浅谈石油化工中临氢降凝工艺及其技术特点

王贺 杜煜 王天生 孟祥雷

摘 要：临氢降凝工艺是增产柴油的有效手段，该工艺具有产品方案灵活、氢耗低、催化剂可多次氢活化和氧再生、工艺流程简单、经济效益明显等特点。本文主要介绍了临氢降凝反应原理和柴油临氢降凝技术，以及临氢降凝工艺的技术特点和发展趋势。

关键词：临氢;降凝;柴油;催化剂

前言

在临氢降凝工艺中无论哪一种馏分的临氢降凝过程，所采用的都是具有一定孔径的沸石催化剂。临氢降凝工艺的特点是选用具有一定孔径的沸石催化剂，只允许直径小于该孔径的长链正构烷烃或支链化程度低的异构烷烃分子进入其中而发生裂解反应，产生凝点较低的产品，应用最多的是生产低凝柴油的临氢降凝工艺。

1 临氢降凝反应原理

临氢降凝是典型的择形催化裂化反应，其反应机理与催化裂化有相同之处，即裂解反应同样在质子酸中心上进行，遵循正碳离子反应机理;不同的是，临氢降凝催化剂以ZSM-5 沸石为主体，该沸石是由两个交叉的孔道系统组成，即直线型孔道和之字形孔道。直线孔口为 0.53nm×0.56nm 的椭圆，由于受沸石特殊孔道的限制，只允许分子直径小于0.55nm 的链烷烃、带短侧链烷烃和带长侧链的环烷烃等高凝点组分选择性地裂解成小分子，从而降低油品的凝固点，其余的大分子异构烷烃、环烷烃、芳烃因不能进入孔道内从而不发生反应。柴油馏分只有长而窄的石蜡分子才能进入沸石的微孔中被裂化，因此，临氢降凝工艺也称为催化脱蜡工艺。

2 柴油临氢降凝技术

临氢降凝是在临氢状态下的催化脱蜡过程，也称作择形裂解。柴油临氢降凝是指在临氢条件下使含蜡重柴油中的正构烷烃和類正构烷烃高凝点组分选择性的裂解成小分子，从而达到降低柴油凝点的目的。

MDDW技术是Mobil公司早在70年代开发的一种固定床临氢催化反应工艺。目前 Mobil

公司已成功开发第三代催化剂 MDDW-3，但此工艺一直未见工业应用报道。Unicracking/DW 技术是UOP公司80年代开发的一种固定床临氢降凝技术。HC-80是该公司80年代开发的用于临氢降凝的催化剂，但是该催化剂容易被有机硫和氮中毒，因此原料应先经过加氢处理。使用该工艺可以使柴油倾点降低 30～50℃。CFI 工艺是 AKZO 和 FINA 公司合作开发的加氢脱蜡工艺。该工艺以常压瓦斯油为原料，先加氢精制，后加氢脱蜡。

3 临氢降凝工艺的技术特点

3.1 增产柴油的有效手段

我国原油大部分属于石蜡基或中间基原油，蜡含量高，因而其馏分油的凝点也高。生产柴油时，为了满足产品对凝点的要求，只能用较轻的馏分来生产，使产量受到限制。应用临氢降凝工艺，把凝点降下来，就可以按馏程的规定来生产柴油，从而达到增产柴油的目的。因此，临氢降凝是增产柴油的有效手段。

工艺流程简单，经济效益明显

临氢降凝装置工艺流程简单，操作压力为中低压。原料与氢气混合后进入加热炉，加热至一定温度进入反应器。反应产物与氢气在高压分离器分离，氢气循环使用，生成油进入分馏塔，分出汽油和柴油（或润滑油）馏分。临氢降凝装置投资费用与中压加氢精制装置相当， 经济效益明显。

3.2 催化剂可多次氢活化和氧再生

随着运转时间的延长，原料中的含氮化合物、稠环芳烃等极性物质逐渐被吸附在催化剂活性中心上，催化剂活性逐渐降低。当催化剂活性衰退到一定程度时，可用氢气在高温条件下吹扫催化剂床层以恢复催化剂活性。氢活化可多次进行，当氢活化效果不明显时，则用烧焦法进行氧再生。

