高道偉 段愛軍 趙 震 鄧云川
(中國石油大學(xué)(北京)重質(zhì)油國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)
隨著世界環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格,各國都提高了汽油產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。從2012年5月31日起,北京實(shí)施了第五階段機(jī)動(dòng)車排放標(biāo)準(zhǔn),車用汽油的標(biāo)準(zhǔn)從93號(hào)、97號(hào)調(diào)整為92號(hào)、95號(hào),硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)從50mg/kg降為10mg/kg,基本符合“歐Ⅴ”標(biāo)準(zhǔn)。FCC汽油占我國車用汽油產(chǎn)品總量的80%~90%,其中,F(xiàn)CC汽油中的硫含量約占成品汽油總硫量的90%。為了達(dá)到“京Ⅴ”標(biāo)準(zhǔn)汽油標(biāo)準(zhǔn),在保持辛烷值前提下,必須對(duì)FCC汽油進(jìn)行深度脫硫。目前,F(xiàn)CC汽油加氫脫硫技術(shù)主要包括選擇性加氫脫硫和加氫脫硫-辛烷值恢復(fù)兩類技術(shù)。本文主要綜述國內(nèi)外典型的加氫脫硫工藝,并介紹了目前工業(yè)上常用的幾種加氫脫硫催化劑。
1.1.1 SCANfining技術(shù)
SCANfining技術(shù)包括SCANfining I代和SCANfining II代工藝技術(shù),它們是ExxonMobil公司推出的一種成本低、脫硫/烯烴飽和比高的FCC汽油選擇性脫硫技術(shù),并且已經(jīng)在煉廠中得到工業(yè)應(yīng)用。SCANfining工藝主要包括雙烯烴飽和反應(yīng)器、加氫脫硫反應(yīng)器、胺洗滌塔和汽提塔等部分。首先,F(xiàn)CC汽油原料和氫氣進(jìn)入二烯烴加氫飽和反應(yīng)器,對(duì)二烯烴進(jìn)行加氫,以防止二烯烴在下游反應(yīng)器中發(fā)生堵塞管路。最后,從烯烴飽和反應(yīng)器中出來的物流經(jīng)過換熱,進(jìn)入裝有RT-225催化劑的加氫脫硫反應(yīng)器。SCANfining工藝技術(shù)的核心是精心選擇的操作條件和選擇性較高的加氫脫硫催化劑(RT-225)[1]。
SCANfining I代工藝對(duì)餾分為65~190℃(即ICN)、含硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為530~1 070μg/g的原料,平均脫硫率為84%,平均RON損失為0.93個(gè)單位。對(duì)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為900~1 400μg/g的LCN餾分,脫硫率達(dá)80%,烯烴飽和率為10%~20%。SCAN-fining II是由SCANfining I技術(shù)改進(jìn)得到.SCAN-fining II工藝分為兩段,在段間除去硫化氫。用于加工高含硫量的原料,可實(shí)現(xiàn)深度脫硫,并能降低汽油辛烷值的損失。當(dāng)處理烯烴體積分?jǐn)?shù)為35%~21%和含硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為808~3 340μg/g的原料時(shí),脫硫率可以達(dá)到99%~99.8%,烯烴損失中等,辛烷值損失為1~1.5個(gè)單位[2]。
1.1.2 Prime-G與Prime-G+技術(shù)
