M-PHG技术在国Ⅵ标准清洁汽油生产中的应用

王宝成 陶磊 宋丽丽 张宸豪 任海波 赵悦

摘      要：针对汽油国Ⅵ质量标准升级的需要，中国石油自主研发的催化汽油加氢改质降烯烃M-PHG技术（前身M-DSO技术），自2016年开始先后在中石油三家炼厂进行了国Ⅵ工业应用，从工业装置的日常运转及标定数据可以看出，M-PHG技术加工高烯烃含量的劣质催化汽油，在产品硫含量小于10 mg·kg^-1的同时，具有烯烃降幅大，辛烷值损失小，装置运行平稳，能够满足中石油炼厂国Ⅵ汽油质量升级的需求，技术水平处于国内领先地位。

关  键  词：M-PHG技术;国Ⅵ标准清洁汽油;降烯烃保持辛烷值;工业应用

中图分类号：TQ 201       文献标识码： A       文章编号： 1671-0460（2019）11-2694-04

Application of M-PHG Technology in the Production of

National Ⅵ Standard Clean Gasoline  

WANG Bao-cheng¹， TAO Lei²， SONG Li-li¹， ZHANG Chen-hao¹， REN Hai-bo¹， ZHAO Yue¹

（1. PetroChina Fushun Petrochemical Company， Liaoning Fushun 113001， China;

2. PetroChina North China Petrochemical Company， Liaoning Fushun 113001， China）

Abstract： In order to meet the need of upgrading the gasoline quality standard to national VI standard， the M-PHG technology （predecessor M-DSO technology） of catalytic gasoline hydroupgrading and olefin reduction developed by PetroChina has been applied in three refineries of PetroChina since 2016. The daily operation and calibration data of industrial units showed that M-PHG technology could treat high olefin content inferior catalytic gasoline. When the sulphur content of the product was less than 10 mg·kg^-1， the technology had the advantages of large olefin reduction， small loss of octane number， stable operation of the unit， which met the requirement of upgrading gasoline quality to national VI standard.

Key words： M-PHG technology; National VI standard clean gasoline; Reducing olefine content and maintaining octane value; Industrial application

我國汽油组成以催化裂化（FCC）汽油为主，其中硫含量和烯烃含量均较高，在通用的加氢脱硫过程会出现不同程度的辛烷值损失，导致经济效益的流失^[1-12]。

针对日益严格的环保要求，国V/国Ⅵ汽油标准对汽油中硫、烯烃含量要求日趋严格，具体指标见表1。2017 年1 月全国开始实施国V 汽油标准，2019年1月全国开始实施更严格的国ⅥA汽油标准，2024年将开始全国执行国ⅥB标准汽油^[2]。

中国石油从2000年开始开展FCC汽油加氢改质催化剂研究，2004年在抚顺石化公司0.15 Mt/a汽油加氢装置完成了TMD全馏分催化汽油加氢降烯烃国Ⅲ工业试验、2009年在某炼厂0.2 Mt/a汽油加氢改质装置上完成M-DSO技术国Ⅳ工业应用试验^[13，14]，2011年在某炼厂0.6 Mt/a催化汽油加氢装置上进行了M-DSO技术国Ⅳ工业应用，装置平稳运行近五年后，2016年改进升级的M-PHG技术在该装置上进行了第二周期国Ⅴ兼顾国Ⅵ工业应用试验。

2016年M-PHG技术在某炼厂0.4 Mt/a催化汽油加氢装置上进行了国Ⅴ兼顾国Ⅵ工业应用。2018年在某炼厂1.0 Mt/a催化汽油加氢装置上进行国Ⅵ工业应用试验^[15，16]。工业应用研究表明：FO-35M催化剂及其升级产品解决了普通加氢技术降硫、降烯烃导致辛烷值大幅降低的问题，该剂通过芳构化、异构化等反应，将汽油中的烯烃组分转化为芳烃、异构烷烃等高辛烷值组分，实现了在大幅降低烯烃含量的同时，保证辛烷值不损失或略有提高的目标。综上，M-PHG技术能够满足中石油炼厂国Ⅵ汽油质量升级的需求，技术水平处于国内领先地位。

