格爾木煉油廠催化柴油加氫改質裝置的探討

劉國濤 冉憲濤 魏玉琴 李鸞成(青海油田格爾木煉油廠, 青海 格爾木 816000)

格爾木煉油廠作為青海油田分公司的重要組成是青藏兩省唯一的一座年產油量在百萬噸以上的煉廠。它主要出產柴油、汽油、甲醇等產品，售往國內的中部、東部等地，憑借其優質的產品及服務在市場上贏得美譽。近年來，為進一步優化柴油品質，增加柴油年產量，更好的提供能源服務，格爾木煉油廠實行了一系列改造項目，建設了柴油加氫改質裝置，成功的使柴油品質升至國V標準。

1 格爾木煉油廠催化柴油加氫改質裝置概述

2007年末，經股份公司批復，格爾木煉油廠改造項目準建。次年8月，格爾木煉油廠柴油改質裝置開始進入到全面建設階段，這一產油量在80萬噸/年的裝置成為了當時優化格煉產品質量的重要設備。它的建設推進了質量升級改造，使該廠煉油量高出原有產量的50%，達到150萬噸。

2014年，格爾木煉油廠又再一次對柴油質量進行升級改造，不僅成功的將柴油產量提高到原有的97%，同時進一步優化了柴油品質，降低了生產能耗，實現了優質、高產、節能的共贏。該次產品升級項目中，裝置設計主要由兩部分組成：一是加氫改質裝置；二是加氫精制裝置。其中，前者產量80萬噸/年，采用加氫改質降凝技術，后者產量15萬噸/年，采用柴油加氫精制工藝。該項設計的主體已于2014年9月施工完畢，直到現在，新建裝置仍然運行平穩，發揮著重要作用。

2 催化柴油加氫改進裝置的應用背景及反應原理

催化裂化是進行柴油生產時用到的主要加工技術，特別是催化技術，有超過30%的柴油是以該種技術加工而成。但是現階段，隨著加工的深化，基于催化裂化的裝置在進行柴油加工時硫、氮安定性不足，使得柴油質量逐漸變差，尤其是在十六烷值方面，市售柴油普遍呈現出偏低的現象，這使得柴油燃燒性能降低，不能滿足使用要求。目前，解決上述問題的辦法有兩種，深度脫硫脫芳由于過高的成本投入而沒有得到推廣，加氫改質技術則憑借其良好的工作效益得到廣泛使用。現階段該項技術已投入使用并在逐步優化之中，基于該項技術的催化柴油加氫改質裝置的應用原理如下：

圖1

圖2

如圖所示：從圖1可以看出，柴油十六烷值受雜原子含量影響，同時受到柴油分子碳數的限制，觀察圖2可以發現，它與芳烴含量間呈現出一種線性關系。由此可以看出，如果燃料中催化柴油成分較高，采用降低柴油芳烴含量辦法，能夠實現提高柴油十六烷值的目的。

提升十六烷值時，分析芳烴含量是工作展開的前提的基礎。通過高壓液相色譜等技術分析表明，芳烴在餾分油中有以下幾種存在形式：①單環芳烴；②雙環芳烴；③三環芳烴；④稠環芳烴。在加氫條件下，通過充分的融合，柴油中的芳烴會發生飽和反應，具體如下：

通過反應式可以發現，該種反應屬于可逆反應，絕對的芳烴飽和只能出現在理論上，在熱力學平衡原理限制下實際操作中不可能實現。但是由于多個苯環中，當加氫以后，一般情況下是首個苯環常數偏高，所以加氫精制時，往往是越后面的苯環加氫操作越易于進行。此外，上述幾種芳烴形式加氫速率、飽和速率等都存在差異，所以綜合多方因素考慮，為了使柴油十六烷值提高效果明顯，需借助芳烴反應機理利用催化劑通過飽和反應來提高柴油質量。

3 催化柴油加氫改質裝置中的技術應用及特點

通常，如果柴油比例中直餾、焦化柴油比重高，柴油十六烷值并不在亟待調整情況下便可以利用加氫精制的辦法來優化柴油質量。幾年前，相關研究院曾研制出一種柴油催化劑，能夠實現深度脫硫加氫，這一制劑在多個加氫裝置中的應用效果良好，符合質量升級需求，為柴油產品的優化提供了很好的技術支持，其技術特點如下：①柴油收率高，通常情況下能達到95%甚至更高；②產出柴油為清潔柴油，硫含量低，一般不高于10μg/g；③由于壓力等級偏低，基于該項技術的裝置建設及操作成本低；④催化劑性能強，加氫脫硫效果明顯，適用性較為靈活。

4 結語

經實踐證明，催化柴油加氫改質裝置在格爾木煉油廠中的應用實現了柴油產品質量升級改造的最終目的，很好的優化了柴油品質，提升了優質柴油的產量。希望今后加氫改質技術及其裝置能在科研人員的努力研究之下，在原有基礎上得到進一步優化，從而為高品質柴油的生產奠定堅實的技術基礎。

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