3.3 氢耗低

临氢降凝加氢反应很少，一般临氢降凝装置每吨原料氢耗仅为 10～30Nm3，有时甚至副产微量氢，氢气主要起保护催化剂活性和载热的作用，以减少催化剂床层温降。此外，还可副产一定数量的高辛烷值汽油，所以此工艺具有较好经济效益。

3.4产品方案灵活

临氢降凝过程中影响降凝效果的主要因素为反应温度、空速、压力及原料。当原料一定时，反应温度是最灵活的操作因素。在运转过程中只要适当调整反应温度，即可改变产品凝点，或补偿催化剂因老化造成的活性损失。无论是柴油馏分还是润滑油馏分，临氢降凝的温度效应都很明显。因此，在生产过程中可根据不同季节市场的需求随时调整产品方案，从而获得最大的经济效益。

4 临氢降凝工艺的发展趋势

4.1 临氢降凝催化剂的发展

目前，国内临氢降凝催化剂主要有两大类别：一是抚顺石油化工研究院研制的FDW-1催化剂;二是北京石油化工科学研究院研制的RDW-1催化剂。多年的工业应用结果表明，这两类催化剂的活性、稳定性和选择性均高于进口催化剂的水平，对原料的适应性也很好。由于其性能良好，适用性强，在工业装置上得到了广泛的应用。

目前，国内的临氢降凝装置在工艺、原料、产品和催化剂等方面各有特点。临氢降凝工艺正向装置高灵活性和产品多样化方向发展，为我国提高柴油质量，增大柴汽比发挥作用。由于临氢降凝工艺具有可在较低的压力下（4.0MPa）操作，氢耗低，降凝效果好，技术经济效益明显等特点，近年来逐步得到了发展和应用。为了使临氢凝工艺在炼油工业中发挥更大作用，可以从以下几方面加以改进和发展。

4.2 加速催化剂的更新和器外再生技术

催化剂是临氢降凝工艺的一个核心环节。提高催化剂对原料的适应性、降凝活性和择形裂化的选择性，使油品的收率高、质量稳定，经氢活化后活性可完全恢复，延长生产周期，这是催化剂研制的目标。催化剂器外再生能使催化剂的活性得到充分恢复，而且还可以提高装置的利用率。因此，发展器外再生技术将是提高临氢降凝水平的一个重要环节。

4.3 临氢降凝与其它工艺的联合

对高含蜡原料和二次加工油进行加氢脱蜡的难度很大。采用加氢精制-加氢脱蜡联合工艺，既可降低原料油中的硫化物含量，又可除去对加氢脱蜡催化剂有毒害的物质，可有效地缓解加氢脱蜡反应的苛刻度，延长催化剂的使用周期。据资料介绍，采用这样的加工工艺装置运转4年后，加氢脱蜡催化剂几乎没有失活。加氢脱蜡反应苛刻度的降低有利于改善产品柴油的性质和提高收率，更为有利的是可以处理高含蜡原料和二次加工油，扩大低凝柴油的原料来源，得到凝点更低的低硫（硫含量小于 0.05%）柴油，确保冷滤点等各项指标合格。对于蜡含量高的润滑油馏分，临氢降凝可与溶剂脱蜡工艺相结合，即先用溶剂脱除高熔

点硬蜡制取各种石蜡产品，再用临氢降凝脱除软蜡，以达到深度脱蜡，获取低凝点润滑油。这种方案既可以取得更好的技术经济效益，又可提高生产灵活性。润滑油馏分临氢降凝时，不仅要求降低凝点，而且提高粘度指数也是个重要目标。

5 结束语

临氢降凝技术以工艺流程简单、产品方案灵活而成为增产柴油和低凝点润滑油的有效手段。临氢降凝技术与加氢精制、溶剂脱蜡等工艺联合，进而提高柴油总收率，改善产品质量是临氢降凝技术的发展趋势。

参考文献

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[2]戴逸云.采用临氢降凝工艺提高我厂柴汽比的探讨[J].精细石油化工进展，1999（9）