Prime-G 技術(shù)[3,4]是 由 法 國石油研究院開 發(fā) 的工藝,其特點(diǎn)是首先將全餾分汽油原料分餾成LCN(輕餾分)、MCN(中餾分)、HCN(重餾分)三部分,分別加以處理,每部分的切割點(diǎn)可以根據(jù)汽油硫含量的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)節(jié),通過此流程可以盡量減少辛烷值的損失。對(duì)于LCN、MCN餾分,經(jīng)過加氫脫硫以后,硫含量可以達(dá)到30μg/g以下。對(duì)于HCN餾分,經(jīng)過加氫脫硫工藝后,硫含量可以降到100~150μg/g。該工藝使用的是雙功能催化劑,工藝條件緩和,不發(fā)生芳烴飽和及裂化反應(yīng)。
為了滿足燃料中硫含量更為苛刻的要求,法國IFP公司對(duì)Prime-G技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn),推出了Prime-G+技術(shù),并在2000年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。該技術(shù)采用HR催化劑。Prime-G+工藝主要包括選擇性預(yù)加氫系統(tǒng)(SHU)、預(yù)分餾系統(tǒng)(Splitter)和選擇性加氫脫硫系統(tǒng)(Selective HDS)。首先,F(xiàn)CC原料汽油在選擇性預(yù)加氫階段發(fā)生二烯烴加氫飽和、烯烴雙鍵骨架異構(gòu)反應(yīng),然后原料經(jīng)過預(yù)加氫后,物料再進(jìn)入預(yù)分餾系統(tǒng),分餾為LCN和HCN,其中LCN中的硫含量低、烯烴含量高,不需要進(jìn)行加氫處理。最后,HCN物流送入選擇性加氫脫硫系統(tǒng)進(jìn)行深度加氫脫硫[5]。到目前為止,已經(jīng)有90多套的Prime-G+工藝裝置投入工業(yè)應(yīng)用,大部分都用于生產(chǎn)超低硫汽油(質(zhì)量分?jǐn)?shù)<10μg/g)。由于Prime-G+具有較高的脫硫選擇性,在脫硫率大于98%時(shí),馬達(dá)法辛烷值損失小于一個(gè)單位,抗爆性指數(shù)損失小于1.5個(gè)單位[6]。
1.1.3 CDhydro/CDHDS技術(shù)
CDhydro與CDHDS技術(shù)是由CDTECH公司開發(fā)的一種將反應(yīng)和蒸餾結(jié)合在一起的催化蒸餾加氫脫硫技術(shù)[7]。此工藝流程是由CDHydro塔、CDHDS塔、穩(wěn)定塔、胺吸收塔和兩臺(tái)壓縮機(jī)等組合而成。其中,第一段塔CDHydro使用的催化劑是CRITERION公司生產(chǎn)的C-448催化劑,CDHydro用于脫除輕餾分中的硫醇和二烯烴,塔頂產(chǎn)品可直接作為汽油調(diào)和組分或烷基化、醚化原料。塔底產(chǎn)品進(jìn)入第二段的CDHDS塔進(jìn)行選擇性HDS反應(yīng),CDHDS塔中裝填的催化劑是由CRITERION公司生產(chǎn)的C-411Sm3或DC-130催化劑,進(jìn)料在塔內(nèi)被分割為中汽油和重汽油。其中,進(jìn)料中的含硫化合物經(jīng)催化劑催化轉(zhuǎn)化為H2S,并與中汽油一起從塔頂蒸出。中汽油在塔頂一部分進(jìn)行冷凝回流,另一部分進(jìn)入穩(wěn)定塔脫除不凝氣后作為汽油產(chǎn)品,氣相中的氫氣經(jīng)胺吸收脫除硫化氫后進(jìn)行循環(huán)使用[8]。
目前該工藝已經(jīng)在全球工業(yè)中應(yīng)用幾十套。其中在Motiva石油公司的PortArthur煉廠投產(chǎn)的工藝只有CDHDS段,該裝置加工的FCC汽油硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 200~7 500μg/g,加氫脫硫率可達(dá)到85%~95%,抗爆指數(shù)損失0~2個(gè)單位。IRVING石油公司在BRUNSWICH煉廠投產(chǎn)的CDhydro/CDHDS工藝,該裝置的平均脫硫率為80%,抗爆指數(shù)損失約為1個(gè)單位。
