fcc汽油重馏分催化精馏加氢脱硫实验与模拟分析.docx

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第一章 文献综述
§1-1 FCC汽油加氢脱硫的意义
为了保护环境,减少汽车尾气中有害物质的排放,世界各国制定的清洁汽油新标准对汽油中的硫和烯烃含量提出了越来越严格的要求。在 2005 年前后,欧洲、美国等就已经要求汽油中硫的质量分数降低到 30~50μg/g,甚至提出在将来生产硫质量分数为 5~10μg/g 的无硫汽油(零排放)[1-3]。而我国自 2005 年起开始对北京和上海执行相当于欧Ⅲ排放标准的汽油规格(w(硫)≤150μg/g,φ(烯烃)≤ %, φ(芳烃)≤35 %)[1]。目前我国生产的成品汽油约有 80%以上来源于 FCC 汽油,而 FCC 汽油具有硫含量高、烯烃含量高的特点。为提高我国汽油的质量,跟上发达国家的脚步,达到清洁汽油的标准,必须尽可能地降低汽油中的硫和适当地减少汽油中的烯烃含量。实现这一目标的较成熟的方法就是对 FCC 汽油进行加氢处理。
§1-2 FCC汽油加氢脱硫技术的现状
加氢处理已成为生产清洁汽油必不可少的核心技术。采用该技术可以很容易地脱除 FCC 汽油中的硫和烯烃,但烯烃是高辛烷值组分,烯烃的饱和势必造成辛烷值损失,特别对于烯烃体积分数高达 45%~65%的 FCC 汽油[1],其影响更大,因而在减少 FCC 汽油硫和烯烃含量的同时降低辛烷值损失是关键。为此,国内外开发了一系列 FCC 汽油加氢脱硫降烯烃技术。这些技术大致可分为两类:一类是选择性加氢脱硫技术,一类是加氢脱硫降烯烃-辛烷值恢复技术。选择性加氢脱硫技术, 如 Prime-G[4]、 SCAN Fing[5]、OCT-M[6]、CDHDS[7-9]等将 FCC 汽油切割为轻、重馏分,轻馏分进行碱洗脱臭处理,重馏分应用具有高加氢脱硫(HDS)/烯烃饱和(HDO)比的选择性催化剂进行加氢处理。加氢脱硫降烯烃-辛烷值恢复技术,如 OCTGAIN[10]、ISAL[11]、RI-DOS[12]、OTA[13]等采用两段串联或双催化剂体系对 FCC 汽油先进行加氢脱硫、脱烯烃处理,再采用异构化、芳构化等方法,将汽油中的直链烷烃、重烷烃和烯烃转化为高辛烷值的异构烷烃和芳香烃,使其在 HDS 过程中由于烯烃饱和而造成的辛烷值损失得以补偿。
其中选择性加氢处理工艺主要适合用于烯烃体积分数低于 30%的 FCC 汽油,这样既可以满足降低 FCC 汽油的硫和烯烃含量要求,同时不至于过度饱和烯烃,减少辛烷值损失。对烯烃和硫含量高的 FCC 汽油,采用异构化恢复辛烷值技术较好,但其不足之处是耗氢高、液收低。
除去改进工艺,制备具有选择性的深度加氢脱硫催化剂也是人们改善 FCC 汽油加氢脱硫技术的研究重点。
§1-3 FCC汽油的CDHDS过程
FCC 汽油的 CDHDS (Catalytic Distillation Hydrodesulfurization) 过程是将 FCC 汽油加氢脱硫反应和精馏分离进行耦合操作。该工艺具有以下优点[9,14-15]:(1)反应温度易于控制。由于反应在液相中进行, 所以不会出现热点及发生局部过热现象;(2)硫化物的转化率高。由于逆流操作,塔内的 H2S 含量较少,H2S 的抑制作用较小以及产物不断地从反应区分离出来,因此可提高硫化物的转化率;(3)反应热利用充分。反应放出的热量被液体蒸发所吸收,从而节省了蒸馏所需要的热量;(4)反应和精馏在同一个装置中进行,设备简化且操作方便;(5)催化剂的使用条件获得改善,由于回流液连续