分餾溫度對柴油加氫精制裝置生產(chǎn)低凝柴油的影響

苑立強，陸志強，溫廣明，宋金鶴，張文成

(1.中國石油吉林石化公司 煉油廠，吉林 吉林 132022;2.中國石油天然氣股份有限公司 大慶化工研究中心，黑龍江 大慶 163714)

在冬季，我國北方及高緯度地區(qū)需要使用低凝柴油，低凝柴油屬于小品種油品，煉油企業(yè)需根據(jù)天氣情況組織低凝柴油生產(chǎn)。目前國內(nèi)煉廠的低凝柴油調(diào)和組分主要包括低凝點直餾柴油餾分、加氫裂化柴油餾分和催化裂化柴油餾分。對于加工大慶和新疆等低硫原油的煉廠，直餾柴油餾分w(硫)通常小于350 μg/g，十六烷值約60[1]，在我國執(zhí)行國Ⅳ柴油標準前，加工低硫原油煉廠的直餾柴油不需進行加氫處理可以直接作為成品柴油或低凝柴油調(diào)和組分[2]。

隨著我國全面執(zhí)行國Ⅳ車用柴油標準[w(硫)<50 μg/g]，自2014年末開始我國各煉廠出廠柴油的調(diào)和組分全部是加氫柴油餾分。對于沒有裝置對低凝點柴油餾分單獨進行加氫而又有低凝柴油生產(chǎn)任務(wù)的企業(yè)而言，低凝點的直餾柴油通常與高凝點的直餾柴油、催化裂化柴油、焦化柴油混合后進行加氫精制，加氫后的混合柴油通過分餾塔進行切割，輕柴油餾分作為低凝柴油調(diào)和組分，重柴油餾分用作0#柴油調(diào)和組分。各種柴油餾分都具有凝點和十六烷值均隨柴油餾程的升高而增大的特性，在通過分餾塔進行切割過程中，勢必將低凝點、低十六烷值組分切入輕柴油中[3]，因此利用柴油加氫精制裝置通過分餾塔切割生產(chǎn)低凝柴油時普遍存在低凝柴油組分(輕柴油組分)凝點過剩，而十六烷值較低，0#柴油組分(重柴油組分)十六烷值過剩，而凝點偏高的問題[4]。對以上問題的有效解決，不僅可以在保障0#柴油滿足質(zhì)量要求的情況下增加低凝柴油調(diào)和組分的產(chǎn)量滿足冬季低凝柴油市場需求，同時也可為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益[5]。

作者分別以大慶石化和吉林石化煉油廠的混合柴油為原料采用中試固定床加氫反應(yīng)器進行加氫精制后，利用實沸點蒸餾儀對精制餾分油中的輕、重柴油餾分進行切割并進行凝點和十六烷值分析，通過調(diào)整輕重柴油切割溫度，使輕、重柴油餾分盡量滿足低凝柴油和0#柴油的質(zhì)量要求，以便于2種油品的出廠調(diào)和。

1 實驗部分

1.1 原料與儀器

原料1：大慶石化混合柴油1(催化柴油、焦化柴油、焦化汽油混合油)；原料2：大慶石化混合柴油2(直餾柴油、催化柴油混合油)；原料3：吉林石化混合柴油(直餾柴油、催化柴油、焦化柴油混合油)；氫氣：大慶石化公司化工氫氣。

十六烷值機：CFR-F5，美國Waukesha公司(執(zhí)行標準ASTMD 613)；全自動實沸點蒸餾儀：DISC D-2892CC，德國i-ficher Engineer Gmbh公司(執(zhí)行標準ASTM D2892)；加氫評價裝置：200 mL固定床加氫評價裝置，自制。

1.2 原料性質(zhì)分析

原料油性質(zhì)分析數(shù)據(jù)見表1。催化劑評價氫氣組成見表2。

表1 原料油性質(zhì)分析數(shù)據(jù)

表2 催化劑評價氫氣組成 φ/%

1.3 催化劑模擬評價及裝置流程

采用中國石油石油化工研究院開發(fā)的PHF柴油加氫精制催化劑，分別按照工業(yè)裝置設(shè)計工藝條件對3種柴油原料進行加氫評價，在加氫生成油w(硫)<50 μg/g后對生成油進行實沸點切割，通過考察不同切割溫度對輕、重2種柴油餾分十六烷值和凝點的影響，為工業(yè)運行的柴油加氫精制裝置冬季生產(chǎn)低凝柴油提供技術(shù)參考。

