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FCC分馏塔的优化设计1.背景（研究现状，立题原因）随着原油硫含量的增加以及汽油、柴油指标的严格，汽油、柴油脱硫显得越来越重要。汽油、柴油中的含硫化合物在燃烧后会生成硫氧化物SOx，能使汽车尾气转化系统催化剂中毒，进一步影响NOx、CO、CH 的有效转化，并且硫氧化合物排放到大气中会形成酸雨污染环境。随着人们对环境保护的日益重视，环保法规也日渐严格，全球汽油硫含量的指标正日趋严格。1.1国内外汽油硫含量规格概述随着世界各国对环境保护要求的不断提高，全球汽油硫含量的指标正日趋严格。不同原料FCC 汽油中含硫化合物类型分布不同［1］，“世界燃油规范”规定Ⅱ类汽油硫含量小于200μg/g，Ⅲ类汽油硫含量小于30μg/g，Ⅳ类汽油硫含量小于5 ～10μg/g。2005 年，欧盟开始执行欧Ⅳ排放标准，为了进一步降低汽车污染物的排放，2007 年10 月1 日起推行无硫汽油，使硫含量低于10μg /g，2009 年1 月1 日欧盟开始执行更严格的欧V 排放标准，并计划于2014 年起实行欧Ⅵ标准。2004 年美国环保局要求汽油平均硫含量不大于120μg /g，2005 年起平均降到30μg /g，最大不超过80μg /g。随着我国国民经济的快速发展及环保要求日趋严格，我国车用汽油标准对硫含量的要求也越来越高。根据国家标准委员会要求，汽油产品质量将于2009 年12 月31 日起全面执行国Ⅲ标准。北京地区已于2008 年1 月1 日起全面执行京标C(相当于国Ⅳ标准)，汽油硫含量要求从150μg /g 降到50μg /g，上海、广州也将在硫含量方面提前实行国Ⅳ标准。这就对我国炼油企业汽油脱硫技术提出了更高的要求。1.2国外FCC 汽油脱硫工艺技术1.2.1加氢脱硫技术传统HDS 技术在大量脱除汽油中硫化物的同时，也使汽油中的高辛烷值组分—烯烃加氢饱和，造成辛烷值的损失，因此开发具有较高脱硫活性、对汽油辛烷值影响较小的加氢脱硫技术成为当前加氢脱硫技术研究的热点，主要包括选择性加氢脱硫和加氢脱硫辛烷值恢复技术。SCAN － fining 技术［2］是由美国Exxon Mobil 开发的工艺，采用与Akzo联合开发的催化剂RT － 225，可不经分馏直接处理全馏分催化汽油，脱硫率为92% ～ 95%，辛烷值损失1 ～ 1. 5 个单位。通过优化催化剂配方和工艺条件，开发的第2 代SCAN －fining 技术为两段过程，适于处理高硫原料，可在深度脱硫的同时充分减少辛烷值损失，脱硫率达到99%以上，同时选择性进一步提高，达到与第一代技术同样的脱硫率时，辛烷值损失减少50%，除此之外，该技术也可以同ZERONER 硫醇转化过程或EXOMER 硫醇抽提过程组合。到目前为止，全球共有37 套SCAN － fining 装置。Exxon Mobil 开发的另一种全馏分汽油选择性加氢脱硫工艺OCTGAIN［3］技术是一种能够使辛烷值得到恢复的加氢脱硫－裂化－异构化组合加工过程，适合于裂化汽油中较高沸点和最难脱硫组分之深度脱硫。但由于存在一定的裂化反应，汽油收率损失约5 ～ 10 个百分点。该技术于1991 年在Mobil 公司的Joliet炼油厂工业化，目前已推出了3 代技术(OCT － 100、OCT － 125 和OCT － 220)。第三代技术采用OCT － 220 催化剂，催化脱硫活性高，产品硫含量低于5μg /g，最适合处理硫含量非常低的催化裂化汽油而没有辛烷值损失，目前有两套装置在运行。随着SCAN－ fining 和OCTGAIN 工艺的商业化，埃克森美孚成套的汽油脱硫技术可供炼厂选择最好的解决办法以满足汽油硫含量的变化。法国石油研究院(IFP) 开发的Prime － G［4］技术通过分馏将汽油分离为富烯烃的轻馏分和富硫的重馏分，将不含二烯烃的重馏分用双催化剂进行选择性加氢，工艺条件缓和，烯烃加氢活性低，不发生芳烃饱和及裂化反应，液体收率达100%，脱硫率大于98%，辛烷值损失少，氢耗低，可满足汽油硫含量不大于10μg /g 的要求。Prime － G + ［5］技术是在Prime － G 基础上开发的，采用IFP研制的HR806 和HR841 系列催化剂，将选择性加氢和分馏工艺结合，通过二烯烃预加氢来保护重馏分的加氢脱硫段。Prime －G + 工艺最近加快技术转让，印度Hindustan 石化公司(HPCL)Visakn炼油厂建设FCC 汽油脱硫0. 52Mt /a 装置、白俄罗斯Mozyr炼油厂110 万t /a 汽油脱硫装置等均采用Prime － G + 汽油脱硫技术来生产超低硫汽油［6］，目前Prime － G + 技术已转让70套装置，生产绿色超低硫汽油81. 70Mt /a。ISAL 工艺［7］是INTEVEP 研究所在90 年代初