植物油加氢生产清洁柴油技术开发

张学辉，刘 涛 ，关眀 华，孙士可

（中国石化抚顺石油化工研究院， 辽宁 抚顺 113001）

石油属于不可再生能源，不但资源日益枯竭，而且重质化和劣质化加剧，而世界经济持续发展、环保法规日益严格需要生产大量轻质清洁燃料［1］。生物油脂作为可再生资源，得到世界的广泛重视。利用酯交换的方法生产生物柴油（第一代生物柴油）已经是成熟的技术，但是由于脂肪酸甲酯氧含量高，尽管许多国家和地区陆续出台了生物柴油的标准，但是并不适用于所有的内燃机［2］。生物油脂通过加氢的方法生产马达燃料，即将氧全部除去或者部分除去生产符合马达燃料标准的产品，这种方法可以直接满足现有市场的要求［3］。

植物油加氢制备柴油组分过程通过加氢饱和、加氢脱氧、脱羧或脱羰反应可以得到长链饱和脂肪烃，但经过不同反应途径得到的产物有所不同，加氢脱氧反应得到的脂肪烃为偶碳脂肪烃，而脱羧或脱羰反应得到的为少一个碳的奇碳脂肪烃［4］。 植物油加氢制备出的柴油组分主要由 C12～C22的直链烷烃组成，其十六烷值可达 90以上，可以与石油柴油以任何比例调和，无硫，无氮、无氧、无芳烃，环境友好，储存稳定性好，可以作为高十六烷值柴油添加组分使用［5］。

1 原料油

工艺研究所用的原料油主要有大豆油和棕榈油，其性质列于表1。

表1 原料油的主要性质Table 1 The main properties of feedstock

2 工艺研究

2.1 反应温度的影响考察

以大豆油为原料油，在相同压力和氢油比，体积空速为0.6 h-1条件下，考察了反应温度的影响，结果列于表2。

表2 反应温度的影响考察1Table 2 The research of temperature influence 1

以大豆油为原料油，在相同压力和氢油比，体积空速为1.0 h-1条件下，考察了反应温度的影响，结果列于表3。

表3 反应温度的影响考察2Table 3 The research of temperature influence 2

2.2 反应压力的影响考察

以大豆油为原料油，在相同反应温度、体积空速、氢油体积比的条件下，考察了压力等级的影响，结果列于表4。

表4 反应压力的影响考察Table 4 The research of pressure influence

表5 体积空速的影响考察Table 5 The research of space velocity influence

2.3 体积空速的影响考察

以大豆油为原料油，在相同的压力等级、反应温度、氢油体积比条件下，考察了体积空速的影响，结果列于表 5。从表中可以看出，随着体积空速的增加，转化深度降低。从物料平衡数据可以看出，反应过程中丙烷的量比较大，说明反应比较完全。C4、C5、C6的量较少，说明发生裂解反应的比较少。CH4、CO和CO2的量较少，说明主要发生脱氧反应，而脱羰基只为很少的副反应。从生成水量可以看出，在较苛刻的条件下可以发生完全反应。

2.4 运行周期的影响考察

以大豆油为原料油，在同一工艺条件下，考察了催化剂体系的稳定性，结果列于表6。

表6 运行周期的影响考察Table 6 The research of operational cycle time influence

2.5 原料油适应性的影响考察

为了考察本技术对不同原料油的适应性，选用棕榈油进行了工艺研究，在相同的反应温度、体积空速、氢油体积比条件下进行试验，结果列于表7。试验结果表明本技术对原料油有较好的适应性。

表7 原料油适应性的影响考察Table 7 The research of feedstock adaptability influence

3 结 论

选择合适催化剂体系和适宜的工艺条件下，可以直接将动植物油脂转化为高质量十六烷值调和组分。4 000 h稳定性试验结果表明，催化剂体系耐受H2O蒸汽和CO的能力较强，加氢活性没有太大损失，能够满足要求。以棕榈油为原料油的试验结果表明：催化剂体系有较好的原料油适应性，可以加工不同的植物油。

［1］韩崇仁.加氢裂化工艺与工程 [M]. 北京：中国石化出版社，2001.

［2］闵恩泽，杜泽学，胡见波.利用植物油发展生物炼油化工厂的探 讨[J].科技导报，2005，23（5）：15－17.

［3］韩德奇，常聪芳，陈明.柴油低硫化技术及对我国柴油低硫化的建议[J].石油化工技术经济，2003,19(4) ：8-14.

［4］Jennifer H,Rich M,Chris G, et al. A.new development in renew-able fuels green diese [M]. NPRA , 2007 ,AM-07-10.

［5］堃赵阳，吴佳，王宣，张晓昕，孟祥 .植物油加氢制备高十六烷值柴油组分研究进展[J].化工进展，2007,26(10).1391-1394.