柴油加氢装置掺炼精制重汽油的方案对比

孟祥雷，李 枫，陶贵金，庄志勇，王 帅

（1.中国石油辽阳石化油化运行部，辽宁 辽阳 111003；2.中国石油辽阳石化炼油运行部，辽宁 辽阳 111003）

某石化公司汽油加氢装置以催化汽油为原料，采用中国石油石油化工研究院的催化汽油选择性加氢脱硫专利技术进行加氢脱硫，生产满足国V排放标准汽油，产品为精制重汽油和轻汽油，精制重汽油送至汽油组分罐区，轻汽油作为原料送至轻汽油醚化装置，进行醚化反应，生成的醚化轻汽油和醚后C5混合后送至组分罐区［1，2］。精制重汽油、醚化轻汽油、醚后C5均作为汽油调和组分。

1 项目探索

某石化柴油加氢精制装置以直馏柴油、催化轻柴油的混合油为原料，经过催化加氢反应进行脱硫、脱氮、烯烃饱和等工艺过程，用以生产精制石脑油和精制柴油。精制石脑油作为连续重整原料，精制柴油产品满足国Ⅵ标准的质量要求（硫含量≯10×10-6，十六烷值≮51），做调和柴油组分油。

精制重汽油烯烃含量、醚化轻汽油（包括醚后C5）烯烃含量随汽油加氢装置原料催化汽油的烯烃含量变化而变化，由于催化裂化装置调整较多，催化汽油的烯烃含量在32%～38%之间波动，相对应精制重汽油和醚化轻汽油烯烃含量在22%～28%之间波动，催化汽油通过汽油加氢装置和轻汽油醚化装置后，能降低烯烃含量10%。精制重汽油、醚化轻汽油（包括醚后C5）占整个汽油池的50%。随着成品汽油的质量升级，对成品汽油的要求更为苛刻，车用国ⅥB标准汽油烯烃含量＜15%。

某石化公司的国ⅥB车用汽油调和组分油质量及烯烃含量见表1。由表1可以看出，在调和车用国ⅥB汽油总量14×104t的情况下，成品汽油烯烃含量14.33%，满足国ⅥB汽油烯烃含量＜15%要求，调和出的国ⅥB成品汽油烯烃含量卡边操作，但如出现部分低烯烃调和组分油减产的情况，均不能使成品油烯烃满足国ⅥB要求，出厂困难。

表1 车用汽油调和组分油质量及烯烃含量

为降低整个汽油池烯烃含量，方案（1）提出，将部分醚后C5引至烷基化装置，醚后C5的PONAA（P：烷烃；O：烯烃；N：环烷烃；A：芳烃）。

分析结果见表2。

表2 醚后C5PONA分析结果/%

由表2可知，醚后C5烯烃含量为30%。通过烷基化装置，醚后C5烯烃与加裂液化气中异丁烷发生反应，增产烷基化油，即降低了烯烃含量，又增产了高牌号、无芳烃、无烯烃的烷基化油。但经过讨论，目前此方案瓶颈较多。

（1）烷基化装置原设计为醚后C4与异丁烷发生烷基化反应，醚后C5理论可以与异丁烷发生烷基化反应，但副反应多，影响目标产品的收率；

（2）此套烷基化装置原料加裂液化气中异丁烷严重不足，造成烷烯比低，而醚后C4烯烃含量过高，如果再引入醚后C5，则烷烯比将会更低，不利于装置的运行；

（3）目前，C5烷基化工业应用还不具备规模［3，4］，有些石化公司引入C5进行烷基化反应的量也很低，不足以降低整个汽油池烯烃含量。综上，醚后C5引入烷基化装置方案不可取。

方案（2）为将部分精制重汽油引入柴油加氢装置，精制重汽油的PONA分析结果见表3。

由表3可知，精制重汽油芳烃含量35.98%，环烷烃含量15.2%，是很优质的连续重整原料［5］。

表3 精制重汽油PONA分析结果/%

通过柴油加氢装置将精制重汽油中的烯烃饱和，经分馏后，馏程178℃以下组分进入石脑油中，作为原料送至连续重整装置，馏程178℃以上组分压入柴油中调和柴油。

此方案瓶颈在于柴油加氢装置反应器温升的控制和柴油产品的闪点，通过分析得出，反应器催化剂床层温升可以通过调整原料配比，即降低原料中的催化轻柴油的占比实现，同时可通过反应器催化剂床层中间冷氢控制。柴油闪点不合格可以通过其他柴油组分调节。

综上，此方案可行性和操作性较高，计划逐步引精制重汽油至柴油加氢装置，流量最初控制在5 t/h，后通过反应器催化剂床层温升和柴油闪点分析结果逐步增量。

2 工艺流程

为达到“降本增效，设备管线利库利旧”的目的，制订的方案中精制重汽油走催化轻柴油线进柴油加氢装置内缓冲罐或柴油加氢原料罐区。部分催化轻柴压入催化重柴或与催化重柴混合至蜡油加氢裂化原料罐区。

