末把铂重整工艺发展为连续再生式催化重整工艺,并且在11年顺利投产了第一套重整装置,包括:直立式换热器,箱式加热炉,直立烟筒式反应器。这种工艺使反应系统和再生系统有较高的开工率,产品的辛烷值更高。

二、全球炼化行业规模发展史回顾:在技术推动下快速增长

炼油加工是成熟的工艺,从历史的发展演变来看主要是伴随着规模化、复杂系数的提升;近年来由于加工重质油的需求,炼厂普遍的加氢能力提升。自2014年以来,由于成品油的需求放缓,化工品盈利的好转,炼厂加工更是致力于化工品比例的提升。因此,大型规模化、复杂系数提升、炼化一体化成为了炼油发展的新趋势。

由于近年来化工品盈利较好,以及原油的轻质油和重质油的加工结构变化,炼油的加工工艺整体方向变为:以多产作为化工品原料的轻烃为导向,以及加大对轻重质油的进料调节和加工渣油能力的提升。对于炼油产业链中的不同装置的作用,可以总结为以下:

催化裂化(FCC):催化裂化是炼厂重油二次转化的主要手段,目前全球催化裂化加工能力约占原油一次加工能力的16%。催化裂化是在热和催化剂的作用下,使重质油发生裂化反应,转变为裂化气、汽油馏分和柴油馏分等;其原料是原油通过蒸馏所得的重质馏分油,或在重质馏分油中掺入少量渣油,或全部用常压渣油或减压渣油。催化裂化除生产油品外,也副产化工品丙烯,催化裂化丙烯产量占全球丙烯产量的近30%,是仅次于蒸汽裂解的第二大丙烯来源。催化裂化所产汽油辛烷值高,裂化气(一种炼厂气)含丙烯、丁烯、异构烃多。而典型炼油厂的汽油主要由轻直馏汽油、焦化轻汽油、烷基化油、重整生成油、FCC汽油和MTBE组成。

催化重整:主要是将石脑油转变成富含芳烃的重整生成油,并副产氢气,是PX生产的主要路线。重整生成油可直接用作汽油的调和组分,也可以经过芳烃抽提以提取苯、甲苯、二甲苯,而副产氢气是炼厂加氢装置的主要来源之一。

渣油加氢裂化:加氢裂化技术是重油深度加工的主要工艺手段之,也是能在原料轻质化的同时直接生产清洁燃料和优质化工原料的重要技术手段。渣油的处理无非分为两种,脱碳和加氢。目前代表渣油加氢最先进的加工工艺主要是沸腾床加氢裂化和悬浮床加氢裂解(或浆态床)。恒力石化用法国Axens的技术,单线320万吨/年(合计2*320万吨/年)沸腾床渣油加氢裂化于今年顺利开车,成功将原油中重质油全部转化生成了石脑油、柴油、蜡油、未转化油等中间产品,为下游石脑油加氢、柴油加氢裂化、蜡油加氢裂化和溶剂脱沥青等装置提供了充足原料保障。而悬浮床加氢裂化,意大利ENI公司在意大利Sannazzaro炼厂的135万吨/年产能已经实现工业化。

延迟焦化:重劣质油加工比例上升仍然是未来长期的趋势,延迟焦化是脱碳的工艺路线选择。延迟焦化是一种热裂化工艺,其主要目的是将高残碳的渣油转化为轻质油。美国是焦化能力最大的国家,但由于美国轻质原油过剩,焦化装置的利用效率下降。延迟焦化是炼厂加工劣质重油不可或缺的手段之一,可以深度加工来自厂内其他装置的尾料包括减压渣油、减黏裂化渣油、催化裂化油浆、加氢裂化尾油等,也可以用于改善炼厂柴汽比、为乙烯工业及重整装置提供原料等重要作用。延迟焦化的优势主要有:原油适应性强、可以提高柴汽比、可以加工硫含量高的催化油浆等。

