重芳烃高效转化生产轻芳烃技术_黄新露

0.7925
0.8645
硫/μg·g−1
<10
<10
RON 芳潜/%
92.4
—
—
—
十六烷值
—
45
芳烃(C6～C9)/%
53.74
—
其中 BTX
—
—
重整进料 30.70 0.8059 <10 — 84.7 — 54.45 32.0
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化工进展
2013 年第 32 卷
了将催化裂化柴油中的重芳烃部分转化为轻芳烃的 目的。当按生产汽油方案运行时，汽油馏分研究法 辛烷值（RON）大于 90 且硫含量小于 10 µg/g，是 高辛烷值清洁汽油调和组分；当按生产催化重整进 料方案运行时，重整料芳烃潜含量达到 84.7%，是 优质的催化重整进料，而且其中 BTX 组分（苯、甲 苯和二甲苯）含量达到了 32.0%，也可以考虑进行 芳烃抽提来直接制取轻芳烃；同时改质柴油与原料 相比改善幅度较大。
技术加工高芳烃含量的催化柴油，可以生产 30％～50％的优质催化重整原料，该馏分中 C6～C9 芳烃含量超过 50%，BTX 含量可以达到 32%，同时改质柴油质量与原料相比改善幅度较大。
关键词：催化裂化柴油；加氢裂化；重芳烃；轻芳烃
中图分类号：TE 624
文献标志码：A
文章编号：1000–6613（2013）09–2263–04
置的操作苛刻度，导致催化裂化装置的产品特别是 催化裂化柴油的质量进一步变差。受催化裂化反应 机理的限制，催化裂化柴油中富集了较多的芳烃，
收稿日期：2013-05-24；修改稿日期：2013-06-09。 作者：黄新露（1974—），男，硕士，高级工程师，研究方向为馏分油 加氢工艺技术。E-mail huangxinlu.fshy@。
3 典型中试结果
以取自镇海炼化的催化裂化柴油为试验原料 油，在 FD2G 技术优选的催化剂和工艺条件下，典 型中试结果见表 1。由表 1 试验结果可以看出，通 过对催化裂化柴油加氢转化过程的有效控制，实现
图 3 加氢裂化催化剂类型的影响
2.2 反应压力的影响 研究表明，反应压力对于加氢转化过程影响较
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化工进展
2013 年第 32 卷
油品中芳烃含量通常可达到 60%～80%，直观表现 为催化裂化柴油的密度大（通常超过 0.94 g/cm3）、 十六烷值低（通常小于 20）。而随着国内油品清洁 化进程的加快，催化裂化柴油已成为炼油企业柴油 产品质量升级的制约因素。
目前，NPRA 年会报道了 UOP 公司开发的一种 LCO UnicrackingTM 技术[1]，可以将劣质的催化裂 化柴油部分转化为高辛烷值汽油调和组分，而后 UOP 公司又在该技术基础上通过与选择性烷基转 移技术的组合开发了生产苯和二甲苯的 LCO-X 工 艺技术[2]。中国石化抚顺石油化工研究院的研究人 员基于炼化结合和芳烃综合利用的理念，依托现有 非贵金属加氢催化剂体系开发了催化裂化柴油加氢 转化生产高辛烷值汽油调和组分或轻芳烃的 FD2G 技术，并计划于 2013 年开展工业应用实验。
在 FD2G 技术的开发过程中，加氢裂化催化剂
第9期
黄新露等：重芳烃高效转化生产轻芳烃技术
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的选择是很重要的一环。加氢裂化催化剂是双功能 催化剂，具有加氢活性中心和裂化、异构化活性中 心，通常加氢裂化催化剂的设计是根据不同原料和 对目的产品要求来匹配催化剂的加氢功能和裂化功 能的。比如，轻油型加氢裂化催化剂具有强酸性和 相对弱的加氢活性，有利于反应物分子进行加氢、 脱氢、氢转移和 C—C 键的断裂以及异构化反应； 而中油型裂化催化剂则是具有中等酸性和强加氢活 性的双功能催化剂，有利于裂化产物加氢饱和，避 免二次裂化，中油选择性好[4]。
图 4 反应压力的影响
含量的影响。从图 4 中可以看出，随着反应压力由 13.7 MPa 降低至 6.0 MPa，目的产品中芳烃含量明 显增加，说明较低的反应压力对于实现 FD2G 技术 目标是有利的。但同时也应注意到，压力选择不宜 过低，压力过低不但会使催化剂积炭趋势加快，影 响催化剂的使用寿命，而且会影响柴油产品质量的 改善，对清洁柴油的生产不利。FD2G 技术需综合 考虑选择适宜的压力等级。