1.2.1 RSDS技術(shù)
RSDS技術(shù)是RIPP(石油化工科學(xué)研究院)開發(fā)的催化裂化汽油選擇性加氫脫硫技術(shù)。RSDS技術(shù)特點(diǎn)是根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品和原料性質(zhì)將催化裂化汽油餾分切割成輕餾分和重餾分,切割點(diǎn)為80~100℃,然后輕餾分采用堿抽提法脫除硫醇,重餾分采用選擇性加氫脫硫進(jìn)行脫硫。脫硫后的重汽油餾分和精制后的輕汽油餾分經(jīng)過混合得到汽油產(chǎn)品。其中,重餾分選擇性加氫脫硫的技術(shù)核心是采用高性能的加氫催化劑RSDS-1,該催化劑具有高加氫脫硫/烯烴飽和及低芳烴飽和活性[9-10]。
在成功開發(fā)第一代工藝的基礎(chǔ)上,石油化工科學(xué)研究院又開發(fā)了第二代催化裂化汽油選擇性加氫脫硫技術(shù)(RSDS-II),RSDS-II技術(shù)使用的催化劑是RSDS-21和 RSDS-22[11]。與第一代 RSDS催化裂化汽油加氫脫硫技術(shù)相比,RSDS-II在輕汽油脫硫部分增設(shè)反抽提設(shè)施,采用反抽提溶劑對(duì)抽提后堿液中的二硫化物進(jìn)行反抽提,對(duì)堿液進(jìn)行再生循環(huán)利用;重汽油選擇性加氫脫硫部分在循環(huán)氫壓縮機(jī)入口分液罐與高分罐之間增設(shè)循環(huán)氫脫硫塔,并增設(shè)溶劑緩沖罐及溶劑循環(huán)泵,還在空冷器后增設(shè)1臺(tái)反應(yīng)產(chǎn)物冷卻器,并更新了汽提塔頂冷卻器,從而達(dá)到了更好的選擇性脫硫效果[12]。
2003年在上海中石化分公司進(jìn)行了RSDS-I技術(shù)工業(yè)裝置實(shí)驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn),一次開車成功并進(jìn)行了初期標(biāo)定。標(biāo)定結(jié)果表明,在催化裂化汽油烯烴體積分?jǐn)?shù)約50%的情況下,RSDS汽油產(chǎn)品的脫硫率達(dá)79.7%,辛烷值損失0.9個(gè)單位,當(dāng)改變操作條件時(shí),脫硫率可以達(dá)到91.8%,辛烷值損失1.9個(gè)單位。上海石化RSDS-II裝置自2009年10月初開工以來,已經(jīng)生產(chǎn)超過3年,產(chǎn)品中的硫含量基本小于50μg/g,在生產(chǎn)目標(biāo)范圍內(nèi)[13]。
1.2.2 OCT-M 技術(shù)
針對(duì)我國FCC汽油的特點(diǎn),F(xiàn)RIPP(撫順石油化工科學(xué)研究院)已開發(fā)了OCT-M催化裂化汽油選擇性加氫脫硫催化劑及工藝成套技術(shù)[14]。OCTM工藝技術(shù)的主要原則,是選擇適宜的FCC汽油輕、重餾分切割點(diǎn)溫度,然后對(duì)其進(jìn)行分別脫硫處理。其中輕餾分的硫含量低、烯烴含量高,需要采用堿洗抽提進(jìn)行脫硫處理。而重餾分的硫含量較高,并且富含噻吩硫,需要采用專門的FGH-20/FGH-11組合HDS催化劑,在較緩和的工藝條件下對(duì)其進(jìn)行深度加氫脫硫處理[15]。
對(duì)于OCT-M催化裂化汽油選擇性加氫脫硫新工藝,在反應(yīng)溫度240~300℃、壓力1.6~3.2 MPa、空速3.0~5.0h-1、氫油比300∶1~500∶1(體積比)的反應(yīng)條件下,F(xiàn)CC汽油的脫硫率可以達(dá)到82%~95%,烯烴飽和率可以達(dá)到15%~25%,RON損失小于2個(gè)單位,液收大于98%(w)[16]。自2008年以來,OCT-M裝置在石家莊煉化分公司已經(jīng)連續(xù)生產(chǎn)出“國Ⅳ”標(biāo)準(zhǔn)汽油。
1.2.3 FRS技術(shù)