炼化厂制氢:炼化一体化工厂需要大量的氢气,主要用于渣油加氢、加氢精制等。同时炼化一体化工厂在生产环节也会副产氢气,因此氢气的综合利用至关重要。大型炼化项目的氢气来源主要有:1)石油焦或煤制氢,美国炼厂多外购来自于天然气SMR制氢;2)催化重整氢气,一般情况下,重整副产氢气约占原油总量的0.5-1%,对于全加氢炼油流程,氢气用量一般占原油加工量的0.8-2.7%;3)石脑油裂解副产氢气;4)丙烷/丁烷脱氢副产;5)低浓度氢气的回收,如加氢、催化裂化、延迟焦化副产的氢气,用变压吸附(PSA)、膜分离、深冷等三种工艺提取。

图:炼厂类型及装置配套关系

炼油产能自2018年起进入快速扩张阶段,意味着未来则面临着行业需求下行的风险。根据BP能源统计数据,2018年全球炼油产能10005万桶/天(50.024亿吨/年),同比增长1.4%或增加产能8568.3万吨/年。2019年起,全球炼油新增产能增速将会扩大,且伴随着单一炼厂的规模扩大,下游同时配套乙烯等化工品等趋势。

图:1965年至2019年全球产能快速增长

乙烯是重要的化工品原料,同时乙烯对于国民经济的带动效应明显,一个乙烯项目的投资往往会伴随着下游众多精细化工产品的投资。乙烯项目的投资往往会带动更大的辐射效应,并有望达到供给创造需求的效果。

除了煤化工的煤制烯烃CTO/甲醇制烯烃MTO外,全球绝大多数的乙烯生产是通过裂解而成。生产规模化的核心在于裂解炉的规模与压缩机的功率。目前乙烯生产的趋势是大型化与炼化一体化。传统的乙烯的生产多是外购石脑油通过裂解而成,一般情形下生产100万吨乙烯需要330万吨的石脑油原料,而同时副产近50吨丙烯、18万吨丁二烯、20万吨纯苯、以及其他芳烃混合物、异丁烯、丁烯、碳五、乙烯焦油等。目前全球乙烯装置接近270套,共计产能1.7亿吨/年。美国在2010年以后由于页岩气革命,在开发过程中也带来了大量的乙烷副产,这些是裂解乙烯的优质原料。

图:2005年至今全球乙烯产能规模快速增长

除常减压外,当前石油的主要加工工艺还有加氢裂化、催化重整、延迟焦化、加氢精制、减黏裂化、烷基化等。经过多年的发展,石油炼化加工的工艺形成了完整的体系,但石油的加工原理和工艺并没有大的改变,技术进步主要体现在:装置的规模化、炼化一体化能力、催化剂的进步、重油及渣油加氢的处理能力、生产的智能化等。

规模化主要体现在装置的大型化,以及一体化、石化园区的集约化。综合对比麦寮的台塑基地、印度Jamnagar的信诚公司生产基地、韩国蔚山的SK生产基地、新加坡裕廊岛、沙特朱拜勒(Jubail)、沙特延布(Yanbu)、阿联酋的Ruwais等大型炼化基地。经过分析,可以得到,装置的规模化有利于降低设备投资成本、提高原料收率、增加生产的稳定性等。而园区化集中的管理可以降低公用工程的成本,加大各种产品之间的优化,做到物料平衡、物尽其用。

图:炼油装置中全球单套装置规模最大企业统计

不同原油品种可以选择不同的加工工艺,同样对于不同的下游应用需求,也可以选择合适工艺路线。整体而言,原油加工分为一次加工、二次加工、三次加工等。一次加工主要为原油的初加工,即把原油蒸馏分为几个不同的沸点范围(即馏分),其加工装置为常压蒸馏或常减压蒸馏。二次加工为原油的深加工,即将第一次加工得到的馏分再加工成商品,其加工装置为催化裂化、加氢裂化、延迟焦化、催化重整、减黏裂化等。

炼油的产品切割中主要根据馏分、碳氢比等;其中对应含碳量为:C1-C4LPG;C5-C9石脑油;C5-C10汽油;C10-C16煤油;C14-C20柴油;C20-C50润滑油;C20-C70燃料油;

