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摘要：文章介绍了降低催化裂化汽油苯含量的技术攻关思路、改造方案及具体处理措施。结果表明，采用分馏的方法分离并脱除催化裂化汽油中的富苯馏分，可以实现降低汽油苯含量的目标，苯的体积分数由1.30%降至0.75%以下，解决了企业生产的汽油产品苯含量质量指标超标的难题。
关键词：催化裂化汽油；苯含量；分馏；石油化工
1案例概况
为解决催化裂化轻循环油(light cycle oil，LCO)稠环芳烃含量高、十六烷值低，不适合作为车用柴油调合组分和压减柴油的需求问题，某公司在实施油品结构调整改造项目中采用中石化石油化工科学研究院开发的催化裂化组合生产高辛烷值汽油或轻质芳烃技术(LTAG)[1]，新建了配置LTAG回炼喷嘴的300万t/a催化裂化装置(以下简称“2#催化裂化装置”)，并将原130万t/a催化裂化装置(以下简称“1#催化裂化装置”)由MIP工艺改造为与蜡油加氢装置组合生产高辛烷值汽油的LTAG工艺，用于加工本装置和2#催化裂化装置生产的LCO。装置投产后，1#催化裂化装置始终按LTAG工艺运行，为了压减柴油，2#催化裂化装置也经常按LTAG工艺运行，生产高辛烷值汽油。
但在生产过程中，有以下问题需要攻克和解决：一方面，应用LTAG技术会造成催化裂化汽油苯含量增加。汽油中苯含量变化的规律是随着进料中加氢LCO比例逐渐提高，汽油中苯含量增加[2-3]，工业应用中加氢LCO达到进料比例的100%时，催化裂化汽油中苯的体积分数甚至达到2%以上[4]。该公司加氢LCO掺炼比例为40%，两套催化装置生产的催化裂化汽油经过S-Zorb装置脱硫后苯的体积分数达到1.2%左右；另一方面，由于该公司新建2#催化装置，使催化裂化汽油在全公司汽油池中占比大幅提高，达到60%左右。以上两方面因素导致调和的汽油产品，尤其是国VI标准92#车用乙醇汽油调和组分产品(催化裂化汽油占比65%以上)苯含量有不达标情况，如表1所示。
2攻关思路及改造方案
2.1攻关思路
为解决92#车用乙醇汽油调和组分产品苯含量超标问题，该公司开展了专项攻关，因公司同时生产国VI标准95#、92#车用汽油，95#、92#车用乙醇汽油调和组分等多个牌号的汽油产品，各汽油调和组分资源基本固定，各牌号汽油调和配方可以调整的幅度有限，且通过提高92#车用乙醇汽油调和组分中异辛烷等苯含量低的组分来降低汽油产品苯含量的方法不但会提高汽油调和成本，也将影响其他牌号汽油产品的生产，且该方法治标不治本，因此将攻关方向确定在降低汽油调和组分的苯含量上。
该公司汽油池调和组分主要为S-Zorb汽油、重整汽油(包括重整C8、C9组分)、重整戊烷油、重整抽余油、异辛烷和MTBE等。异辛烷和MTBE均不含苯；因重整装置配套芳烃抽提和苯、甲苯精馏单元，重整汽油中的苯已通过抽提方法分离出去，故用于调和汽油的重整汽油C8、C9组分中也不含苯；重整戊烷油中苯体积分数为1.00%，但全年总量很小，只占汽油池的1.72%；重整抽余油中苯体积分数只有0.40%，因此，S-Zorb汽油(原料为催化裂化汽油)是造成汽油池苯含量高的主要原因。如表2所示，降低汽油苯含量工作应围绕降低催化裂化汽油苯含量开展。
2.2降低汽油苯含量的方案
目前，降低汽油苯含量的技术主要有物理分离降苯技术、加氢饱和降苯技术和烷基化降苯技术等[5-6]。分析比较以上几种降苯技术，物理分离降苯技术相对简单，抽提技术已应用于该公司的重整抽提装置分离重整生成油中的纯苯，但膜分离和吸附降苯技术实际应用较少；加氢饱和降苯技术如果应用于催化裂化汽油，会使其中的大量烯烃加氢饱和，导致汽油辛烷值大幅下降，并且需要耗费较多氢气，加工成本较高，因此不适用于催化裂化汽油降苯；烷基化降苯技术需要增加烷基化反应单元及后续的分离单元，投资大、建设周期长，但该公司催化裂化汽油苯含量绝对值并不高，为此新建一套复杂的反应、分离系统不经济。该公司因汽油降苯需求迫切，经研究决定，借鉴以上技术先分离富苯馏分的方法，利用旧蜡油加氢装置闲置的分馏塔，通过分馏的方式将汽油中富集苯的馏分直接分离出去以降低催化裂化汽油的苯含量。
在实验室进行了92#车用乙醇汽油调和组分产品的调和实验。该公司成品汽油苯含量内控指标为体积分数不大于0.75%，通过表3的实验结果可知，当S-Zorb汽油中苯体积分数降至1.05%以下时，调和汽油中苯体积分数方可满足不大于0.75%的要求。
但如果对全部催化裂化汽油进行分馏，能耗将会较高，若仅对占比不足三分之一的1#催化裂化汽油进行分馏，降苯后的1#催化裂化汽油再与2#催化裂化汽油混合，进入两套S-Zorb装置脱硫，经初步测算，在目前1#、2#催化裂化汽油苯体积分数分别为1.30%和1.15%的情况下，1#催化裂化汽油苯体积分数只需降至0.82%以下，即可保证S-Zorb汽油苯含量满足调和要求，如表4所示。因此，决定采用该方案实现汽油降苯。