催化裂化柴油中富含的芳烃对于柴油组分而 言是不利的，是造成催化裂化柴油密度大、燃烧性能 差的根本原因。但同时研究人员也注意到了催化裂 化柴油中富含芳烃的潜在利用价值，即催化裂化柴 油中的重质芳烃亦可考虑作为制取轻芳烃的平台化
图 1 催化裂化柴油中芳烃分布
图 2 FD2G 加氢转化技术理想反应途径
2 操作参数的影响
diesel containing high aromatics. The results showed that applying FD2G technology developed by SINOPEC to process FCC diesel containing high aromatics ， 30% ～ 50% of good quality catalytic reforming feed with more than 50% of C6～C9 aromatics and 32% BTX could be produced，and the
任何以化学反应为基础的工艺过程，反应条件 （操作参数）都是影响反应速率、反应历程及反应 方向的主要因素。FD2G 技术本质上是一种在氢气 和催化剂存在条件下气、液共存的加氢裂化反应过 程，遵循了加氢裂化过程的基本反应原理，所有操 作参数对加氢裂化反应过程的影响也同样适用于 FD2G 技术的反应过程，如反应温度对过程转化率 的影响、反应温度变化对产品分布的影响、体积空 速对转化深度和产品分布的影响、氢油体积比对氢 分压的影响等[3]。但 FD2G 加氢转化技术的关键是 通过催化剂和工艺条件的组合控制原料中芳烃加氢 饱和深度，在目的产品石脑油中尽可能多的保留轻 芳烃，故 FD2G 技术在一些工艺参数的选择上与常 规加氢裂化过程还是有些不同的。 2.1 催化剂类型的影响
hydrogenation of aromatics. It can be used to convert the heavy aromatics in FCC diesel into light aromatics with high added-value，which provides an economic and effective route for processing FCC
改质技术来生产清洁柴油。本文主要介绍了中国石化抚顺石油化工研究院开发的一种利用富含芳烃的催化裂化
柴油来生产轻芳烃的高效加氢转化 FD2G 新技术。该技术通过对加氢催化剂和工艺技术的组合优化实现了对催
化裂化柴油的选择性加氢，可以将催化裂化柴油中富含的重质芳烃高效地转化为轻芳烃等高附加值的产品，为
高芳烃含量的催化裂化柴油改质提供了一条经济、有效的加工途径。研究结果表明，应用催化柴油加氢转化 FD2G
2013 年第 32 卷第 9 期
化工进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS
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应用技术
重芳烃高效转化生产轻芳烃技术
黄新露
（中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，辽宁 抚顺 113001）
摘 要：催化裂化柴油中富集了 60%～80%的芳烃，导致催化裂化柴油密度大、十六烷值低，难以通过常规加氢
图 4 直观地表明了压力变化对目的产物中芳烃
表 1 FD2G 技术典型中试结果
项目
中试结果
原料油
密度(20℃)/g·cm−3
0.9500
馏程范围 /℃
195～379
硫/μg·g−1
7900
氮/μg·g−1
1109
十六烷值 产品
汽油馏分
约 15 柴油馏分
收率/%
53.27
35.95
密度(20 ℃)/g·cm−3
1 技术开发思路
合物。FD2G 技术开发的目标即是通过合适的方法 将催化裂化柴油中的重芳烃转化为可利用的苯、甲 苯、二甲苯等轻质芳烃。