原油长期重质化趋势,以及炼化一体化后裂解乙烯配套的原料需求,渣油加氢裂化更适合我国国情。近年来,随着美国页岩油的产量不断增加,轻质油的供应增多;另一方面,美国对于委内瑞拉的制裁,重质原油的产量减少。从近期山东地炼的进口原油比例也可以看出,加工原油出现了硫含量和酸值下降,略轻质化的现象。由于美国的炼油装置年代久远,轻质油加工带来的汽油收率较高,反而柴油市场更好;因此会减少催化裂化进料,增加柴油产出,这样会带来炼厂的使用效率下降。同时,美国的炼厂仍然以加工燃料为导向,延迟焦化的占比较多;而且美国的乙烷供应充裕,乙烯裂解原料多以页岩气副产的乙烷为主,对于炼厂的渣油加氢裂化中的轻烃需求较少,因此渣油加氢裂化的应用空间反而较小。

国内新的大炼化项目均以提高化工品比例为主,整体的设计路线以多产PX,轻烃为主,尽量减少成品油的产量。在成品油加氢精制,以及渣油裂化过程中所需的氢气消耗量大,因此往往需要用煤制氢或者石油焦制氢的路线来保障氢气供应。

三、全球炼化行业未来50年发展预测:一体化带来的多元化和纵深化发展

对于全球炼化行业发展趋势来说,平头哥认为,在油品全球化供应过剩的大背景下,“控炼增化”是全球炼化一体化的发展常态,而炼化一体化的企业发展模式,已成为与化工物料互换、能量共享和公共设施共用的紧密一体化发展模式,此举很大程度上降低了产品的生产成本,提高了产品的附加值。

对于未来50年内全球炼化一体化的发展大趋势,平头哥总结为以下几个方向:

(1)全球炼化一体化向更加多元化模式快速发发展

本文开头提及的浙石化,是4000万吨/年炼油装置,下游配套280万吨/年乙烯装置和1040万吨/年芳烃装置,下游化工装置体量位居国内一体化企业的前列。并且,埃克森美孚开发和应用了IGCC气电联产一体化技术,在我国福建炼化中工业化应用,并且成为了我国首套供氢、供汽和发电的多联产IGCC装置,用其溶剂脱沥青装置的脱油沥青为原料,生产氢气、超高压蒸汽和发电,并副产氧气和氮气,满足了其1200万吨/年炼化一体化项目的所有电力、蒸汽与40%的氢气需求,产生了良好的经济效益和社会效益。

所以,平头哥认为,自上世纪90年代至今,随着对芳烃市场的需求,炼厂自身应对氢气需求及汽电或热电联产的需求,炼化一体化跨越了炼厂自身的经营范围,覆盖了多种化工产品的生产,进一步提高了芳烃、烯烃等产品的产出,提升了炼厂的多元化发展模式。并且,随着油品供应规模的过剩,未来全球炼化一体化企业必将走向更加多元的产品结构,下游将涉及至专用化学品等领域。

(2)全球炼化一体化向纵深方向发展

中国石油、沙特基础工业公司和中科院大连化物所正在合作开发天然气直接制烯烃/芳烃技术,与现有的天然气转化的传统路线相比,该技术不需要高耗能的合成气制备过程,缩短了工艺路线,反应过程本身实现了二氧化碳的零排放,碳原子利用效率可达到100%,一旦开发成功,将推进炼化一体化向天然气、煤化工等领域进一步拓展。

埃克森美孚、沙特阿美和沙特基础工业公司都开发了原油直接裂解制烯烃技术,通过省略常减压蒸馏、催化裂化等主要炼油环节,简化流程、降低投资,以最大化生产化学品为目的,多产烯烃、芳烃等化工原料,化学品转化率可达50%~70%。并且,埃克森美孚在广东上马全球首套原油直接裂解制烯烃技术。

另外,全球的技术研究方向(后期平头哥将择机重点介绍全球新技术研究成果,希望大家密切关注)中,还包括天然气直接制烯烃/芳烃技术、催化裂化多产低碳烯烃技术、催化重整多产芳烃技术及加氢裂化多产乙烯裂解原料技术等。加氢裂化正成为炼化一体化的核心主体技术,用新型催化剂、优化调整工艺流程或工艺条件,广泛用于多产石脑油或加氢尾油的生产技术。

炼化一体化虽然是炼油和乙烯生产的重要载体,但是平头哥认为,随着技术的发展,全球炼化一体化呈现了新的模式和发展动向,已成为全球炼化一体化企业优化配置、降低生产成本、提高附加值产品的主要战略选择。全球炼化一体化的纵深化发展,也将成为未来全球炼化行业的长远大趋势。

谁知道什么是脱硫技术?