2.3改造方案
利用旧蜡油加氢装置闲置的分馏系统，改造为汽油降苯单元，主要包括：对塔内件及侧线抽出管口进行调整，对不同位置塔盘进行堵孔或重新开孔，对塔顶、塔底泵、换热系统进行调整。另外，增加降苯后汽油脱水罐，脱除分馏塔底汽提蒸汽带入油品中的水分，以保证下游S-Zorb装置原料水含量合格。改造后流程如图1所示。
1#催化裂化汽油首先进入换热器E101与塔底高温的降苯汽油换热，升温后进入分馏塔C202。塔顶油气经塔顶冷却系统冷却后，进入回流罐D202进行油水分离，塔顶油经泵升压后，部分作为冷回流返回C202，部分与分馏塔底油混合。分馏塔C202设侧线抽出流程，抽出富苯馏分进富苯馏分汽提塔C203，富苯馏分汽提塔采用蒸汽汽提流程，塔顶油气返回分馏塔C202。塔底油经泵升压、冷却后，送出装置。有三个可选去向：一是送至轻烃回收装置，分离出轻石脑油和重石脑油，分别作为乙烯裂解装置原料和催化重整装置原料；二是送至柴油加氢装置作原料；三是直接送至烯烃厂作为乙烯裂解原料。分馏塔底油经分馏塔底泵升压后与塔顶油混合，冷却后进入汽油精脱水罐D204脱水后送出装置。
3工业应用及工艺再优化措施
3.1工业应用情况
汽油降苯单元投用后，实际生产数据显示，对于苯体积分数为1.30%的催化裂化汽油原料，在富苯馏分抽出占进料百分比为12.65%时，降苯后汽油中苯的体积分数为0.75%，如表5所示。
3.2工艺优化
根据前文所述，在当前工况下，1#催化裂化汽油苯体积分数只需降至0.82%以下，即可满足汽油调和需求，因此摸索了分馏塔侧线富苯馏分抽出百分比与降苯后催化裂化汽油苯含量的关系，如表6所示。
可见，在当前工况下，控制分馏塔侧线富苯馏分抽出百分比为10.63%，即可满足汽油调和需求。因此，在实际生产中，可根据1#、2#催化裂化装置汽油苯含量变化情况，调整侧线富苯馏分抽出量，控制降苯后汽油苯含量在预期范围内，既能保证92#车用乙醇汽油调和组分产品苯含量指标合格，又不出现大量过剩情况，以减少汽油馏分的损失和分馏塔汽提蒸汽用量。
表7为1#催化裂化汽油苯体积分数降至0.82%时，调和的国VI标准92#车用乙醇汽油调和组分产品典型成分，各项指标均满足国标要求。
由于以上方案将抽出的富苯馏分部分转变为乙烯原料，损失了汽油馏分，后期将对富苯馏分的加工路线进一步优化，增加富苯馏分送至重整抽提装置加工的流程，富苯馏分经抽提单元抽提回收纯苯，抽余油则可以返回调和汽油。结合前文所述富苯馏分的三个加工路线，今后可根据实际生产需求、产品市场价格变化等因素灵活调整富苯馏分的加工路线。
4结语
(1)通过对催化裂化汽油进行简单分馏，分离并脱除富苯馏分的方法可以有效降低催化裂化汽油的苯含量。在实际应用中，苯的体积分数可由1.30%降至0.75%以下。
(2)调整分馏塔侧线富苯馏分的抽出量，可以改变降苯后催化裂化汽油的苯含量，以达到优化汽油产品苯含量的目的。
(3)富苯馏分的加工路线可根据需要灵活安排，可直接作为乙烯裂解原料，也可经过轻烃回收装置分离为轻、重石脑油后分别作为重整装置原料和乙烯裂解原料，还可以经过抽提装置回收纯苯产品外售，抽余油作为汽油调和组分。
参考文献：
[1]龚剑洪，毛安国，刘晓欣，等.催化裂化轻循环油加氢-催化裂化组合生产高辛烷值汽油或轻质芳烃(LTAG)技术[J].石油炼制与化工，2016，47(9)：1-5.
[2]毛安国，杨成武，黄辉明，等.催化裂化轻循环油生产高辛烷值汽油技术LTAG的工业应用[J].石油炼制与化工，2020，51(1)：1-6.
[3]毛安国，龚剑洪，唐津莲，等.催化裂化轻循环油生产高辛烷值汽油或轻质芳烃(LTAG)技术关键及实践[J].石油与天然气化工，2020，49(3)：1-7.
[4]闫立根.LTAG技术的工业应用研究[J].能源化工，2019，40(5)：23-26.
[5]马爱增，张大庆，潘锦程，等.降低汽油中苯含量的技术选择[J].石油炼制与化工，2009，40(9)：1-7.
[6]邢恩会，谢文华，慕旭宏.降低汽油苯含量技术进展[J].中外能源，2011，16(5)：81-87.后台-系统设置-扩展变量-手机广告位-内容正文底部 -
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人参与 2024-09-13 10:23:34 分类 : 理学 点这评论 作者：团论文网 来源：https://www.tuanlunwen.com/
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