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1、清洁燃料生产技术的研究与开发何鸣元郝小明 段启伟 ( 石油化工科学研究院， 北京1 0 0 0 8 3 )主颐词:清洁燃料C FAt汽车尾气环境保护1 前言随着汽车工业的发展，汽车排放的有害物一氧化碳( C O ) , 碳氢化合物( C H ) , 氮氧化物 ( N O x ) 、 硫氧化物( s o , ) 等， 已 成为城市大气污染的主 要公害， 一些大城市汽车排放的有害物 已占城市大气总污染物的6 0 %- 7 0 %0以北京为例，1 9 8 6 - 1 9 9 7 年，在煤使用量基本不变的情况下，由于汽车保有量由3 0 万 辆 增 加 到1 4 0 万 辆， 空 气中 ( 二 环路以内
2、 ) N O 二 浓度由9 9 . g / . 3 上 升到2 0 5 m g / m 3 , C O 、 臭氧 ( 0 3 ) 浓度等也超过国家 标准。为了大幅减少汽车尾气中有害物， 保护大气环境、 保护人民身体健康，我国制定了新的 汽油、 柴油规格标准。我国和其他国家的汽油、 柴油标准见表1 、 表2 。从表1 、 表2 可以看 出， 我国汽油、柴油的质量标准与国际水平还有相当的差距， 但是目 前我国很多炼油厂要生 产达到新标准要求的汽油、柴油还有一定困难。原因是:( 1 )我国汽油组分配比不合理， 成品汽油中低硫、 低烯烃的催化重整汽油只有6 %， 烷 基化油、 异构化油、 M T B
3、E 等只有9 % a ， 催化裂化( F C C ) 汽油约占8 5 %, F C C 汽油中 烯烃含量 一般是4 0 %一 4 5 %， 有的甚至高达6 5 %，要达到新标准( 烯烃含量小于3 5 %) 还有一定难度。( 2 )我国F C C原料大部分不进行预先脱硫处理，致使 F C C汽油硫含量一般为5 0 0 - 7 0 0 p 酬 B , 高的 可达1 3 0 0 1e留 90( 3 )我国原油加工装置中加氢裂化、 加氢精制的生产能力小，柴油中的硫和芳烃不能有 效脱除，我国成品柴油中硫、芳烃含量高，十六烷值低。2 0 0 0 年我国原油加工能力达2 7 0 M t/ a ， 居世界第三
4、位， 生产的汽油、 煤油、 柴油计 1 2 2 M t ，价值3 0 0 ( 】 多亿元。如因质量不合格而不能投放市场，给国家造成的损失将是不可想 像的。环保要求会越来越严格， 我国不久就将执行世界燃料规范n 类标准。我国生产的汽油、 煤油、柴油质量只有提高到一个新水平才能符合要求。因此， 研究和开发生产清洁燃料的新 技术将是石油化工科学研究院( 用P P ) 今后一个时期的重要任务。现将R I P P 院近期有关清洁燃料生产技术的研究情况作一个简要的介绍。表1 各国车用汽油规格项目M rs / j 乙 热 供苯含量/ %芳烃含量/ %烯烃含量/ 呢氧含量/ %燕气压/ Pe美国1 9 91
5、) 年平均 美国加州C A M 第五阶段 1 9 9 6 年 美国第 11阶段2 0 0 0 年 欧盟2 0 0 0 年4 03 52 . 71 侧】 )1 61 8 8 38 9 .779 .590 .779 .6从表2 1 结果可以看出， 经过加氢精制预处理的V G O 一 c 与未处理的V G ( ) 相比，裂化转 化率提高了6 . 5 3 %， 汽油产率提高了9 . 4 2 %， 达到5 7 . 4 1 %( 质) ， 干气和焦炭产率分别下降 1 . 4 3 %和2 . 1 5 %。另外， 从汽油实际 胶质和硫含量看， 沙中V G O的催化裂化汽油不符合我 国的汽油规格要求， 而精制V
