催化裂化汽油降烯烃技术探讨

宫文斌

关键词：催化裂化；催化剂；汽油；烯烃

全球环保法规的不断加强，使减少汽车尾气污染和发展汽车工业的矛盾日益突出，并引起世界各国的高度重视。燃油清洁化是解决此矛盾的关键之一。汽油中的烯烃一方面会增加发动机尾气排放中的CO和NOx，加重环境污染，另一方面易在汽油发动机的喷嘴和进气阀等高温部位发生氧化和缩合反应，最终形成胶质和树脂状积垢。这些积垢能吸附周围环境中的颗粒物质，从而变成坚硬的积炭，影响发动机的正常工作。因此，必须严格控制汽油中的烯烃含量。

旨在对我国几种已工业应用的汽油降烯烃工艺进行比较。

1目前几种已工业化降烯烃技术

1.1多产异构烷烃的催化裂化MIP技术

石油化工科学研究院通过对FCC反应机理的分析和小、中试验结果，自1999年开始提出MIP工艺，采用串联提升管反应器选择性控制裂化、氢转移、异构化等反应。主要目的产品为低烯烃汽油和异丁烷，已在中国石油哈尔滨石化公司第二套催化60万吨/年FCC装置上获得应用。

MIP的技术特点是利用一根提升管，分两个反应区，原料油与热再生剂进一反，进行高温、大剂油比接触，主要以裂化反应为主，生成较多烯烃，经大孔分布板进入扩径的二反后，在较低温度、较长停留时间下，增加氢转移、异构化反应，抑制二次反应。二反用注入急冷剂及补入待生催化剂来调节催化剂藏量，控制反应温度和反应深度提升管上段缩径，快分与常规FCC同。

实际证明本次MIP改造是成功的，由于反再采取了相应措施装置加工量得到极大提高，实现了0.6Mt/a年预期目标；在没有采用MIP工艺操作的前提下烯烃基本控制在40%～44%，如果进一步采用MIP工艺操作指标控制烯烃有望进一步降低；实践证明MIP反应器形式催化剂流化正常，控制灵活；汽油质量有了很大的提高，汽油中硫化物的含量下降了30%，汽油辛烷值上升了近2个单位，汽油中烯烃含量可根据要求进行调整，可以满足清洁汽油的生产要求；液态烃收率大幅增加，丙烯对原料的收率高达6.6%以上，并且还有调整的余地。

1.2两段提升管催化裂化技术

石油大学(华东)针对目前的提升管反应器存在的弊端:提升管过长，在后半段催化剂活性、选择性大大降低，热反应及不利的二次反应急剧增加，干气、焦炭产率势必增加；新鲜原料与回炼油、回炼油浆同在一个提升管内，原料易反应难吸附，回炼油(和油浆)易吸附难裂化，势必导致事倍功半的后果；受热平衡的限制，难于大剂油比操作。据此，石油大学(华东)提出了一套催化剂接力、大剂油比、短反应时间、分段反应为特点的两段提升管技术。一段进原料，在适宜位置将反应产物导出，保留最大柴油产率，二段进一段未反应的中间物料，回炼油与另一路再生剂接触，汽油改质也进入二段。两段均采用高活性、大剂油比的操作条件，实现分段反应。关键是短接触时间，两段反应时间之和比常规反应时间还要短，即是一、二段提升管长度均较短，不能过长。这给目前普遍的长提升管、沉降器位置较高的装置改造带来工程及结构问题难度较大。两段提升管技术开发最初目的是大幅度提高原料转化深度，降低干气、焦炭产率，同比加工能力可提高20%~30%，显著改善产品发布，轻收提高2~3个百分点。汽油回炼可降低烯烃含量。

石油大学（华东）教学基地胜华炼油厂10万吨/年FCC装置，用两段提升管技术，于2002年5月13日改造投产。经过标定结果显示，在汽油不回炼改制的情况下：轻质油收率上升3.2%，液收上升3.7%，汽油烯烃体积含量下降12%，汽油辛烷值损失1。

1.3辅助提升管、双提升管技术

石油大学(北京)开发的辅助提升管与洛阳工程公司炼制所开发的双提升管技术，均是专门针对汽油单独进提升管改质，促进异构化、氢转移、环化、芳构化和脱烷基反应，抑制二次裂化反应。根据降烯烃不同目的要求，可选择不同的二反操作条件及流程配置，改质反应温度在350~650℃范围内调节；工艺流程可以是：（1）两管(一反二反)、一器(原有沉降器)、一塔(原有分馏塔)；（2）两管(一反二反)、两器(一、二反沉降器)、一塔(原有分馏塔)；（3）两反、两器(改质汽油沉降器)、两塔(改质汽油另设分馏系统)等。采用（1）（2）流程必然是有部分改质汽油在循环改质，降低了改质效果，沉降器、分馏系统均需挖潜，产出汽油烯烃能达到≤35%以下，若采用（3）方案可与主流程彻底分开，汽油产品的烯烃含量可<20%，生产装置可根据不同时期、不同目的要求一次规划、分步实施。

北方公司某炼厂90万吨/年辅助提升管技术改造按（2）流程生产，FCC汽油循环回炼改质降烯烃反应结果看出，用FCC全馏分汽油改质，以改质汽油与新鲜FCC汽油按1∶1比例混合，用微反活性较高的LCS平衡剂反应结果，单程改质汽油烯烃体积分数下降15%~16%，保持较高的液收和辛烷值，总损失率只有1.17%~1.32%，最终改质汽油的烯烃质量分数降到24.22%。

2技术方案比较（见表1）

结语

清洁燃料油的标准随着环境问题的日益突出变得越来越苛刻，降烯烃催化新工艺的研发势在必行。前面介绍的三种针对FCC技术的新发展，在FCC工艺理念上有突破，按不同的目的要求使FCC化学反应以不同的区域或方式进行，总体看各项技术均在不断的完善之中，运用这些技术必须按照各自装置的实际情况。

参考文献

[1]尚琪，汤大钢.控制车用汽油有害物质降低机动车排放[J].环境科学研究，2000，13（1）：32-36.

[2]梁文杰.石油化学[M].东营：石油大学出版社，1995：167.