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FCC汽油加氢装置新型保存辛烷值技术
李健，张乾坤，周琴
1. 安徽华东化工医药工程有限责任公司上海分公司，上海 200315
2. 上海华西化工科技有限公司，上海 200315
摘要：本文介绍了一种FCC汽油加氢装置新型保存辛烷值技术，该技术采用中、重汽油分别加氢的方法，避免了汽油中烯烃过度饱和，从而达到降低汽油辛烷值损失的目的。该技术的特点是：流程简单，设备位号减少，循环氢量及新氢消耗量降低，加热炉热负荷小。
关键词：催化裂化汽油；辛烷值；Prime++；脱硫化氢气提塔
目前我国的汽油构成中，催化裂化汽油占80%以上，在部分企业的催化汽油约占其90#汽油调和组分的90%。由于其它汽油调和组分的硫、烯烃含量较低，因此，我国汽油中硫和烯烃80-90%来自催化汽油。仅仅靠利用重整生成油、MTBE、C5/C6异构化油等进行汽油组分调和难以保证汽油产品质量，而催化裂化装置掺渣比和操作苛刻度一般都较高，汽油质量很难提高。为了适应日趋严格的环保要求，催化裂化汽油加氢脱硫技术作为汽油质量升级的重要手段在我国炼油行业到较为广泛的发展和应用[1、2]。车用汽油国V标准要求硫的含量将至10μg/g以下，这就需要提高加氢深度和比例，造成烯烃饱和加剧，汽油辛烷值损失加大。以Prime-G+为代表的选择性加氢脱硫技术，虽然避免了约30～40%的烯烃进入加氢脱硫过程，但让造成全馏分油辛烷值损失2-4个点。因此，如何即能达到脱硫同时又保存烯烃，是当前需要解决的问题。
1 传统FCC汽油加氢流程
传统FCC加氢流程（以Prime-G++流程为例）见图1.
图1 Prime-G++催化汽油加氢流程
1-预加氢分馏塔，2-一段加氢脱硫反应器，3-脱硫化氢气提塔，4-二段加氢脱硫反应器，5-二段热分离器，6-二段冷分离器，7-循环氢脱硫塔入口分液罐，8-循环氢脱硫塔，9-循环氢压缩机入口分液罐，10-循环氢压缩机，11-一段加氢进料泵，12-二段加氢进料泵， 15-一段热分离器，16一段冷分离器，17-一段热分油泵，18-一段冷分油泵。
传统加氢流程：将FCC汽油选择性加氢反应流出物置于预加氢分馏塔进行分馏切割，分馏得到轻汽油馏分和重汽油馏分，其中轻汽油馏分硫含量≤10μg/g；重汽油馏分进入一段加氢脱硫反应器进行加氢脱硫反应，反应流出物经换热后进入一段热分离器进行气液分离，液相经一段热分油泵升压后进去脱硫化氢气提塔，气相经冷却后进入一段冷分离器；在一段冷分离器中进行汽液分离，气相去循环氢脱硫塔脱硫，液相经一段冷分油泵升压后进入脱硫化氢气提塔脱硫；冷分油和热分油从气提塔的上部进入，循环氢（气提气）从气提塔的下部进入，塔顶气经冷却后进入一段冷低压分离器，塔底油经二段加氢进料泵升压后进入二段加氢脱硫反应器进行加氢脱硫反应；二段加氢脱硫反应流出物经换热后进入二段热分离器进行气液分离，液相去稳定塔脱硫，气相经冷却后进入二段冷分离器；在二段冷分离器中进行汽液分离，液相去稳定塔脱硫，气相经循环氢脱硫塔入口分液罐进入循环氢脱硫塔，脱硫后循环氢经循环氢压缩机入口分液罐分液、循环氢压缩机升压后分别进入一段、二段加氢反应系统。
2 FCC汽油加氢装置新型保存辛烷值工艺技术
2.1 设计思路
FCC汽油经过选择性加氢处理后，中汽油的硫含量约占FCC汽油硫含量的30%，烯烃含量约占FCC汽油中烯烃含量的52%；重汽油的硫含量约占FCC汽油中硫含量的70%，而烯烃含量约占FCC汽油中烯烃含量的10%。中汽油组分中硫成分主要为小分子硫醇和噻吩，而重汽油组分中硫成分主要为大分子的硫醇硫和以甲基取代二苯并噻吩为代表的难处理的噻吩。重汽油组分需要深度加氢脱除硫化物，如果重汽油组分和中汽油组分一起加氢，就会增加烯烃饱和率，损失辛烷值。同时，由于重汽油中烯烃多为大分子结构，辛烷值贡献低，因此可提高重汽油加氢苛刻度，实现深度脱硫；
如果将FCC汽油预加氢产物分成轻汽油组分、中汽油组分和重汽油组分，将重汽油组分先加氢后与中汽油组分会和后进一步加氢，可以实现降低产品硫含量，又保持辛烷值的目的。
根据以上基本原则，设计了一种FCC汽油加氢装置新型保存辛烷值技术，获得了突出的技术效果。
2.2 工艺技术介绍
FCC汽油加氢装置新型保存辛烷值流程见图2.