FCC的催化剂是以前是USY,现在加入一部分ZSM-5作为主催化剂。催化剂的主成分是氧化铝、氧化硅,一定量的稀土和极少量其他元素。

催化裂化 (简称FCC)技术:催化裂化是石油炼制过程之一,是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应,转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。

fcc汽油含硫化合物的组成及其主要脱硫方法

生物脱硫,又称生物催化脱硫(简称BDS),是一种在常温常压下利用需氧、厌氧菌除去石油含硫杂环化合物中结合硫的一种新技术。早在1948年美国就有了生物脱硫的专利,但一直没有成功脱除烃类硫化物的实例,其主要原因是不能有效的控制细菌的作用。此后有几个成功的"微生物脱硫"报道,但却没有多少应用价值,原因在于微生物尽管脱去了油中的硫,但同时也消耗了油中的许多炭而减少了油中的许多放热量。科学工作者一直对其进行了深入的研究,直到1998年美国的Institute of Gas Technology(IGT)的研究人员成功的分离了两种特殊的菌株,这两种菌株可以有选择性的脱除二苯并噻吩中的硫,去除油品中杂环硫分子的工业化模型相继产生,1992年在美国分别申请了两项专利(5002888和5104801)。美国Energy BioSystems Corp (EBC)公司获得了这两种菌株的使用权,在此基础上,该公司不仅成功地生产和再生了生物脱硫催化剂,并在降低催化剂生产成本的同时也延长了催化剂的使用寿命。

催化剂的应用对高辛烷值汽油的应用及进展

1、fcc汽油含硫化合物的组成:由烃类化合物组成,含硫化合物的种类繁多(油品中的含硫化合物主要以硫醇,硫醚,二硫化物、噻吩类和苯并噻吩的形式存在),结构复杂,含量低(几百至上PPM)。

2、主要脱硫方法是吸附法脱硫具有低投资、低操作成本的优点,化学吸附更具有高硫脱除率的特点,可以将汽油中的硫含量降至10μg/g以下,然而,化学吸附必须在较高温度下才能具有较好的性能。

我国发展轻汽油醚化技术具有哪些优势?

