催化柴油加氢改质反应原理及影响因素分析.pdfVIP

工业催化 2008年第16卷增刊 INDUSrRIALCATALYSIS 191 催化柴油加氢改质反应原理及影响因素分析 王甫村’，吕 倩，郭淑芝，孙发民，朱金玲 (中国石油石油化工研究院大庆化工研究中心，黑龙江大庆163714) 摘要：深入了解催化柴油加氢改质反应原理和影响因素对开发催化柴油加氢改质工艺及配套催 化剂、优化生产装置的操作具有指导作用。从催化柴油加氢改质反应原理入手，分析了烃族组成对 催化柴油十六烷值的影响、芳烃的加氢反应热力学和动力学、加氢改质催化剂的设计原则、加氢改 质工艺特点、改质反应最优路线和影响催化柴油加氢改质的工艺因素等方面。 关键词：催化柴油；改质；原理；影响因素 我国的重油加工技术主要以催化裂化为主，催 杂原子化合物含量及柴油组分的碳数是决定十六烷 化柴油约占柴油总量的1／3以上，在其装置原料中， 值的主要因素。 渣油比例逐渐加大，加工深度逐年增加，导致催化裂 化装置生产的柴油质量也逐渐变差，主要表现在硫 和氮等杂质含量高、氧化安定性差，而且富含芳烃 (质量分数50％一70％，其中多环芳烃约占芳烃总 质量分数的75％)和十六烷值低(20～35)，炼油厂 很难提供充足的高十六烷值组分与之调和，使得我 国市售柴油十六烷值普遍达不到要求，部分企业的 柴油十六烷值仅为40。二环和三环以上芳烃十六 烷值低，在柴油发动机中的燃烧性能差，这是催化柴 油调和柴油质量低的根本原因。催化柴油中含有的 图l馏分油烃类的十六烷值 大量芳烃燃烧时易产生氮氧化物(NOx)和未燃的碳 氢化合物(HC)，增加了尾气中颗粒物(PM)的含量， 十六烷值与芳烃含量的关系见图2。由图2可 其中三环以上芳烃影响最大。 知，在十六烷值和直馏瓦斯油以及催化柴油中芳烃 目前解决催化柴油十六烷值低的问题，主要有 含量之间存在着一种线性关系。 两种方法：一是两段法深度脱硫和脱芳，这种方法的 缺点是投资高，操作费用高；另外一种是采用中压加 氢改质或中压加氢裂化技术，能够将芳烃从柴油馏 分中转化人汽油馏分中，从而大幅度提高柴油的十 六烷值，但其不足之处是柴油收率低，氢耗大。因 此，需开发一种能够提高劣质柴油综合质量、高效和 经济的加氢改质新技术…。本文对催化柴油加氢 改质反应原理及影响因素进行了分析。 l催化柴油加氢改质反应原理 图2十六烷值与芳烃含量的关系 馏分油烃类的十六烷值见图1。由图1可知， 作者简介：王甫村，男。工程硕士．，主要从事炼油加氢催化剂及工艺技术方面的研究工作。 通讯联系人：王甫村。E—mail：wf0459@petrochina．p．,om．cn 192 工业催化 2008第16卷增刊 由图1和图2可以看出，对于含有大量催化柴 因此，在典型的加氢精制条件下，可能出现最后一个 油的燃料，通过降低其中的芳烃含量可相应提高十 苯环的加氢往往比第一个苯环的加氢更易于进行。 六烷值。一般情况下，有2种方法用来脱除芳烃并 一般来说，在金属硫化物加氢处理催化剂上发 提高油品的十六烷值，而具体采用何种方法要依具 生的单环芳烃加氢反应，对单环芳烃浓度和氢分压 体的装置条件和提高十六烷值的幅度来决定。第一 而言，均可近似为一级反应，芳烃加氢饱和受到原料 种方案是通过加氢精制提高十六烷值，通过这种方 中硫化物的强烈抑制。至于双环芳烃、三环芳烃乃 法，可适度提高十六烷值；第二种方法是借助缓和加 至稠环芳烃的加氢反应，所做的动力学研