图2 新型保存辛烷值FCC汽油加氢流程
1-预加氢分馏塔，2-一段加氢脱硫反应器，3-脱硫化氢气提塔，4-二段加氢脱硫反应器，5-二段热分离器，6-二段冷分离器，7-循环氢脱硫塔入口分液罐，8-循环氢脱硫塔，9-循环氢压缩机入口分液罐，10-循环氢压缩机，11-一段加氢进料泵，12-二段加氢进料泵，13-中汽油分馏塔，14-中汽油泵，15-一段热分离器，16一段冷分离器，17-一段热分油泵，18-一段冷分油泵。
新型加氢流程为：将FCC汽油选择性加氢反应流出物置于预加氢分馏塔进行分馏切割，分馏得到轻汽油馏分和中、重汽油馏分，其中轻汽油馏分硫含量≤10μg/g；中、重汽油馏分再经中汽油分馏塔进行切割，分馏得到中汽油馏分和重汽油馏分；重汽油馏分经一段加氢进料泵升压后进入一段加氢脱硫反应器进行加氢脱硫反应，反应流出物经脱硫化氢气提塔脱硫、二段加氢进料泵升压后与经中汽油加氢泵升压后中汽油合并去二段加氢脱硫反应器深度脱硫。二段加氢脱硫脱硫反应流出物经换热后进入热分离器进行气液分离，液相去稳定塔脱硫，气相作为气提气进入脱硫化氢气提塔；脱硫化氢气提塔顶气经冷却后进入冷分离器进行气液分离，液相去稳定塔脱硫，气相经循环氢脱硫塔入口分液罐进入循环氢脱硫塔，脱硫后循环氢经循环氢压缩机入口分液罐分液、循环氢压缩机升压后分别进入一段、二段加氢反应系统。
从以上流程可以看出，该流程的特点是采用重汽油先加氢、中汽油后加氢的加氢顺序，同时采用了高压热分气气提脱硫化氢工艺。与Prime-G++流程相比，由于采用脱硫化氢汽提塔及热分气气提，因此省却一段热分离器、一段冷分离器及一段空冷器等设备；氢气直接补入二段加氢反应系统，提高二段循环氢纯度，降低反应温度，减少烯烃饱和；由于一段加氢脱硫反应器仅处理重汽油，所以一段加氢脱硫系统的设计规模较小，设备投资少。
3 新型工艺与传统工艺比较
以某50×104 t/a汽油加氢脱硫装置中加氢脱硫部分为例，对FCC汽油预加氢产物采用新型工艺（见图2）和传统工艺（见图1）进行对比。比较结果见表1～4.
表1 各主要设备的操作条件对比
|
序号 |
项 目 |
新型工艺 |
传统工艺 |
|
|
1 |
原料油 |
kg/h |
62500 |
62500 |
|
2 |
一段加氢脱硫反应器 |
|
|
|
|
入口压力 |
Mpag |
2 |
2 |
|
|
氢油比 |
|
250 |
250 |
|
|
入口温度 |
℃ |
300 |
300 |
|
|
出口温度 |
℃ |
315 |
315 |
|
|
3 |
二段加氢脱硫反应器 |
|
|
|
|
入口压力 |
Mpag |
2 |
2 |
|
|
氢油比 |
|
250 |
250 |
|
|
入口温度 |
℃ |
290 |
300 |
|
|
出口温度 |
℃ |
305 |
315 |
|
|
4 |
预分馏塔 |
|
|
|
|
操作压力 |
Mpag |
0.69 |
0.69 |
|
|
塔顶温度 |
℃ |
110 |
110 |
|
|
塔底温度 |
℃ |
200 |
200 |
|
|
5 |
中汽油分馏塔 |
|
|
|
|
操作压力 |
Mpag |
0.11 |
-- |
|
|
塔顶温度 |
℃ |
126 |
-- |
|
|
塔底温度 |
℃ |
193 |
-- |
|
|
6 |
一段热分离器 |
|
|
|
|
温度 |
℃ |
-- |
170 |
|
|
压力 |
MPa(G) |
-- |
1.54 |
|
|
7 |
一段冷分离器 |
|
|
|
|
温度 |
℃ |
-- |
40 |
|
|
压力 |
MPa(G) |
-- |
1.5 |
|
|
8 |
脱硫化氢气提塔 |
|
|
|
|
温度 |
℃ |
164 |
106 |
|
|
压力 |
MPa(G) |
1.54 |
1.54 |
|
|
9 |
二段热分离器 |
|
|
|
|
温度 |
℃ |
115 |
126 |
|
|
压力 |
MPa(G) |
1.6 |
1.54 |
|
|
10 |
二段冷分离器 |
|
|
|
|
温度 |
℃ |
40 |
40 |
|
|
压力 |
MPa(G) |
1.5 |
1.5 |
|
|
11 |
循环氢脱硫塔 |
|
|
|
|
温度 |
℃ |
47 |
47 |
|
|
压力 |
MPa(G) |
1.5 |
1.5 |
|
从表1中可以看出，新型工艺省却一段热分离器、一段冷分离器及一段空冷器等设备，且二段加氢条件所有缓和。
表2 循环氢组分对比