本文重点介绍M-PHG（前身M-DSO）工艺技术在中国石油三家炼厂国Ⅵ工况下的工业应用情况。

1 M-PHG技术介绍

M-PHG技术，前身M-DSO技术，是中国石油自主研发清洁汽油生产新技术，该技术有机耦合催化裂化汽油分段加氢脱硫、烯烃定向转换等核心技术，可将催化裂化汽油在深度脱硫、降烯烃的同时减小辛烷值损失，主要适用于大幅降烯烃、深度脱硫、保辛烷值需求的炼厂实现国Ⅵ清洁汽油调和组分生产，是目前催化裂化汽油清洁生产技术中降烯烃效果最好技术之一，特别适合于加工劣质高烯烃含量的催化汽油。

图1为M-PHG工艺原则流程图，全馏分催化裂化汽油经预加氢单元处理后进入分馏塔分割为轻、重两种组分，轻组分去醚化单元，重组分经加氢改质、選择性加氢脱硫后再与醚化汽油混合，作为国Ⅴ/国Ⅵ标准汽油调和组分进入汽油调和池。

其中加氢改质单元，利用FO-35M催化剂的降烯烃及辛烷值恢复功能，最大化减少FCC汽油加氢过程的经济效益损失。

2  M-PHG技术工业应用情况

2.1  某炼厂0.6 Mt/a汽油加氢装置

该0.6 Mt/a汽油加氢装置于2011年7月建成并一次性开车成功，生产出符合国Ⅲ标准汽油组分。2013年完成国Ⅳ标准汽油生产试验，2013年底装置正式生产国Ⅳ标准清洁汽油。2015年8月装置开始进行国Ⅴ标准汽油生产试验，为汽油国Ⅴ标准质量升级收集数据。2016年装置平稳运行59个月后停工检修，进行了催化剂再生补剂，装置第二周期开工平稳后，2017年完成中期标定，标定数据见表2。

从表2标定数据可以看出，在设计的操作条件下，产品重汽油的硫含量可脱至10 mg·kg^-1以下，烯烃降低15.9%，芳烃提高3%，辛烷值增加0.1个单位，产品重汽油质量已达到国Ⅵ标准汽油调和组分要求。

2.2  某炼厂0.4 Mt/a汽油加氢装置

该0.4 Mt/a汽油加氢装置于2013年建成并一次性开车成功，采用DSO（PHG）技术，按照国Ⅳ标准设计建设。为应对国Ⅴ标准汽油质量升级，2016年检修期间采用M-PHG技术对装置进行了改造，改造主要内容为新增一台辛烷值恢复反应器，并对换热流程进行了适当调整，装置顺利开车，生产出国Ⅴ标准清洁汽油组分。2018年7月，为适应国ⅥA汽油质量标准生产需求，对操作条件进行了适当的调整，并于12月份进行了国ⅥA工况标定，标定数据见表3。

从表3标定数据来看，在设计的操作条件下，产品重汽油的硫含量由351.8 mg·kg^-1降至10 mg·kg^-1以下，烯烃降低10.3%，芳烃提高4.0%，辛烷值损失1.6个单位，折合成全馏分汽油计算辛烷值损失1.0个单位，产品各项指标均满足国ⅥA标准调和汽油组分的要求。

2.3  某炼厂1.0 Mt/a汽油加氢装置

该汽油加氢装置2013年建成，生产能力0.7 Mt/a，采用DSO技术，按照国Ⅳ标准设计建设，2013年7月一次开车成功。2016年完成适合国Ⅴ标准清洁汽油生产的技术改造，主要增加了一台补充脱硫反应器，国V标准工况稳定运行，应用结果表明该技术辛烷值损失小、液收高、能耗低。

