分馏温度对柴油加氢精制装置生产低凝柴油的影响

苑立强，陆志强，温广明，宋金鹤，张文成

(1.中国石油吉林石化公司 炼油厂，吉林 吉林 132022;2.中国石油天然气股份有限公司 大庆化工研究中心，黑龙江 大庆 163714)

在冬季，我国北方及高纬度地区需要使用低凝柴油，低凝柴油属于小品种油品，炼油企业需根据天气情况组织低凝柴油生产。目前国内炼厂的低凝柴油调和组分主要包括低凝点直馏柴油馏分、加氢裂化柴油馏分和催化裂化柴油馏分。对于加工大庆和新疆等低硫原油的炼厂，直馏柴油馏分w(硫)通常小于350 μg/g，十六烷值约60[1]，在我国执行国Ⅳ柴油标准前，加工低硫原油炼厂的直馏柴油不需进行加氢处理可以直接作为成品柴油或低凝柴油调和组分[2]。

随着我国全面执行国Ⅳ车用柴油标准[w(硫)<50 μg/g]，自2014年末开始我国各炼厂出厂柴油的调和组分全部是加氢柴油馏分。对于没有装置对低凝点柴油馏分单独进行加氢而又有低凝柴油生产任务的企业而言，低凝点的直馏柴油通常与高凝点的直馏柴油、催化裂化柴油、焦化柴油混合后进行加氢精制，加氢后的混合柴油通过分馏塔进行切割，轻柴油馏分作为低凝柴油调和组分，重柴油馏分用作0#柴油调和组分。各种柴油馏分都具有凝点和十六烷值均随柴油馏程的升高而增大的特性，在通过分馏塔进行切割过程中，势必将低凝点、低十六烷值组分切入轻柴油中[3]，因此利用柴油加氢精制装置通过分馏塔切割生产低凝柴油时普遍存在低凝柴油组分(轻柴油组分)凝点过剩，而十六烷值较低，0#柴油组分(重柴油组分)十六烷值过剩，而凝点偏高的问题[4]。对以上问题的有效解决，不仅可以在保障0#柴油满足质量要求的情况下增加低凝柴油调和组分的产量满足冬季低凝柴油市场需求，同时也可为企业带来良好的经济效益[5]。

作者分别以大庆石化和吉林石化炼油厂的混合柴油为原料采用中试固定床加氢反应器进行加氢精制后，利用实沸点蒸馏仪对精制馏分油中的轻、重柴油馏分进行切割并进行凝点和十六烷值分析，通过调整轻重柴油切割温度，使轻、重柴油馏分尽量满足低凝柴油和0#柴油的质量要求，以便于2种油品的出厂调和。

1 实验部分

1.1 原料与仪器

原料1：大庆石化混合柴油1(催化柴油、焦化柴油、焦化汽油混合油)；原料2：大庆石化混合柴油2(直馏柴油、催化柴油混合油)；原料3：吉林石化混合柴油(直馏柴油、催化柴油、焦化柴油混合油)；氢气：大庆石化公司化工氢气。

十六烷值机：CFR-F5，美国Waukesha公司(执行标准ASTMD 613)；全自动实沸点蒸馏仪：DISC D-2892CC，德国i-ficher Engineer Gmbh公司(执行标准ASTM D2892)；加氢评价装置：200 mL固定床加氢评价装置，自制。

1.2 原料性质分析

原料油性质分析数据见表1。催化剂评价氢气组成见表2。

表1 原料油性质分析数据

表2 催化剂评价氢气组成 φ/%

1.3 催化剂模拟评价及装置流程

采用中国石油石油化工研究院开发的PHF柴油加氢精制催化剂，分别按照工业装置设计工艺条件对3种柴油原料进行加氢评价，在加氢生成油w(硫)<50 μg/g后对生成油进行实沸点切割，通过考察不同切割温度对轻、重2种柴油馏分十六烷值和凝点的影响，为工业运行的柴油加氢精制装置冬季生产低凝柴油提供技术参考。