FRS技術(shù)是FRIPP在OCT-M基礎(chǔ)上開發(fā)的全餾分FCC汽油選擇性加氫脫硫技術(shù)。FRS技術(shù)的工藝流程主要包括加氫單元、脫臭單元及循環(huán)氫氣脫硫化氫單元等。其中,加氫單元對(duì)全餾分FCC汽油進(jìn)行加氫脫硫處理;脫臭單元將加氫后的產(chǎn)物進(jìn)行脫臭處理,最后得到符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的清潔汽油;循環(huán)氫氣脫硫化氫單元主要獲得較純的氫氣并進(jìn)行重復(fù)利用[17]。FRS使用的催化劑與OCT-M技術(shù)的相同,也是使用FGH-20/FGH-11催化劑,主要對(duì)低烯烴含量、較高硫含量的FCC汽油進(jìn)行適度的加氫脫硫,如對(duì)于硫含量為(800~1 200)×10-6的原料,經(jīng)過FRS工藝技術(shù)加工以后,產(chǎn)品硫含量可以降低到(300~500)×-6以下,并且辛烷值損失和烯烴飽和率較小。對(duì)于烯烴含量較低的全餾分FCC汽油,如果想得到硫含量更低的精制汽油,可適當(dāng)降低空速,提高反應(yīng)溫度,硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)可降至150μg/g以下,烯烴含量降低8.6個(gè)百分點(diǎn),研究法辛烷值損失1.5個(gè)單位。
FRS全餾分催化裂化汽油加氫脫硫技術(shù)對(duì)加工我國的FCC汽油原料的效果較好,為我國生產(chǎn)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的汽油產(chǎn)品提供了靈活、經(jīng)濟(jì)的技術(shù)解決方案。2006年,F(xiàn)RS工藝技術(shù)在中國石油化工股份有限公司0.4Mt/a裝置上得到工業(yè)應(yīng)用[18]。
ISAL技術(shù)是由委內(nèi)瑞拉INTEVEP公司開發(fā)的工藝過程。ISAL技術(shù)采用低壓固定床加氫脫硫技術(shù),包括加氫脫硫和辛烷值恢復(fù)技術(shù)兩部分。采用兩個(gè)反應(yīng)器,第一個(gè)反應(yīng)器主要對(duì)原料進(jìn)行加氫脫硫、脫氮,第二個(gè)反應(yīng)器主要是提高汽油辛烷值。該技術(shù)在降低FCC汽油硫含量和烯烴含量的同時(shí),能夠保持較高的辛烷值。ISAL的技術(shù)關(guān)鍵是使用了具有擇形能力的沸石催化劑體系。該催化劑在比表面積、酸性和穩(wěn)定性方面性質(zhì)優(yōu)良。該工藝流程中的催化劑上所發(fā)生的各類化學(xué)反應(yīng)主要包括:加氫脫硫、脫氮、烯烴飽和,以及異構(gòu)化和裂化反應(yīng),同時(shí)還能使裂化后的小分子發(fā)生重排反應(yīng),從而解決了由于烯烴加氫而導(dǎo)致的辛烷值大幅度降低這一常規(guī)加氫脫硫技術(shù)無法解決的難題[20]。
為了推進(jìn)此技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用,INTEVEP公司和UOP公司進(jìn)行了合作,對(duì)ISAL技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),將兩段反應(yīng)器簡(jiǎn)化為一段,區(qū)別在于新技術(shù)采用了多床層催化劑系統(tǒng),在床層間引入了冷凝汽,使反應(yīng)熱分布均勻,從而降低了反應(yīng)器出口溫度,增加了催化劑的壽命。另外,新技術(shù)還對(duì)分子篩的功能和催化劑上金屬功能的協(xié)調(diào)性進(jìn)行調(diào)整,提高了液體產(chǎn)品的收率,可使FCC汽油的含硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)降到30μg/g以下,并對(duì)汽油的辛烷值影響較小。
