催化裂化餾分油生產(chǎn)噴氣燃料的加氫工藝

郝立剛，李 敏，李 軍，胡程浩，任海波

（中國石油撫順石化公司研究院， 遼寧 撫順 113004）

在噴氣燃料的生產(chǎn)中，按照加工原料的不同，可以分為三種工藝[1,2]。一是以直餾組分為原料，通過加氫或非加氫處理工藝生產(chǎn)合格的噴氣燃料。所選的直餾組分，在冰點、密度、餾程、燃燒性能等指標(biāo)上基本符合噴氣燃料的要求，但硫醇硫、酸值、顏色、安定性等方面還存在差距。這類原料處理起來比較容易，但原料來源不足。二是以減壓餾分油（VGO)或其相應(yīng)餾分為原料的高壓加氫裂化工藝。該工藝擴展了噴氣燃料的原料來源，但投資和操作費用高。三是以富含芳烴的直餾煤油或二次加工得到的煤油餾分為原料的深度加氫工藝。這類原料富含芳烴或烯烴，硫、氮含量也很高。通過深度加氫，脫硫、脫氮、加氫飽和后，大大提高了油品的燃燒性能。深度加氫工藝雖然在投資、費用、氫耗等方面存在劣勢，但在企業(yè)特定條件下，這些劣勢可能會減弱或消失，深度加氫工藝就會有一定的應(yīng)用價值。撫順石化公司研究院開發(fā)的新型加氫脫芳催化劑HDA能夠?qū)Ω吡蛟线M行深度脫芳，利用HDA的這一性能，科研人員進行了催化裂化餾分油生產(chǎn)噴氣燃料的研究，開發(fā)出劣質(zhì)原料一段加氫生產(chǎn)噴氣燃料的新工藝。

1 實驗概述

1.1 催化裂化餾分油

在噴氣燃料的質(zhì)量指標(biāo)要求中，對餾程要求控制10%回收溫度不高于 205 ℃、50%回收溫度不高于232 ℃、終餾點不高于 300 ℃，對初餾點沒有具體指標(biāo)要求，但噴氣燃料的閃點指標(biāo)限制了初餾點的范圍。此外，冰點也限制著終餾點的高低[3]。選擇適當(dāng)?shù)酿s分油，對優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量都會有很大的幫助。基于上述考慮，選用初餾點140℃左右、95%點 255 ℃左右的催化裂化餾分油作為生產(chǎn)噴氣燃料的原料。催化裂化餾分油的性質(zhì)見表1。

從表1中的數(shù)據(jù)看，該原料的特點是芳烴、烯烴含量高，煙點低，煙點只有14 mm。要想生產(chǎn)出噴氣燃料組分，必須降低芳烴、烯烴的含量。這樣既可以使芳烴、烯烴含量符合指標(biāo)要求，又可大幅度提升煙點。

1.2 催化劑與實驗裝置

在加氫脫芳工藝中，常用的催化劑有兩類。一類是有較高脫芳性能的加氫精制催化劑，但目前的催化劑往往對多環(huán)芳烴有較高的脫芳率，對總芳烴的脫芳率則要低一些。如陳若雷[4]等人介紹的加氫精制催化劑，對催化裂化柴油脫芳，多環(huán)芳烴含量由35.3%降到5.0%以下，脫芳率85.8%；總芳烴含量則由53.4%降到25%以下，脫芳率53.2%。另一類是貴金屬催化劑，這類催化劑對原料油的硫、氮有嚴(yán)格的限制，原料中的芳烴一般也控制在百分之幾的范圍內(nèi)。