为全面实现国VI汽油质量升级，2018年大检修期间，该厂按照M-PHG催化汽油加氢改质技术工艺流程，对原0.7 Mt/a汽油加氢装置实施工艺及1.0 Mt/a处理能力的扩能改造，改造主要内容为新增一台辛烷值恢复反应器，并对换热流程进行了适当调整，从而解决该炼厂汽油池烯烃含量超标、辛烷值不足的矛盾。

本次M-PHG技术工业应用，首次采用了中石油自主知识产权的新一代免活化硫化态催化剂，2018年11月装置开车，开工过程用直馏汽油打通全流程并冲洗系统，升温到设计温度后开始钝化、切换原料继续升温，36 h后产品各项指标均达到设计要求，装置进入稳定运行状态。新一代免活化硫化态M-PHG技术与原氧化态M-PHG技术相比，开工过程可节约催化剂的干燥、硫化等工序140 h，并且减小了催化剂硫化过程中的环境污染、设备腐蚀等各种风险。

为考察装置运行情况及寻找最佳的操作条件，在开工一个月后对装置进行了初期标定，改造前后标定数据见表4。

由表4标定数据对比可以看出，在国V工况操作条件下，全馏分催化汽油的硫含量由110.77 mg·kg^-1降至14.6 mg·kg^-1，烯烃降低5个单位，辛烷值损失1.1个单位，装置综合能耗15.88 kg Eo/t，液收99.8%，满足设计指标要求;而在国ⅥA工况操作条件下，全馏分催化汽油的硫含量由107.94 mg·kg^-1降至7.14 mg·kg^-1，烯烃降低12.05个单位，辛烷值损失0.69个单位，装置综合能耗13.78 kgEo/t，液收99.33%，产品各项指标均达到设计考核指标要求，优于国V工况。

在装置未改造前，该厂通过在催化裂化装置上采用MIP技术，同时调整PHG工艺条件进行汽油国Ⅵ工况条件试验，在烯烃满足国Ⅵ标准出厂调和要求的情况，辛烷值损失高达4个单位以上，极大地降低了炼厂经济效益，因此决定采用M-PHG工艺，进行装置改造。

综合国Ⅵ工况初期标定结果，说明FCC汽油加氢改质FO-35M及其改进催化剂降烯烃、保辛烷值性能优异，虽然M反应器反应温度相对较高，但热量合理回收利用后，装置综合能耗非增反降，进一步证明M-PHG清洁汽油生产技术经济实用，是中国石油劣质催化汽油国Ⅵ质量升级最优解决方案。

3  结 论

1. 中国石油自主研发的M-PHG催化汽油加氢改质降烯烃技术具有优异的降烯烃、保辛烷值性能，完全可以满足中国石油各炼厂国Ⅵ标准清洁汽油调和组分生产需求，已在中国石油三套工业装置上实现了国Ⅵ工业应用，得到用户一致好评，已成为中国石油国Ⅵ标准汽油质量升级主要技术之一，为中国石油清洁汽油生产提供有力的技术支持。
2. 采用M-PHG技术生产国Ⅵ标准清洁汽油调和组分，加工硫含量在300 ppm以上的FCC汽油时，能够保证产品辛烷值损失在1.5个单位以内;加工硫含量在100 ppm左右的FCC汽油时，能够保证辛烷值损失在1.0个单位以内。M-PHG技术与国内其它同类国Ⅵ标准清洁汽油生产技术相比，可减少辛烷值损失1个单位以上，说明满足国Ⅵ标准的M-PHG清洁汽油调和组分生产技术处于国内领先水平。
3. 采用中石油自主研发的新一代免活化硫化态催化剂生产技术，装置开工过程中，从换油升温开始，36 h即可产出各项指标均达到考核指标要求的产品。免活化硫化态M-PHG技术与氧化态M-PHG技术相比，开工过程可节约催化剂的干燥、硫化等工序140 h，且减小了催化剂硫化过程中的各种风险，具有广泛的推广应用前景。

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