OCTGAIN是MOBIL公司推出的一款固定床加氫脫硫-辛烷值恢復(fù)技術(shù)[21]。該技術(shù)和ISAL非常相似,都是采用固定床低壓加氫技術(shù)。該技術(shù)的獨(dú)特之處是對(duì)全餾分催化裂化汽油加氫脫硫。該工藝流程包括兩段反應(yīng)器,第一段是加氫精制,進(jìn)行脫硫、脫氮及烯烴加氫飽和;第二段是進(jìn)行辛烷值恢復(fù),提高汽油產(chǎn)品的辛烷值。這兩段反應(yīng)器的主要差別是所采用的催化劑不同,其中第一段反應(yīng)器裝的是Mo-Ni/Al2O3型傳統(tǒng)加氫脫硫催化劑,在第一段反應(yīng)器中含硫化合物全部加氫轉(zhuǎn)化為硫化氫,同時(shí)烯烴全部飽和。第二段裝有專利分子篩催化劑,第一段的產(chǎn)物在第二段催化劑中發(fā)生裂化和異構(gòu)化反應(yīng),使汽油的辛烷值得到一定程度的恢復(fù)。雖然OCTGAIN技術(shù)既可以脫硫、降低烯烴的含量,并使汽油產(chǎn)物的辛烷值不低于原料油,但是在該工藝流程的反應(yīng)器中存在一定的裂化反應(yīng),汽油的收率大約降低5~10個(gè)百分點(diǎn)。
到目前為止OCTGAIN技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了OCT-100、OCT-125和 OCT-220三代技術(shù),其中前兩代的技術(shù)特點(diǎn)是在脫硫的同時(shí)保持辛烷值不變,而第三代技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)脫硫,還可以控制產(chǎn)品的辛烷值和產(chǎn)品組分的收率。OCT-125工藝技術(shù)可使含硫4 000~7 000μg/g的FCC汽油中的硫降到10 μg/g以下,脫硫率高達(dá)99.98%,汽油的辛烷值損失約0~2個(gè)單位[22]。
RIDOS工藝是中國石化石油化工科學(xué)研究院開發(fā)的一種加氫脫硫-辛烷值恢復(fù)技術(shù)。該技術(shù)采用的催化劑是RS-1A/RIDOS-1加氫異構(gòu)化脫硫降烯烴系列催化劑。該技術(shù)將汽油原料分割為輕、重兩部分進(jìn)行分別處理,切割點(diǎn)為70~100℃[23]。輕組分采用傳統(tǒng)的堿精制、抽提脫硫,避免了輕餾分中的烯烴加氫飽和造成辛烷值的損失。而重餾分先經(jīng)過加氫精制催化劑進(jìn)行深度加氫脫硫,烯烴飽和反應(yīng),然后加氫后的產(chǎn)物直接與辛烷值恢復(fù)催化劑進(jìn)行接觸,使辛烷值低的烷烴進(jìn)行異構(gòu)化反應(yīng),減少辛烷值的損失[19]。
RIDOS技術(shù)可適用于各種FCC汽油原料。中型試驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)于硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為86~1 400 μg/g的不同F(xiàn)CC汽油原料,烯烴體積分?jǐn)?shù)為39%~53%時(shí),總脫硫率可以達(dá)到90%左右,總烯烴飽和率約為60%,產(chǎn)品硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15~160μg/g;汽油產(chǎn)品的辛烷值降低0.8~1.0個(gè)單位[24]。
FCC汽油選擇性加氫脫硫降烯烴和恢復(fù)辛烷值兩段加氫改質(zhì)催化劑及GARDES工藝,是由中國石油大學(xué)(北京)CNPC催化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和中國石油石油化工研究院蘭州化工研究中心在2009年共同研究開發(fā)的。該工藝先通過一段加氫脫硫反應(yīng)器脫除FCC汽油中大部分的含硫化合物,該段使用的催化劑為NiMo/Al2O3-KP,再通過二段辛烷值恢復(fù)反應(yīng)器發(fā)生烯烴的異構(gòu)化和芳構(gòu)化反應(yīng),生成高辛烷值的異構(gòu)烴和芳烴,以彌補(bǔ)一段加氫脫硫反應(yīng)器中由于不可避免的烯烴飽和反應(yīng)而帶來的辛烷值損失,該 段 使 用 的 催 化 劑 為 NiMo/HZSM-5。