6、 G O 一 C 的催化汽油可直接作为9 0 号车用汽油的调合组分。3 . 6 柴油深度脱硫、脱芳烃的S S H T 和D D A 技术为生产符合世界姗料规范2 类和3 类柴油产品，R I P P 研究成功了柴油深度脱硫和脱芳 烃的S S H T和D D A技术。S S H T 技术采用一种( 也可以是两种) 加氢性能强的非贵金属加氢精制催化剂， 采用一个 反应器( 也可以是两个串联) 及一次通过流程，在4 . 8 一 8 . 0 M P 8 的中压下，以柴油馏分为原 料，在中型试验装置上的试验结果见表2 2 、表2 3 0裹2 2 S S f 1 7技术以!翻集油为原料生产 2 类及3 类集
7、油项目原 料油 。2 类典油3 类柴油氛分压/ 14 P e空速/ 6 - 1 油品性质硫含t/ % ( 质)总芳烃含t/ % ( 质)多环芳烃含t/ % ( 质)1 . 2 83 0. 01 1 . 56. 42 . 00 . 0 1 71 7 . 01 . 16 . 41 . 09 0g t 9 47 9 . 59 8 . 2 / 1 8 . 12 . 3从表2 6 结果可以看出，原料1 在脱硫率9 3 . 8 %,烯烃饱和率约7 0 %的情况下，( R O N + M O N ) / 2 只损失了1 . 6 个单位，可直接生产2 类汽油。原料II 通过R I D O S 处理后可直接生产
8、 3 类汽油。3 . 8 加氮一 F C C组合工艺S H Y 和R I C P 技术为降 低F C C 汽油硫含量， 增加轻油收率， R I P P 研究成功了 渣油浅度溶剂脱沥青( S D A ) 一 加 氢处理( R H P ) 一 F C C 组合的S H F 技术。 在脱除沥青质1 0 %一 1 5 %和中 压加氢处理后， 可得到质 量较好的F C C 进料， F C C 中 试装置 评价结果见表2 7 0衰2 7 加妞处理后D A O的F C产品分布项目，据一一 项数据产品分布/ %( 质)干气液化气祖定汽油轻柴抽油浆4 . 41 2. 741 . 52 8 . 95 . 0一焦炭
9、 损失/ % 质) 总计/ %( 质) 转化率/ %( 质) 总液收率/ %( 质) 总轻烃液收率 / % 质)7. 00. 51 0 0 . 0伍 . 17 0. 48 3 . 1从表2 7 结果可以看出， S H F 技术的总液收率为7 0 . 4 %，总轻烃液收率达8 3 . 1 %。这是 一种投资少、 轻油收率高、经济合理的渣油加工技术。R I P P 研究成功的渣油固定床加氢R H P 一 F C C 组合的R I C P 技术，采用将F C C 重循环油返 回 加氢处理反应器( 即 流程2 ) ， 可提高总轻烃液收率4 . 8 1 %， 其经济效益是相当可观的。中 型装置试验结果见
10、表2 8 0襄28两种方案的F C C产品分布项目R ff 流程 1m口】 流程 2流程 1 与流程2 差值反应谧度/ 七 产品分布/ %( 质)干气5 1 幻1 . 9夕刃2. 拓+0. 5 6项目川n 流程用C P流程 2流程L G P汽油柴油重油焦炭 转化率/ % 质) 轻质油收率/ %( 质) 总轻烃液收率/ % 质)1 3 . 5 44 4. 7 81 4. 3 11 7. 5 17 . 9 66 8. 1 85 9. 0 97 2. 6 31 39 04 7 . 2 81 6. 2 61 1 . 7 78. 3 37 1 . 9 76 3 . 5 47 7. 4 4续表与流程2 差
11、值+0,2. 5 0+1 . 9 5一5. 7 4+0. 3 7+3 . 7 9+4 . 4 5+4 . 8 14 催化，整催化剂及工艺R I P P 近几年重整催化剂及工艺研究的进展如下。4 . 1 3 9 6 1 , 3 8 6 1 一 B , G C R 1 0 0 连续重整催化剂已 推广 使用R IP P 研究成功，由 抚顺催化剂厂和湖南建长公司生产的3 9 6 1 , 3 8 6 1 一 B , G C R一 1 0 0 连 续重整催化剂，分别在上海石化公司、 金陵石化公司炼油厂、广州石化总厂工业生产装置上 运用获得成功。催化剂物化性质见表2 9 ， 工业标定结果见表3 0 、表3