催化劑硫化采用液相硫化，采用w(CS2)=2%的直餾煤油作為硫化油，催化劑評價工藝流程為一次通過流程，流程圖見圖1。

圖1 中試評價裝置工藝流程圖

2 結(jié)果與討論

原料1實驗結(jié)果見表3。

表3 原料1實驗結(jié)果1)

1) 由于原料1中含有焦化汽油，在對加氫生成油進行輕重柴油餾分切割前，先將加氫生成油中的石腦油餾分切出。

原料1為大慶石化焦化汽油、焦化柴油和催化柴油構(gòu)成的混合油。輕重柴油餾分的切割溫度由250 ℃提高到265 ℃時，輕柴油收率由28.91%增加到32.26%，凝點由-36 ℃提高到-34 ℃，十六烷值由40.8增加到41.1，以265 ℃為切割點時，輕柴油凝點已不能滿足-35#低凝柴油凝點要求。對于重柴油餾分而言，切割溫度提高15 ℃后，重柴油餾分的凝點由-2 ℃增加到4 ℃，不能滿足0#柴油對于凝點的要求。

原料2實驗結(jié)果見表4。

表4 原料2實驗結(jié)果

原料2為大慶石化直餾柴油和焦化柴油構(gòu)成的混合油。輕重柴油餾分的切割溫度由250 ℃提高到265 ℃時，輕柴油收率由45.07%增加到51.39%，凝點由小于-45 ℃提高到-42 ℃，十六烷值由44.8增加到46.0(國Ⅳ標準要求-35#柴油十六烷值不小于45)，以265 ℃為切割點時，輕柴油凝點和十六烷值都可滿足-35#國Ⅳ柴油的要求。對于重柴油餾分而言，切割溫度提高15 ℃后，重柴油餾分的凝點由-1 ℃增加到4 ℃，不能滿足0#柴油對于凝點的要求。

原料3實驗結(jié)果見表5。

表5 原料3實驗結(jié)果

原料3為吉林石化直餾柴油、催化柴油和焦化柴油構(gòu)成的混合油。輕重柴油餾分的切割溫度由250 ℃提高到265 ℃時，輕柴油收率由45.19%增加到48.56%，凝點始終小于-45 ℃，十六烷值由44.0增加到44.3，與國Ⅳ標準-35#柴油十六烷值不小于45的指標相比差0.7個單位，通過添加十六烷值改進劑可以達到-35#國Ⅳ標準柴油要求[6-7]。對于重柴油餾分而言，切割溫度提高15 ℃后，重柴油餾分的凝點由-7 ℃增加到-3 ℃，十六烷值由50.5增加到50.7，可以滿足國Ⅳ標準0#柴油對于凝點和十六烷值的要求。

從對加氫柴油的輕重餾分分析結(jié)果看，通過提高輕重柴油餾分的切割溫度，輕重柴油餾分的十六烷值均上升，同時重柴油餾分的凝點上升更加明顯。由于大慶石化加工原油為高凝點的大慶石蠟基原油，煉廠的混合柴油經(jīng)過加氫精制后，當以265 ℃作為輕重柴油餾分的切割點時，重柴油餾分的凝點已經(jīng)達到或超過4 ℃，已不能滿足0#柴油質(zhì)量要求。吉林石化加工原油包括大慶原油和俄羅斯原油的混合油，煉廠的混合柴油經(jīng)過加氫精制后，以265 ℃作為輕重柴油餾分的切割點時，輕重柴油餾分可以分別滿足作為國Ⅳ標準-35#低凝柴油和0#柴油調(diào)和組分的需要。

3 結(jié) 論

研究表明柴油餾分的凝點和十六烷值都具有隨著餾程變重而增大的趨勢，對于大慶石化這種加工原油全部為大慶原油的煉廠通過調(diào)整柴油加氫精制裝置分餾塔操作溫度同時生產(chǎn)-35#柴油和0#時，為保障輕重柴油的各項指標滿足生產(chǎn)需要，分割溫度不應(yīng)大于250 ℃。對于加工含有大慶原油以及俄羅斯混合原油的煉廠，通過調(diào)整柴油加氫精制裝置分餾塔操作溫度同時生產(chǎn)-35#柴油和0#時，輕重柴油分割溫度不應(yīng)大于265 ℃。

參 考 文 獻：

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