GARDES技術(shù)于2010年1月9日開始在大連石化的20×104t/a的FCC汽油加氫改質(zhì)裝置上進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn),至2011年9月中旬停工檢修,平穩(wěn)運(yùn)行21個(gè)月。試驗(yàn)裝置標(biāo)定結(jié)果顯示,F(xiàn)CC汽油組分中硫和烯烴含量分別降低75%和33%,汽油收率大于99%,累計(jì)生產(chǎn)滿足“滬Ⅳ”標(biāo)準(zhǔn)和“粵Ⅳ”標(biāo)準(zhǔn)的清潔汽油50×104t[25]。
RSDS-1催化劑由石油化工研究院開發(fā),并與FCC汽油選擇性加氫脫硫技術(shù)RSDS-I相配套的催化劑。該催化劑選用氧化鋁為載體,選用高金屬原子比的Co-Mo體系作為催化劑的活性組分,并選用堿性氧化物作為助劑。該催化劑在石家莊煉油廠和上海石化公司試驗(yàn)后,全餾分產(chǎn)品汽油的硫含量分別降為176μg/g和83μg/g,研究法辛烷值損失分別為1.2和0.5個(gè)單位,抗爆指數(shù)損失分別為0.8和0.4。并對(duì)RSDS-1催化劑進(jìn)行了1 700多小時(shí)穩(wěn)定性考察,產(chǎn)品硫含量小于200μg/g,全餾分研究法辛烷值損失小于1.5個(gè)單位[26]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該催化劑具有良好的活性穩(wěn)定性和選擇性。
RIPP在第一代FCC汽油選擇性加氫脫硫催化劑RSDS-1基礎(chǔ)上,針對(duì)生產(chǎn)歐“IV”及歐“V”汽油,又開發(fā)了高脫硫活性的RSDS-21和高脫硫選擇性的RSDS-22第二代催化劑,并在固定床微反評(píng)價(jià)裝置上進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,與RSDS-1催化劑相比,高選擇性的RSDS-21催化劑的活性和選擇性均有所提高,在脫硫率為80%時(shí),反應(yīng)溫度降低12℃,烯烴飽和率降低1.2%。與RSDS-1催化劑相比,高選擇性的RSDS-22催化劑的選擇性明顯上升,在HDS率為80%時(shí),反應(yīng)溫度提高6℃,烯烴飽和率降低20%。RSDS第二代催化劑對(duì)于處理硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為187~364μg/g,烯烴體積分?jǐn)?shù)為14.12%~28.70%的MIP汽油,產(chǎn)品硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以降到6~9μg/g,RON損失0.2~1.0個(gè)單位[27]。
RT-225催化劑是由EXXON公司和Akzo Nobel公司聯(lián)合開發(fā)的。該催化劑是SCANfining工藝技術(shù)的專用催化劑,是一種高分散的Co-Mo催化體系,并且金屬含量低。通過選擇性鈍化催化劑的烯烴飽和反應(yīng)活性中心,而不影響催化劑上的加氫脫硫活性中心,在加氫脫硫的同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)既保留辛烷值又深度脫硫的目的。RT-225催化劑配合SCANfining工藝流程可將硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為500μg/g的MCN,在辛烷值損失1.3個(gè)單位的情況下降至15μg/g,對(duì)于硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為900~1 400μg/g的LCN餾分,脫硫率達(dá)80%,烯烴飽和率為10%~20%[28]。