表1 催化裂化餾分油的性質(zhì)Table 1 Properties of FCC distillate

HDA加氫脫芳催化劑是撫順石化公司研究院新研制的抗硫型深度脫芳催化劑。該催化劑可在高硫條件使用，總芳脫芳率達到80%以上。

實驗裝置為100 mL小型加氫裝置，氫氣一次性通過。

1.3 工藝條件及實驗過程

根據(jù)催化劑的性能，選用溫度360 ℃、壓力8.0 MPa、空速1.0 h-1、氫油體積比800:1的工藝條件對催化裂化餾分油進行加氫脫芳。利用實沸點蒸餾裝置對加氫脫芳后的液體產(chǎn)品進行拔頭處理，切除<140 ℃的輕組分，余下的重組分作為目標(biāo)產(chǎn)品——噴氣燃料組分。

表2 加氫脫芳液體產(chǎn)品的性質(zhì)Table 2 Properties of hydrogenation dearomatization liquid

表3 噴氣燃料組分的性質(zhì)及3#噴氣燃料的質(zhì)量指標(biāo)Table 3 Properties of Jet fuel components and the quality index of 3# jet fuel

2 結(jié)果與討論

對加氫脫芳液體產(chǎn)品進行密度、餾程、硫含量、閃點、凝固點、組成等性質(zhì)的分析。加氫脫芳液體產(chǎn)品的性質(zhì)見表2。

從表 1、表 2的數(shù)據(jù)看，采用 HDA催化劑對143~255 ℃的催化裂化餾分油進行加氫脫芳，硫含量由680 μg/g下降到12 μg/g，脫硫率98%。芳烴含量由41.4%下降到6.2%，脫芳率85%。說明HDA催化劑對高硫原料具有優(yōu)異的脫硫、脫芳性能。

表2的數(shù)據(jù)中，加氫脫芳液體產(chǎn)品的初餾點為50 ℃，5%點溫度147 ℃，閃點<25 ℃，說明加氫脫芳過程中出現(xiàn)輕微裂化。為保證噴氣燃料的閃點合格，需切除<140 ℃的輕組分。<140 ℃的輕組分共計 1%，余者 99%的重組分即為目標(biāo)產(chǎn)品—噴氣燃料組分。參考3#噴氣燃料的質(zhì)量指標(biāo)要求對噴氣燃料組分進行性質(zhì)分析。噴氣燃料組分的性質(zhì)及3#噴氣燃料的質(zhì)量指標(biāo)（GB 6537—2006）見表3 。

由于沒有對添加劑進行考察，因此表3數(shù)據(jù)中缺少加入抗靜電劑后的水分離指數(shù)數(shù)據(jù)。除該項指標(biāo)外，噴氣燃料組分的潤滑性、電導(dǎo)率兩項指標(biāo)不符合噴氣燃料的質(zhì)量要求，其余各項指標(biāo)均達到了國標(biāo)要求。沒有達到國標(biāo)要求的項目，可以通過注入添加劑來解決[2]，這也是目前噴氣燃料生產(chǎn)中比較常見的做法。

3 結(jié) 論

HAD催化劑具有優(yōu)異的脫硫、脫芳性能。對140~255 ℃的催化裂化餾分油進行加氫脫芳，脫硫率98%，脫芳率85%。

以催化裂化餾分油為原料，通過深度加氫脫芳，在芳烴含量、煙點、冰點等關(guān)鍵項目上都可以達到噴氣燃料的要求，可以生產(chǎn)出噴氣燃料組分油，再通過注入適當(dāng)?shù)奶砑觿┚涂梢陨a(chǎn)出符合質(zhì)量要求的噴氣燃料。

［1］徐偉池. 噴氣燃料生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 化工中間體，2011（2）：19-22 .

［2］張學(xué)佳. 加氫裂化裝置生產(chǎn)低凝柴油改航煤生產(chǎn)方案探討[J]. 石油與天然氣化工，2012，41（6）：554-557.

［3］閆博，楊有亮. 加氫裂化裝置航煤冰點不合格原因分析與對策[J].廣州化工，2010，38（3）：183-184; 193.

［4］陳若雷，高曉東. 催化裂化柴油加氫深度脫芳工藝研究[J]. 石油煉制與化工，2002，33（10）：6-10.