Hydro-GAP汽油加氢精制工艺技术应用

白瑛华

(河南油田 南阳石蜡精细化工厂 工程设计管理部，河南 南阳 473132)

随着环境保护意识的增强、燃油工业的发展、人们对环境的要求，燃油标准技术水平日益提高。降低成品车用汽油中的硫、烯烃、芳烃等含量，有效地减少汽车尾气中有害气体的排放量，保证生态环境的可持续发展，世界各国纷纷出台新标准、新环境保护法，以提高车用汽油的环保及安全指标。根据国家对成品油生产的部署和要求，2010年5月1日我国汽油质量全部升级到国III标准；2014年汽油质量全部升级到国IV标准。根据汽油升级的质量趋势，为了提高车用乙醇汽油的质量水平，使之能够满足国家第三、四阶段的排放法规的要求，我国对《车用乙醇汽油组份油》的标准进行了修订。下表列出了国内外几种93号汽油标准中对硫、烯烃、芳烃、苯和氧含量的要求。

表1 国内外几种汽油规格的主要指标Themain index in table 1 several gasoline specifications

南阳精蜡厂生产的汽油为车用乙醇汽油组分油，它是由催化汽油和轻烃芳构化装置生产的改质汽油调和而成的，两种组分按85∶15的比例调和后，调和组分油的硫含量在208×10-6左右，烯烃含量在40（V）%左右，达不到国Ⅲ乙醇汽油调和组分油标准要求。乙醇汽油调和组分中的硫主要来自催化汽油，本文针对南阳精蜡厂催化汽油高烯烃、低硫含量性质的状况，通过对汽油质量升级工艺技术进行研究，选择Hydro-GAP非选择性加氢工艺技术的应用实例进行论述。

1 催化汽油性质

南阳精蜡厂催化裂化汽油性质见表2。

表2 催化裂化汽油性质Tab.2 Catalytic cracking gasoline properties

由表2可以看出，南阳精蜡厂催化汽油烯烃含量在36%～40%左右，硫含量在190×10-6和260×10-6之间波动，辛烷值在90～92之间。

2 汽油加氢精制技术方案选择

近年来国内外相继开发的多种催化汽油加氢脱硫新技术，主要可分为选择性加氢脱硫技术和非选择性加氢脱硫技术两类。催化裂化汽油选择性加氢脱硫技术适用于只有脱硫要求的催化裂化汽油脱硫，无法大幅度降低汽油中烯烃含量。如IFP的Prime-G&Prime-G+、Exxon Mobil的 SCANfining、中国石油化工科学研究院的RSDS-I&RSDS-II和抚顺石油化工研究院的OCT-M&OCT-MD等技术；选择性加氢脱硫通过控制烯烃的饱和以减少汽油辛烷值的损失，如UOP的Isal，Exxon Mobil的OCTGAIN，石油化工科学研究院的RIDOS等。采用加氢的方法脱硫最大的副作用是在此过程中烯烃大量加氢饱和，汽油辛烷值降低。中国高烯烃含量催化裂化汽油中的烯烃如果全部加氢饱和，研究法损失可达25个单位。通过调查研究，我们重点确定了RIDOS、RSDS、OCT-M、OTA、Hydro-GAP工艺技术进行对比。

表3 工艺技术对比表Tab.3 Technology

针对精蜡厂催化汽油烯烃含量高、硫含量不高的特点，工艺技术确定采用催化汽油加氢脱硫及芳构化Hydro-GAP工艺技术。Hydro-GAP催化剂充分考虑了催化剂的异构化、芳构化、氢转移和选择性裂化反应功能，通过提高烯烃和烷烃的支链度、将部分烯烃转化为高辛烷值的芳烃、或将辛烷值极低的正构烃类选择性裂化等措施，达到保留加氢催化汽油辛烷值的目的，使用Hydro-GAP技术能够很好地解决南阳精蜡厂汽油质量升级问题。

3 Hydro-GAP工艺技术的应用

3.1 工艺流程简述

图1 Hydro-GAP加氢精制流程示意图Fig.1 Hydro-GAP hydrofining process

整个流程分为预分馏、反应、汽提3部分。来自催化裂化装置的全馏分汽油FCC进入预分馏塔，塔顶气相冷凝后进入预分馏塔顶回流罐。回流罐的轻汽油一部分作为预分馏塔顶回流，另一部分出装置。塔底重汽油进入预加氢反应器，预反产物经反应进料加热炉加热至反应温度进入Hydro-GAP反应器进行加氢芳构化反应。反应产物冷却后进入中压分离器，进行气、油、水3相分离。低分油进入汽提塔，塔顶油气进入汽提塔顶回流罐中，进行气、油、水3相分离。汽提塔底汽油与轻汽油混合出装置。

3.2 反应部分操作条件

表4 反应部分操作条件Tab.4 reactor operating conditions

表4为反应部分操作条件：其中反应压力2.0MPa，预加氢反应器和加氢芳构化反应器的反应温度分别为160℃、370℃，体积空速分别为3.0/0.5h-1，循环油量 2.7t·h-1。

3.3 产品质量

全馏分催化汽油（FCCN）进入装置经过预分馏部分将催化汽油切割为轻、重两个馏分，催化轻汽油（LCN）的切割点收率在26%左右。重馏分（HCN）在装置内进行选择性加氢，LCN和HCN混合后经过脱硫醇处理，最后作为汽油产品出装置。Hydro-GAP汽油性质见表5。

表5 加氢重汽油的性质Tab.5 hydrogenated gasoline

从表5可以看出，经加氢芳构化处理后的重汽油硫含量由加氢前的404×10-6降低到小于10×10-6，说明加氢对硫的脱除效果明显，同时烯烃含量也降低到1%以下，辛烷值损失了4.5～7.1个单位。

表6 轻汽油和加氢重汽油混合后的性质Tab.6 lightgasoline and hydrogenated gasolinemixture

从表6可以看出催化汽油经过加氢装置后辛烷值由90.8～91.3降低到90.4～90.5，损失了0.4～0.8个单位；硫含量由221～241×10-6降低到100×10-6以下；诱导期由810～866min降低到214～267min。为了使出厂汽油的诱导期能达到国III的乙醇汽油组分油的标准（不小于540min），目前南阳精蜡厂在汽油出装置进罐区前加入了70×10-6的汽油抗氧剂，使出厂汽油的诱导期大于540min，满足标准的要求。

4 结论

南阳精蜡厂采用Hydro-GAP加氢精制方法实施国III乙醇汽油产品的质量升级后，出厂90#、93#汽油的硫含量为65.5×10-6、80×10-6，烯烃分别为15.9%、27.7%，芳烃分别为18.6、16.2%，苯含量分别为0.44%、0.57%，锰含量分别为 7.5、11.3mg·L-1，均低于国III标准乙醇汽油组分油标准要求，提高反应温度甚至可达国Ⅳ标准。