FGH-20/FGH-11系列催化劑是中國石化撫順石油化工研究院開發(fā)的新型高HDS組合催化劑。該催化劑包括FGH-20催化劑和FGH-11催化劑。其中,F(xiàn)GH-20催化劑使用 Mo-Co作為活性組分,孔容為0.55mL/g,比表面積為220m2/g,形狀為球形,催化加氫能力相對(duì)較弱。FGH-11催化劑使用的活性組分也是 Mo-Co,孔容0.45mL/g,比表面積為180m2/g,形狀為圓柱形,催化加氫能力較強(qiáng)。對(duì)于硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 200μg/g、烯烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的原料,經(jīng)FGH-20/FGH-11系列催化劑處理后,產(chǎn)品汽油總硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)降為85.0μg/g,總脫硫率為86.6%,烯烴飽和率為13.9%,RON 為91.6,降低了0.45個(gè)單位,產(chǎn)品汽油收率為99.5%(w)[29]。
FGH-20/FGH-11系列催化劑可以進(jìn)行再生,再生后在操作條件基本相同的條件下,重汽油加氫脫硫后的平均脫硫率由再生前的83.0%(已運(yùn)行50個(gè)月)提高至94.7%,RON損失0.9~1.0個(gè)單位??梢哉J(rèn)為FGH-20/FGH-11系列催化劑具有良好的再生性能[15,16]。
綜上所述,F(xiàn)CC汽油加氫脫硫工藝技術(shù)主要包括選擇性加氫脫硫技術(shù)和加氫脫硫-辛烷值恢復(fù)技術(shù)。其中,選擇性加氫脫硫技術(shù)具有液收高、氫耗低等優(yōu)點(diǎn),但是選擇性加氫脫硫技術(shù)不能滿足深度脫硫的要求,在脫硫的同時(shí)辛烷值損失較大,而加氫脫硫-辛烷值恢復(fù)技術(shù)在深度脫硫的同時(shí)能降低辛烷值的損失,可以達(dá)到生產(chǎn)“國Ⅴ”清潔汽油的標(biāo)準(zhǔn)。因此,加氫脫硫-辛烷值恢復(fù)工藝更適合加工我國硫含量和烯烴含量較高的FCC汽油。在目前常用的FCC汽油加氫脫硫技術(shù)中,PrimeG+、GARDES、SCANfining、FRS等技術(shù)配有預(yù)加氫單元,該單元具有脫除雙烯烴、防止雙烯烴在反應(yīng)器中結(jié)焦等優(yōu)點(diǎn)。另外,PrimeG+、GARDES、RSDS、OCT-M等技術(shù)具有全餾分汽油切割塔單元,該單元將全餾分汽油切割為輕汽油(LCN)和重汽油(HCN)兩個(gè)餾分,然后僅對(duì)硫含量較高的HCN進(jìn)行加氫脫硫,而硫含量較低但烯烴含量較高的LCN則直接進(jìn)行油品調(diào)和,有利于烯烴的保護(hù)和辛烷值的維持。
為了達(dá)到FCC汽油深度脫硫并保持辛烷值的目的,除了開發(fā)優(yōu)良的FCC汽油加氫脫硫工藝之外,在催化劑的設(shè)計(jì)上也十分重要。對(duì)于選擇性加氫脫硫催化劑,以前使用的大部分是改性的氧化鋁為載體的催化劑,但是目前氧化鋁已經(jīng)滿足不了深度加氫脫硫的要求,近年來,具有優(yōu)良特性的分子篩逐漸成為研究的熱點(diǎn)。而辛烷值恢復(fù)催化劑,目前主要研究具有芳構(gòu)化、異構(gòu)化和烷基化性能的分子篩基催化劑,其中ZSM-5分子篩具有優(yōu)良的芳構(gòu)化、異構(gòu)化性能,成為目前研究的熱點(diǎn),并成功應(yīng)用在GARDES技術(shù)的辛烷值恢復(fù)單元中。另外,介孔材料、介微孔復(fù)合材料由于在大分子擴(kuò)散及選擇性方面表現(xiàn)出良好的性能,越來越受到科研工作者的關(guān)注。
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