针对劣质的催化裂化柴油，要改变油品的分子 结构并提高油品品质，加氢裂化工艺方法是一个比 较好的选择。加氢裂化工艺技术的特点之一是通过 催化剂和工艺技术的优化组合，可以按需要控制反 应的发生和进行的深度。FD2G 加氢转化技术的开 发充分发挥了加氢裂化工艺的这一优势，通过控制 加氢转化反应的发生和进行的程度，在目的产品石 脑油中尽可能多的保留单环芳烃，避免单环芳烃进 一步深度加氢饱和为环烷烃，最终实现原料中重芳 烃向轻芳烃的转化。图 2 以双环芳烃加氢裂化反应 为例简明地表示了 FD2G 技术的理想反应途径。
DOI：10.3969/j.issn.1000-6613.2013.09.042
Technology for producing light aromatics from heavy aromatics
HUANG Xinlu
（Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals，Fushun 113001，Liaoning，China）
Abstract：FCC diesel contains 60%～80% aromatics，which leads to its high density and low cetane number，so it is difficult to produce clean diesel through tine hydro-upgrading technology from FCC diesel. This paper mainly introduces a novel FD2G technology，developed by Fushun research institute of petroleum and petrochemicals ， which is applied to produce light aromatics from FCC diesel
大，加氢转化产品中的芳烃含量与反应压力有直接 的关系，压力越高，越有利于芳烃的加氢饱和 。 ［5］ FD2G 反应过程是以高芳烃含量的催化柴油为研究 对象，其原料中含有 60％～80％的芳烃，反应压力 的影响尤为重要。由于目标产品追求的不同，FD2G 技术与常规加氢裂化反应过程在压力等级的选择上 有较大的不同。
upgraded diesel quality was improved largely compared with that of the feed. Key words：FCC diesel；hydrocracking；heavy aromatics；light aromatics
催化裂化工艺是炼油工业中重油轻质化的一 种主要工艺技术，国内炼油企业中催化裂化装置作 为标准配置的装置占据了比较重要的地位 。近年来， 随着原油质量的逐年变差，催化裂化装置所加工的 原料也日益重质化和劣质化，加之炼油企业为了多 生产汽油和丙烯等高价值产品而提高了催化裂化装
FD2G 技术是要在目的产品石脑油中尽可能多 的保留轻芳烃，显而易见具有弱加氢活性和强酸性 的轻油型加氢裂化催化剂比较适合用于 FD2G 反应 过程。在 8.0 MPa 反应压力下，以高中油型、灵活 型和轻油型三种不同类型加氢裂化催化剂处理取自 山东的催化裂化柴油工艺试验结果列于图 3，以研 究法辛烷值（RON）表观目的产品石脑油中芳烃含 量。从图 3 中可见，在相同压力等级下，处理相同 的原料油，轻油型加氢裂化催化剂所得加氢裂化石 脑油研究法辛烷值（RON）最高，说明目的产品石 脑油中保留的芳烃最多。
containing aromatics through high efficient hydro-conversion. The optimized combination of hydroprocessing catalyst and process technology adopted by FD2G achieves the selective
图 1 是一种典型的以中东原油减压蜡油和渣油 为原料生产的催化裂化柴油中芳烃的分布关系。从 图 1 中可以看出，催化裂化柴油中富含了大量的芳 烃，其芳烃的分布具有以下特点：总体而言，馏分 中以二环芳烃居多，催化裂化柴油中二环芳烃含量 可达到 50%以上。随着催化裂化柴油馏分逐渐变重， 组分中单环芳烃逐渐减少，多环芳烃所占比例逐渐 增加，三环芳烃则主要集中在 290 ℃以上的馏 分中。