降低催化汽油烯烃的措施.doc

降低催化汽油烯烃的措施 何声强 安庆分公司炼油一部催化装置 摘要：催化裂化装置汽油烯烃含量与原料油性质、催化剂性质、反应温度、剂油比、反应时间等因素有关，通过采用新工艺，使用降烯烃催化剂，优化原料油性质等措施，可有效降低催化汽油烯烃含量。 主题词：降低催化汽油烯烃 措施 烯烃主要来自催化裂化汽油，是不饱和烃类化合物，具有比较好的抗爆性。但烯烃的稳定性较差，容易堵塞发动机喷嘴，在发动机进气阀及燃烧室中生成沉积物，一方面影响汽油的充分燃烧，加剧汽车尾气的排放污染，另一方面，挥发性较强的烯烃，容易蒸发排放入大气，加速对流层臭氧的生成，形成光化学烟雾。由于我国车用汽油以催化裂化汽油为主，其中烯烃含量较高，达40％～50％，加工石蜡基原料的装置，烯烃含量更高，达60％以上，因此降低催化裂化汽油烯烃含量是解决车用汽油烯烃含量高的关键。 由于催化裂化装置汽油烯烃含量与原料油性质、催化剂性质、反应温度、剂油比、反应时间等因素有关，因此，解决汽油烯烃含量高的问题也应当从这些角度出发。本文将对汽油烯烃含量高的原因进行分析，并提出解决措施。 原因分析 原料油性质 一般认为，催化裂化主要是正碳离子反应，汽油中烯烃主要来自于原料油中烷烃的裂化。直链烷烃裂化一次生成一个烯烃和一个正碳离子，正碳离子二次裂化又生成一个烯烃和一个正碳离子。烷烃分子越大，裂化次数越多，汽油中烯烃含量越高；环烷烃开环裂化生成两个小分子烯烃，但环烷烃也能够氢转移缩合芳构化。因此，原料中链烷烃含量高，链烷烃分子大时，汽油中烯烃含量较高。实验数据表明：氢含量高、K值大的原料油，裂化转化率高，汽油产率高，汽油中烯烃含量也较高。 催化剂活性 一般来说，随着分子筛含量增高，氢转移活性也相应增加，因此，产品中的烯烃含量相对减少。实验数据表明：在相同的反应条件下随着催化剂平衡活性的提高，汽油中烯烃含量逐渐下降，当平衡剂的微反活性从50提高到60.8时，汽油烯烃由67.46％下降至55.33％。 反应温度 催化裂化过程中主要发生热裂化和催化裂化反应，催化反应主要有裂化、氢转移、异构化、芳构化等，裂化和芳构化反应是吸热反应，裂化反应生成烯烃，芳构化反应消耗烯烃；氢转移和异构化反应是放热反应，消耗烯烃。提高反应温度，有利于裂化反应和芳构化反应，不利于氢转移反应和异构化反应。此外，随反应温度的提高，热烈化反应速度提高的幅度大于催化裂化反应速度提高的幅度，不利于汽油烯烃含量的降低。实验数据表明：随反应温度的提高，汽油烯烃含量增加。 剂油比 增大剂油比对催化裂化反应主要有三个好处：（1）使原料油和催化剂接触更充分，有利于原料中胶质团的裂化。（2）减少待生与再生剂的炭差，提高催化剂的有效活性中心。（3）增加单位原料油接触的催化剂活性中心数，相应提高反应速度，有利于裂化、异构化和氢转移等反应。实验数据表明：随剂油比的提高，转化率提高，液化气产率提高，汽油收率先增加后略有下降，焦炭产率增加，氢转移反应指数提高，汽油烯烃含量下降，剂油比平均每提高1个单位，FIA法烯烃含量下降2.9％～3.4％（以剂油比4.8为基准）。 反应时间 催化裂化生成的汽油烯烃进行二次反应需要一定时间，延长反应时间是汽油烯烃组分氢转移反应的必要条件。氢转移反应的速度一般较快，因此适当延长反应时间即可满足要求。实验数据表明：增加提升管反应时间，液化气、汽油产率提高，干气和焦炭产率提高。汽油辛烷值变化不大，汽油烯烃含量下降，芳烃含量提高，链烷烃和环烷烃含量几乎不变。 降低汽油烯烃的措施 2．1 采用新工艺 2．1．1 MIP工艺 此工艺采用新型串联提升管反应器，将反应器分成两个反应区，优化催化裂化的一次反应和二次反应，第一反应区以一次裂化反应为主采用较高的反应温度、较大的剂油比和较短的停留时间，裂解较重的原料油并生成较多的烯烃，第二反应区通过扩径和注入冷却介质等措施，降低油气和催化剂的流速及该区的反应温度，达到抑制二次裂化反应，增加氢转移和异构化反应，提高催化汽油中的异构烃和芳烃，降低烯烃含量。2002年，安庆分公司120×104t/a催化裂化装置MIP改造，投用后，汽油烯烃含量由45（V）%左右降至35（V）%左右，有效解决了催化汽油烯烃含量高的问题。 2．1．2 MGD工艺 此工艺是结合重油催化裂化的反应特点，将催化裂化平行顺序反应和组分选择性裂化的机理，汽油裂化的反应规律以及反应深度控制原理有机结合在一起，对催化裂化反应进行精细控制，它将提升管反应器由下而上设为4个反应区：汽油反应区、重油反应区、轻质原料反应区和总反应深度控制区。粗汽油（或稳定汽油）从MGD喷嘴进入提升管反应器，通过调节新