由于柴油加氢装置原料油界区压力0.6 MPa，催化轻柴线长度约1 000 m，压力降不定，为顺利将精制重汽油引入柴油加氢装置，汽油加氢装置内制订2套方案进行付油。方案（1）：在控制阀FV2701前（T：70℃，P：1.2 MPa）新增管线付油至催化轻柴线至柴油加氢装置内原料油缓冲罐，实现热供料。在方案（1）由于压力不足无法实现时，实施方案（2）：在控制阀PV2422前（T：35℃，P：0.6 MPa）新增管线至催化轻柴线至柴油加氢装置罐区原料罐，经泵后打入柴油加氢装置内原料油缓冲罐，实现冷供料。流程见图1，虚线为新增管线。

图1 精制重汽油至柴油加氢装置流程

3 工业实践

3.1 3种加工方案比较

在柴油加氢装置引精制重汽油前，为有效控制反应器催化剂床层温升，调节原料配比，退部分催化轻柴油，催化裂化装置将催化轻柴油压入催化重柴送至蜡油加氢裂化原料罐区。

2月21日，汽油加氢装置打通FV2701前至柴油加氢装置付油流程，流量控制在5 t/h，实践证明，付油方案（1）可以实现。23日精制重汽油至柴油加氢装置流量由5 t/h增加至15 t/h，同时柴油加氢装置退原料催化轻柴油流量5 t/h增至15 t/h。精制重汽油性质见表4。

表4 精制重汽油性质

引入精制重汽油后，柴油加氢装置原料性质、工艺参数、产品性质均小幅度发生变化，见表5～7。

表5 柴油加氢装置原料性质变化

3.2 运行情况分析

（1）随着精制重汽油的掺入量逐渐增加，原料油的初馏点和10%点变化较大，而对原料油的95%点影响并不明显。原因为精制重汽油的终馏点为208℃，而柴油的10%点基本在205℃左右，精制重汽油的掺入，增加了柴油中轻组分的含量，使其初馏点和10%点明显降低。

（2）随着精制重汽油的掺入量逐渐增加，装置耗氢量和反应器催化剂床层温升提高，原因为精制重汽油中含有大量的烯烃，通过加氢反应使之饱和，放热量增加，同时石脑油的抽出量增多。在掺炼15 t/h的精制重汽油时，理论上可抽出27 t/h的石脑油，但受限于塔顶回流泵的能力所限，实际抽出石脑油24 t/h，分馏塔底温降低，使部分重石进入柴油组分中，这也是在掺炼精制重汽油15 t/h时，精制柴油闪点下降较为明显、石脑油终馏点较低的原因。

（3）柴油加氢装置掺炼精制重汽油后，对装置的反应系统，包括循环氢部分、反应器部分、加热炉部分、高低分部分影响较低，但对于分馏塔的操作和参数影响较大，需加强对此部分的监控。

（4）由于柴油加氢装置反应器催化剂正值末期，反应器内部分温度点超设计值。

3.3 汽油池车用汽油性质变化

在精制重汽油以15 t/h引入柴油加氢装置后，汽油池性质变化见表8。

表6 柴油加氢装置部分工艺参数变化

表7 柴油加氢装置主要产品性质

表8 车用汽油调和组分油质量及烯烃含量变化

续表7

由表1和表8对比可知，在汽油加氢装置精制重汽油以15 t/h引入柴油加氢装置后，汽油池中精制重汽油产量由4.176×104t下降至3.100×104t，烯烃含量由14.33%下降至13.06%，成品国ⅥB汽油顺利出厂，解决了成品汽油烯烃含量卡边操作的瓶颈问题。

由于精制重汽油经柴油加氢装置分馏后得到的精制石脑油送至连续重整装置，作为连续重整装置的产品重整戊烷油、抽余油、重整汽油的产量上升。

汽油池产量由14.00×104t降至13.25×104t，下降原因是精制石脑油经连续重整装置后部分转化为高附加值的芳烃产品BTX。

4 结束语

柴油加氢装置掺炼精制重汽油方案总体可行，在掺炼前，要明确引油方案，同时制订备选方案。在掺炼时，要关注装置内各参数和产品质量的变化，通过参数的变化，及时调节掺入量，同时要注意分馏塔的操作和部分泵的能力。

在柴油加氢装置掺炼15 t/h精制重汽油后，公司汽油池的烯烃含量不在是汽油调和的瓶颈，同时精制石脑油通过连续重整装置生产出高价值的BTX等产品，在成品油市场低迷、芳烃料大卖的情况下，此方案既降低了成品汽油的量，又增加了芳烃料的产量。