催化裂化馏分油生产喷气燃料的加氢工艺

郝立刚，李 敏，李 军，胡程浩，任海波

（中国石油抚顺石化公司研究院， 辽宁 抚顺 113004）

在喷气燃料的生产中，按照加工原料的不同，可以分为三种工艺[1,2]。一是以直馏组分为原料，通过加氢或非加氢处理工艺生产合格的喷气燃料。所选的直馏组分，在冰点、密度、馏程、燃烧性能等指标上基本符合喷气燃料的要求，但硫醇硫、酸值、颜色、安定性等方面还存在差距。这类原料处理起来比较容易，但原料来源不足。二是以减压馏分油（VGO)或其相应馏分为原料的高压加氢裂化工艺。该工艺扩展了喷气燃料的原料来源，但投资和操作费用高。三是以富含芳烃的直馏煤油或二次加工得到的煤油馏分为原料的深度加氢工艺。这类原料富含芳烃或烯烃，硫、氮含量也很高。通过深度加氢，脱硫、脱氮、加氢饱和后，大大提高了油品的燃烧性能。深度加氢工艺虽然在投资、费用、氢耗等方面存在劣势，但在企业特定条件下，这些劣势可能会减弱或消失，深度加氢工艺就会有一定的应用价值。抚顺石化公司研究院开发的新型加氢脱芳催化剂HDA能够对高硫原料进行深度脱芳，利用HDA的这一性能，科研人员进行了催化裂化馏分油生产喷气燃料的研究，开发出劣质原料一段加氢生产喷气燃料的新工艺。

1 实验概述

1.1 催化裂化馏分油

在喷气燃料的质量指标要求中，对馏程要求控制10%回收温度不高于 205 ℃、50%回收温度不高于232 ℃、终馏点不高于 300 ℃，对初馏点没有具体指标要求，但喷气燃料的闪点指标限制了初馏点的范围。此外，冰点也限制着终馏点的高低[3]。选择适当的馏分油，对优化生产工艺、提高产品质量都会有很大的帮助。基于上述考虑，选用初馏点140℃左右、95%点 255 ℃左右的催化裂化馏分油作为生产喷气燃料的原料。催化裂化馏分油的性质见表1。

从表1中的数据看，该原料的特点是芳烃、烯烃含量高，烟点低，烟点只有14 mm。要想生产出喷气燃料组分，必须降低芳烃、烯烃的含量。这样既可以使芳烃、烯烃含量符合指标要求，又可大幅度提升烟点。

1.2 催化剂与实验装置

在加氢脱芳工艺中，常用的催化剂有两类。一类是有较高脱芳性能的加氢精制催化剂，但目前的催化剂往往对多环芳烃有较高的脱芳率，对总芳烃的脱芳率则要低一些。如陈若雷[4]等人介绍的加氢精制催化剂，对催化裂化柴油脱芳，多环芳烃含量由35.3%降到5.0%以下，脱芳率85.8%；总芳烃含量则由53.4%降到25%以下，脱芳率53.2%。另一类是贵金属催化剂，这类催化剂对原料油的硫、氮有严格的限制，原料中的芳烃一般也控制在百分之几的范围内。

表1 催化裂化馏分油的性质Table 1 Properties of FCC distillate

HDA加氢脱芳催化剂是抚顺石化公司研究院新研制的抗硫型深度脱芳催化剂。该催化剂可在高硫条件使用，总芳脱芳率达到80%以上。

实验装置为100 mL小型加氢装置，氢气一次性通过。

1.3 工艺条件及实验过程

根据催化剂的性能，选用温度360 ℃、压力8.0 MPa、空速1.0 h-1、氢油体积比800:1的工艺条件对催化裂化馏分油进行加氢脱芳。利用实沸点蒸馏装置对加氢脱芳后的液体产品进行拔头处理，切除<140 ℃的轻组分，余下的重组分作为目标产品——喷气燃料组分。

表2 加氢脱芳液体产品的性质Table 2 Properties of hydrogenation dearomatization liquid

表3 喷气燃料组分的性质及3#喷气燃料的质量指标Table 3 Properties of Jet fuel components and the quality index of 3# jet fuel

2 结果与讨论

对加氢脱芳液体产品进行密度、馏程、硫含量、闪点、凝固点、组成等性质的分析。加氢脱芳液体产品的性质见表2。

从表 1、表 2的数据看，采用 HDA催化剂对143~255 ℃的催化裂化馏分油进行加氢脱芳，硫含量由680 μg/g下降到12 μg/g，脱硫率98%。芳烃含量由41.4%下降到6.2%，脱芳率85%。说明HDA催化剂对高硫原料具有优异的脱硫、脱芳性能。

表2的数据中，加氢脱芳液体产品的初馏点为50 ℃，5%点温度147 ℃，闪点<25 ℃，说明加氢脱芳过程中出现轻微裂化。为保证喷气燃料的闪点合格，需切除<140 ℃的轻组分。<140 ℃的轻组分共计 1%，余者 99%的重组分即为目标产品—喷气燃料组分。参考3#喷气燃料的质量指标要求对喷气燃料组分进行性质分析。喷气燃料组分的性质及3#喷气燃料的质量指标（GB 6537—2006）见表3 。

由于没有对添加剂进行考察，因此表3数据中缺少加入抗静电剂后的水分离指数数据。除该项指标外，喷气燃料组分的润滑性、电导率两项指标不符合喷气燃料的质量要求，其余各项指标均达到了国标要求。没有达到国标要求的项目，可以通过注入添加剂来解决[2]，这也是目前喷气燃料生产中比较常见的做法。

3 结 论

HAD催化剂具有优异的脱硫、脱芳性能。对140~255 ℃的催化裂化馏分油进行加氢脱芳，脱硫率98%，脱芳率85%。

以催化裂化馏分油为原料，通过深度加氢脱芳，在芳烃含量、烟点、冰点等关键项目上都可以达到喷气燃料的要求，可以生产出喷气燃料组分油，再通过注入适当的添加剂就可以生产出符合质量要求的喷气燃料。

［1］徐伟池. 喷气燃料生产技术现状及发展趋势[J]. 化工中间体，2011（2）：19-22 .

［2］张学佳. 加氢裂化装置生产低凝柴油改航煤生产方案探讨[J]. 石油与天然气化工，2012，41（6）：554-557.

［3］闫博，杨有亮. 加氢裂化装置航煤冰点不合格原因分析与对策[J].广州化工，2010，38（3）：183-184; 193.

［4］陈若雷，高晓东. 催化裂化柴油加氢深度脱芳工艺研究[J]. 石油炼制与化工，2002，33（10）：6-10.