提高汽油辛烷值技术的新进展 辛烷值是评价汽油质量的主要指标之一。目前,我国FCC汽油约占车用汽油总量的70%以上,重整汽油和其他优质高辛烷值汽油组分含量过低,而低辛烷值的直馏汽油所占比例较高。因此,FCC汽油辛烷值的高低对汽油辛烷值总水平起着举足轻重的作用。 目前提高汽油辛烷值的技术主要有催化重整技术、烷基化技术、异构化技术和催化裂化汽油醚化技术。 催化重整方面 催化重整汽油的最大优点是它的重组分的辛烷值较高,而轻组分的辛烷值较低,这正好弥补了FCC汽油重组分辛烷值低,轻组分辛烷值高的不足。 IFP公司介绍了其连续重整工艺两个主要新进展。设计先进的再生器技术以及与之相关的新一代催化剂CR401。该再生技术把再生分为4个独立的阶段:预烧焦、最终烧焦、氯化更新和焙烧。在预烧焦部分最大限度地降低导致烧焦过程中催化剂脱氯的主要因素--水分含量,即"干烧"。最终烧焦部分用革新的温度和含氧量调节系统。其优点是延长催化剂寿命、提高烧焦可靠性、改进再生器操作灵活性。该工艺花费不大于常规系统,而催化剂年消耗减少30%~70%。目前已有4套装置用这一技术。CR401催化剂已工业化,中试结果表明,与CR201相比,C5+汽油收率提高0.2%~0.8%,产氢稳定性相当或更好,可提高产率0.1%~0.5%,活性稍有改善,更耐磨,而且保留氯的性能明显改进。 烷基化方面 烷基化油具有辛烷值高、敏感度好、蒸气压低、沸点范围宽,是不含芳烃、硫和烯烃的饱和烃,是理想的高辛烷值清洁汽油组分。目前烷基化主要有液体酸烷基化技术、固体酸烷基化技术和拟烷基化技术。 长期以来,液体酸烷基化技术一直沿用硫酸和氢氟酸作催化剂。由于腐蚀和环保问题,寻求一种固体酸催化剂替代硫酸和氢氟酸生产烷基化油就成了炼油工业的热门课题。 固体酸催化剂有杂多酸、沸石、离子交换树脂,无机氧化物上附载卤化物的固体酸等多种体系。目前开发较成熟的固体酸烷基化技术有UOP公司的Alkylennye工艺。该工艺用特定的固相均相催化剂。该催化剂具有优化的颗粒分布和孔径,并能保证良好的传质,对异丁烯具有很高的烷基化活性。Topsoe公司开发的固体酸烷基化工艺用固定床反应,所用催化剂是在载体上吸附的液体超强酸。 异构化方面 异构化是提高整体汽油辛烷值最便宜的方法之一,可使轻直馏石脑油的辛烷值提高10%~22%。正构化烷烃进行异构化取决于所用催化剂,所以近几年对异构化的研究主要集中在烷基异构化及其催化剂的研究。 C5/C6异构化技术是比较成熟的烷基异构化技术,典型的技术有UOP与壳牌合作的完全异构化技术(TIP),该工艺由异构化和分子筛吸附分离两部分组成。直馏C5、C6馏分,经异构化后研究法辛烷值可从68左右提高到79,然后用分子筛吸附,将正构烃分离出来进行循环异构,辛烷值可以提高到88~89。另外,UOP还推出了多代异构化技术,如基于HS-10分子筛催化剂的异构化、金属氧化物LPI-100催化剂的Parisom技术和基于贵金属含氯氧化铝1-8催化剂的Penex技术等。 目前使用的异构化催化剂主要有两类。其一是无定形催化剂,使用此类催化剂时,反应温度较低(120℃~150℃),氢/烃比小于0.1,不需要氢气循环,但对原料需进行严格的预处理和干燥。用此类催化剂的有UOP公司的Penex工艺。其二是沸石类催化剂,使用此类催化剂时,反应温度较高(230℃~270℃),氢/烃比大于1.0,因此需要氢气循环。UOP公司的TIP工艺就是用此类催化剂。 催化裂化轻汽油醚化 催化裂化汽油中含有大量的C4~C11活性烯烃,活性烯烃与甲醇进行醚化反应后,可生成低蒸气压和高辛烷值醚类化合物。目前,国外已开发的新技术主要有: 1.芬兰Neste工程公司的Next TAME技术,醚化后轻汽油辛烷值提高2至3个单位,异戊烯的转化率为90%,雷德蒸气压下降6kPa,烯烃含量下降23%左右; 2.美国CDTECH公司的催化蒸馏工艺,催化裂化汽油通过加氢、醚化、烷烃与烯烃的分离和骨架异构化后,非活性戊烯异构化为活性戊烯,调合汽油中的烯烃减少了80%; 3.美孚公司的轻汽油醚化工艺,轻汽油与甲醇、氢气一起进入装有催化剂的第一反应器,进行临氢醚化反应。反应产物进入装有普通强酸性阳离子交换树脂的第二反应器进一步反应,产品进入脱丁烷塔分离,塔顶为C4和未反应的甲醇,塔底为醚化汽油; 4.Snamprotty公司的DET工艺,经醚化后的汽油,烯烃含量下降28.71%,氧含量达4.85%,抗爆指数提高3.42,调合汽油蒸气压下降24kPa。

①FCC轻汽油与醚化技术优势契合度高,醚化技术能够解决国内FCC轻汽油烯烃含量高的主要问题,同时附带提高辛烷值、氧含量、降低蒸汽压和创造甲醇附加值等优势,说明我国有必要发展醚化技术。

②国家车用汽油标准中,氧含量限值为2.7%(质量分数),一般醚化汽油氧含量约4%~6%(质量分数),轻重汽油拔出比例约3∶7,在与重汽油调和后氧含量小于2%(质量分数),完全可以满足国家标准的要求。

③国内催化汽油原料充足、甲醇产能过剩,国内甲醇产能过剩是既成事实,FCC规模约占国内原油加工能力的30%,FCC汽油占汽油池调和组分约70%~80%,说明潜在市场巨大,轻汽油醚化技术应用前景广阔。

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