催化剂硫化采用液相硫化，采用w(CS2)=2%的直馏煤油作为硫化油，催化剂评价工艺流程为一次通过流程，流程图见图1。

图1 中试评价装置工艺流程图

2 结果与讨论

原料1实验结果见表3。

表3 原料1实验结果1)

1) 由于原料1中含有焦化汽油，在对加氢生成油进行轻重柴油馏分切割前，先将加氢生成油中的石脑油馏分切出。

原料1为大庆石化焦化汽油、焦化柴油和催化柴油构成的混合油。轻重柴油馏分的切割温度由250 ℃提高到265 ℃时，轻柴油收率由28.91%增加到32.26%，凝点由-36 ℃提高到-34 ℃，十六烷值由40.8增加到41.1，以265 ℃为切割点时，轻柴油凝点已不能满足-35#低凝柴油凝点要求。对于重柴油馏分而言，切割温度提高15 ℃后，重柴油馏分的凝点由-2 ℃增加到4 ℃，不能满足0#柴油对于凝点的要求。

原料2实验结果见表4。

表4 原料2实验结果

原料2为大庆石化直馏柴油和焦化柴油构成的混合油。轻重柴油馏分的切割温度由250 ℃提高到265 ℃时，轻柴油收率由45.07%增加到51.39%，凝点由小于-45 ℃提高到-42 ℃，十六烷值由44.8增加到46.0(国Ⅳ标准要求-35#柴油十六烷值不小于45)，以265 ℃为切割点时，轻柴油凝点和十六烷值都可满足-35#国Ⅳ柴油的要求。对于重柴油馏分而言，切割温度提高15 ℃后，重柴油馏分的凝点由-1 ℃增加到4 ℃，不能满足0#柴油对于凝点的要求。

原料3实验结果见表5。

表5 原料3实验结果

原料3为吉林石化直馏柴油、催化柴油和焦化柴油构成的混合油。轻重柴油馏分的切割温度由250 ℃提高到265 ℃时，轻柴油收率由45.19%增加到48.56%，凝点始终小于-45 ℃，十六烷值由44.0增加到44.3，与国Ⅳ标准-35#柴油十六烷值不小于45的指标相比差0.7个单位，通过添加十六烷值改进剂可以达到-35#国Ⅳ标准柴油要求[6-7]。对于重柴油馏分而言，切割温度提高15 ℃后，重柴油馏分的凝点由-7 ℃增加到-3 ℃，十六烷值由50.5增加到50.7，可以满足国Ⅳ标准0#柴油对于凝点和十六烷值的要求。

从对加氢柴油的轻重馏分分析结果看，通过提高轻重柴油馏分的切割温度，轻重柴油馏分的十六烷值均上升，同时重柴油馏分的凝点上升更加明显。由于大庆石化加工原油为高凝点的大庆石蜡基原油，炼厂的混合柴油经过加氢精制后，当以265 ℃作为轻重柴油馏分的切割点时，重柴油馏分的凝点已经达到或超过4 ℃，已不能满足0#柴油质量要求。吉林石化加工原油包括大庆原油和俄罗斯原油的混合油，炼厂的混合柴油经过加氢精制后，以265 ℃作为轻重柴油馏分的切割点时，轻重柴油馏分可以分别满足作为国Ⅳ标准-35#低凝柴油和0#柴油调和组分的需要。

3 结 论

研究表明柴油馏分的凝点和十六烷值都具有随着馏程变重而增大的趋势，对于大庆石化这种加工原油全部为大庆原油的炼厂通过调整柴油加氢精制装置分馏塔操作温度同时生产-35#柴油和0#时，为保障轻重柴油的各项指标满足生产需要，分割温度不应大于250 ℃。对于加工含有大庆原油以及俄罗斯混合原油的炼厂，通过调整柴油加氢精制装置分馏塔操作温度同时生产-35#柴油和0#时，轻重柴油分割温度不应大于265 ℃。

参 考 文 献：

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