浅谈催化汽油烯烃含量的影响因素

2021-11-20 22:06程照阳
油气·石油与天然气科学 2021年10期
关键词:烯烃影响因素

摘要:针对催化汽油烯烃含量的控制,通过查阅资料并结合烯烃事业部炼油装置的实际生产经验,讨论和分析了催化汽油烯烃含量的影响因素。

关键词:催化汽油 烯烃 影响因素

1前言

环境保护日趋严格,国内外对汽油的各项指标(尤其是汽油中的烯烃含量)作出了严格的限制。车用汽油中烯烃含量过高,一方面影响汽油的充分燃烧,加剧汽车尾气的排放污染;另一方面对大气的臭氧层产生破坏作用。随着人们对环境保护意识的加强,国家对商品汽油的质量标准的提高。炼油企业势必将进行汽油质量升级,降低催化汽油烯烃含量。汽油质量升级成功的先决条件是拥有一套先进的催化裂化生产工艺,本文通过查阅文献资料整理出原料油、催化剂及反应操作条件等参数对汽油烯烃含量的影响并结合部现炼油部拥有ARGG+MIP降烯烃工艺的生产经验,总结出催化裂化工艺生产的汽油烯烃含量的调节方法。

2影响因素的讨论和分析

2.1MIP工艺

MIP是催化裂化多产异构烃新工艺,是集国内外各种技术之长,主要工艺技术方案是建立在原料特点及产品方案要求的基础上,用新型提升管反应器实现不同的反应器实现裂化、氢转移和异构化反应,以达到降低稀烃含量,提高异构烷烃含量的目的。其第一反应区主要作用是:烃类混合物快速和较彻底地裂化生成稀烃,故此区域操作方式类似目前催化裂化方式,即高温、短接触时间和高剂油比;第二反应区主要作用是:由于稀烃生成异构烷烃,既有平行反应,又有串联反应,且反应温度低对其生成有利,故此二反器操作方式不同于目前催化裂化操作方式,即低反应温度和长反应时间,促使稀烃反应有利于生成异构烷烃和芳烴。

为达到分反应区反应,其设计提升管分为常规反应器和扩径的二反器(如图1),二反器控制方式采用强制平衡调节的方式,第二反应区 床层密度采取在第二反应区外补循环催化剂和打入急冷介质控制温度。急冷介质(粗汽油或酸性水)

2.2反应温度

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,热裂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;当反应温度提高时,汽油转化为气体的反应速度加快最多,原料转化为汽油的反应次之,原料转化为焦炭的反应加快最少。实际生产中提高反应温度对ARGG工艺而言,不利于降烯烃,随着反应温度的提高,催化汽油中烯烃含量呈现上升的趋势。

2.3剂油比

剂油比=催化剂循环量/总进料量。剂油比大,原料油能与更多催化剂接触,单位催化剂上的积炭少,催化剂失活程度小,从而使转化率提高,根据Grace Davision在循环式提升管中试装置的实验结论,恒定反应温度,剂油比每提高一个单位 ,烯烃含量下降1.5-3.0%。在保证加工量的前提下,可以通过降低提升管反应器的原料油进料预热温度和再生温度来相应的提高剂油比。当预热温度升高或再生温度升高时,由于需要维持整个反应-再生系统的热量平衡,这时催化剂的循环量就会降低,导致反应剂油比下降。实际生产中原料油预热温度和再生温度尽量低控一般按不超过195℃控制,再生温度按不超过695℃控制。

2.4原料油性质

反应温度和剂油比对汽油中烯烃含量产生影响,进料性质的差异通过改变反应温度、剂油比来间接影响催化汽油的烯烃含量。随着原料的干点、掺炼比的提高和特性因素K的降低,可裂化程度变差和生焦量增多导致了更高的反应温度和更低的剂油比,这将会给汽油带来更多的烯烃。也就是说生产计划部门要合理调合原油比例,严格控制原料油的残碳量为催化提供适宜的原料。

2.5催化剂活性

随着催化剂平衡活性的提高,汽油中烯烃含量逐渐下降。提高催化剂的活性对汽油的烯烃含量有利,那么如何保证平衡剂的活性(1)生产中保持高的催化剂藏量,延长烧焦时间(单向逆流不完全再生工艺)。(2)定期卸出平衡剂,同时增加新鲜催化剂补充速率。(3)注入金属钝化剂以减轻催化剂的重金属中毒程度。

2.6汽油馏程

汽油的馏程对其烯烃含量有一定影响。可通过分馏和吸收稳定系统改变汽油的饱和蒸气压和汽油干点,从而改变汽油烯烃含量。生产操作中,调节分馏塔顶循环量以适当提高汽油90%馏出点或终馏点,既有利于增加汽油收率,又有利于降低汽油烯烃含量。吸收稳定系统操作中,适当提高稳定塔底和塔顶温度,使汽油深度稳定.适当低控稳定汽油的饱和蒸气压(即减少汽油中气含量),有利于汽油中烯烃含量的下降。

3结论

清洁汽油对烯烃含量而言,具有严格的控制。炼油部现有的ARGG+MGD工艺基本满足现行汽油标准。但随着汽油质量升级的不断推进,运行部也将进行新的汽油质量升级改造。虽然催化工艺改变了,但催化汽油烯烃含量的理论影响因素是不变的。简言之,降低反应温度、低控稳定汽油饱和蒸气压,提高剂油比和催化剂活性都是有利于催化汽油烯烃含量的下降。掌握和了解上述可调节影响因素,对生产作业计划具有一定的指导意义。

作者简介:

程照阳,1983年1月5日,男,汉,籍贯河北省定州市,本科,助理工程师,巴陵石化公司

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