12、1 和表3 2 0表2 9 催化剂物化性质 矿 矿 一 1111:fJ3 9 6 13 8 6 1一BG C R一1 0 0铂含J t / %( 质) 抓含J t / %( 质) 堆 积 密 度 / g . L - I 比 表 面 积 / m , “ g - I 压碎强度 / N 粒一 ， 1 .4一 2 . 0 m m粒度含t/ %0. 3 51 . 1 7- 1 . 2 00. 5 72 1 刀 一2 0 95 1 -5 89 990 . 3 81 . 1 7-1 . 2 0/2 0 7-2 1 05 1一5 89 9 . 90. 2 91 . 1 5-L20. 5 62 0 5Z m5
13、0-5 79 9 . 7表3 0 3 9 6 1 催化剂与原催化剂活性比 较项目标 一I原 催 化 刑 标 定 一项目标一I原催化剂标定( 环烷烃+ 芳烃) 含t/ % 芳烃潜含t/ 5 6WA 田 / 3 9. 9 33 8 . 8 8月 习 2. 94 2 “ 3 9 . 9 3 4 9 2 . 2氢油摩尔比 液 体 空 速 / h 一 芳烃产率/ %( 质)3. 4 90. 8 55 8 . 73 . 6 40. 8 55 8 . 9 注: W A 9 C 为加权平均床层温度。衰3 1 两次标定及原设计物料平衡顶目标定 1标定2原设计加 工 原 料 / k g - 卜 一 I 负荷率/
14、% 产品 分 布 八 9 h 一 干气含氢气体纯氮液化气戊烷非芳烃苯甲苯二甲苯重芳烃仪 4 3 91 0 73 1 56 0 3 83 1 7 32 0 2 81 4 5 91 4 ( M I63 9 3 61 3 9 6 82 洲7 61 8 1 7 37 9 6 4 41 0 6月 9牛6 2 6 33 1 0 62 4 6 71 7 4 31 3 8 4 24 0 1 31 4 6 9 72 1 2 9 31 4 8 3 27 5 0 0 01 0 02 6 55 2 6 92 6 8 92 1 8 61 3 7 21 3 7 2 23 9 1 61 2 0 2 71 8 4 7 81
15、7 7 6 5注: 标定 1 为3 9 6 1 催化剂， 标定2为3 8 6 1 一B 催化剂。3 9表3 2 G C R - 1 0 0 催化荆工业应用结果与技术协议指标对比项目原料性质与操作条件( 环烷烃 +芳烃) 含2/ %wA B r / wAr r / 高分压/ U、液体空速/ h 氮油雄尔比 反应结果芳烃产率/ %( 质)汽油辛烷值/ R O N汽油收率/ %( 质)产氮f( 标准状态 / m 0 . 1 催化荆再生性能再 生 速 率 / k4 - h - 1再生剂含碳/ % 粉 尘 f / k g “ d - 注抓 f/ k e “ d - G C R一1 0 0 标定技术协议指
16、标4 4. 2 34 8 1 . 851 5. 67 7 02 . 612. 3 63 9. 7 17 7 02 . 6 13. 56 5. 0 49 6. 68 9. 13 3 2 . 36 1 . 0 29 68 5. 62 8 61 3 6. 2 0. 0 23 . 4,2 0注: w A 盯为加权平均人口温度。从表2 9 ,表3 0 、表3 1 和表3 2 可以看出以下几点:( 1 ) 3 9 6 1 催化剂与原使用的进口 催化剂相比， 在芳烃产率相同的情况下， 床层加权平 均温度低9 , 3 9 6 1 催化剂的活性选择性优于进口 剂。( 2 ) 3 8 6 1 一 B 催化剂与原设计的国外催化剂相比， 在加工负荷略高的情况下，B T %产率 比原设计催化剂高约5 . 6 %， 说明3 8 6 1 一 B 催化剂的活性、 选择性优于原设计的国外催化剂。( 3 ) G C R 一 1 0 0 催化 剂工 业标定结果表明， 在汽油辛烷值与协议指标基本相当的 情况下， 芳 烃产率比 协议值高4 %, 汽油收率高3 .
