优化组分油性质调合国ⅥB 98号车用汽油.pdf
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1、石油炼制与化工加工工艺PETROLEUM PROCESSING AND PETROCHEMICALS2023年9 月第54卷第9 期优化组分油性质调合国VIB98号车用汽油刘念喜(中国石化塔河炼化有限责任公司,新疆库车8 42 0 0 0)摘要:针对以中国石化塔河炼化有限责任公司现有原料组分油难以调合得到满足国VIB标准9 8 号车用汽油的问题,采用控制重整油分馏塔进料油组分性质、调整临氢异构化两套装置生产操作条件等方法,得到性质优化的汽油调合原料油组分;进而,设计了以优化后的重整汽油馏分(抽取二甲苯)、异构化汽油馏分与C。+重芳烃组分、外购异辛烷、MTBE等为调合原料的9 8 号车用汽油调合
2、方案,并通过试验调合得到了满足GB17930一2016标准要求的9 8 号车用汽油(VIB)。该方案以优化后装置组分油为调合原料,无需装置改造、降低外购异辛烷调合比例,提高了企业经济效益,为企业产品结构优化提供了技术支持。关键词:调合组分油异构化汽油辛烷值Cg+重芳烃调合试验98号车用汽油是一种高品质汽油,也是目前国内生产标准最高的油品。与其他标号汽油相比,其具有“两高两低”的优势 1-3,即抗爆性和动力性更高,有害物质含量和尾气污染物含量更低。因此,9 8号车用汽油价格较高,多为高档轿车使用,被誉为“超级汽油”和贵族汽油”4-5。随着经济不断发展,新疆地区对9 8 号车用汽油需求量呈逐年上升
3、趋势。中国石化塔河炼化有限责任公司(塔河炼化)的汽油生产装置包括0.6 Mt/a连续重整装置、0.3Mt/a临氢异构化装置和0.52 Mt/a二甲苯分离装置等。汽油调合组分包括重整生成油、重整汽油馏分(抽取二甲苯)、临氢异构化汽油馏分、C+重芳烃组分、以及外购甲基叔丁基醚(MTBE)组分,共生产两种标号(9 2 号和9 5号)的车用汽油,而对于符合国VIB质量标准的9 8 号车用汽油,目前仅处于实验室模拟调合阶段。根据前期实验室小样调合结果,发现影响9 8 号调合汽油(国VIB)质量的主要因素包括汽油辛烷值、芳烃含量和氧含量,表现为辛烷值偏低,芳烃含量及氧含量偏高,接近质量指标控制上限。基于此
4、,本课题通过优化调合组分油的性质,模拟调合得到满足国VIB质量标准要求的9 8 号车用汽油。以下介绍组分油性质优化过程和9 8 号汽油的模拟调合过程,为国内高品质汽油的生产提供借鉴和指导。1以现有组分油调合9 8 号汽油1.1原料重整生成油、重整汽油馏分(抽取二甲苯)、临氢异构化汽油馏分、Cg+重芳烃组分等,均取自塔河炼化工业生产装置;甲基叔丁基醚、异辛烷,均为工业级产品,市场外购。1.2调合方法原料性质和调合方案如表1 所示。按表1 中原料油调合比例称取各调合原料组分,在室温下控制合适的转速搅拌30 min,使各种调合组分油充分混合均匀,静置2 h后进行样品分析 6 。原料及调合汽油样品分析
5、项目包括研究法辛烷值(RON)、芳烃含量、氧含量等,均按现行国家标准方法或石化行业标准方法进行分析。表1 原料性质及9 8 号汽油的调合方案组分油规格重整生成油芳烃体积分数7 1.1%,RON100.0异构化汽油RON85.3MTBE质量分数9 8.0%以上注:重整生成油指重整油分馏塔进料,未抽取二甲苯及Cg+重芳烃组分。1.398号汽油调合结果按表1 调合方案调合得到9 8 号车用汽油样品其性质见表2。从表2 可以看出:调合样品的RON收稿日期:2 0 2 3-0 3-0 6;修改稿收到日期:2 0 2 3-0 5-0 5。作者简介:刘念喜,硕士,工程师,主要从事炼油工艺技术管理、汽柴油生产
6、工作。通讯联系人:刘念喜,E-。密度(2 0)/质量分数,(kg m-3)%820.048.0654.038.3740.513.768为9 7.0,没有达到内控指标(9 8.2)的要求;同时,调合样品的芳烃体积分数为32.9%、氧质量分数为2.59%,非常接近内控质量指标上限(33%和2.6%),余量非常小,说明以现有原料组分很难调合得到满足国VIB质量标准要求的高品质9 8 号汽油。表2 以现有原料组分调合所得9 8 号汽油的性质国VB质项目量指标RON98馏程/10%/50%90%/终馏点蒸气压/kPa苯体积分数,%芳烃体积分数,%烯烃体积分数,%氧质量分数,%密度(2 0 C)/(k g
7、 m-3)7 2 0 7 7 52调合原料组分油的性质优化鉴于以现有原料组分油难以调合得到高品质的9 8 号汽油,拟优化调合组分油的性质,主要思路是提高异构化汽油的辛烷值、控制重整生成油的芳烃含量、以及外购高辛烷值组分异辛烷,调合得到满足国VIB标准辛烷值、芳烃含量、氧含量等质量指标要求的9 8 号车用汽油。2.1重整生成油质量优化通过调节重整反应苛刻度,在确保重整生成油RON大1 0 0 的前提下,尽可能降低重整生成油芳烃含量,严格控制芳烃体积分数在7 3.0%7 5.5%之间。调整后重整生成油的关键性质见表3。现0.52 Mt/a二甲苯分离装置以0.6 Mt/a连续重整装置脱烯烃精制后重整
8、生成油为原料,通过重整生成油分馏塔、二甲苯分离塔抽取混合二甲苯后得到含有 CsC 及 Cg+重芳烃组分的重整汽油馏分,重整汽油馏分中的芳烃体积分数为62%6 8%,对应的 RON为 9 5.0 9 7.2。为了得到符合调合组分要求的重整生成油,实际生产过程需要将混合二甲苯于装置内跨线完全改至重整汽油馏分内,因而会影响部分混合二甲苯产品的出厂量,损失部分经济效益。石油炼制与化工表3重整生成油馏分关键性质测试结果(芳烃),采样日期RON01-01100.301-15100.502-01100.103-01100.205-0299.3内控质检测结果量指标98.270/19068/18849.0/16
9、7.1120/2055108/20374.4/192.0406545630.80.75353315132.72.67207752023年第54卷(芳烃),采样日期RON%74.3075.1174.4773.4972.4706-01100.397.02.2临氢异构化汽油质量优化塔河炼化0.3Mt/aPenex-DIH异构化装置是中国石油化工集团有限公司引进的首套60Penex-DIH工艺装置,生产RON不低于8 5.0 的0.27异构化汽油 7 。32.9Penex-DIH工艺流程示意见图1。由图1 可知,经精制后的补充氢和轻石脑油混合后进入异0.1构化反应器进行反应,低辛烷值的正构烷烃转化2.
10、59为高辛烷值的异构烷烃,反应产物进入脱异已烷752.8塔(DIH),将产物中辛烷值较低的正已烷(n-C)和部分甲基戊烷(MP)组分通过DIH下部侧线抽出作为循环物料返回到异构化反应器入口进一步转化,高辛烷值的二甲基丁烷(DMB)和部分MP从DIH顶部分离出来至DIH回流罐,与DIH底部重组分甲基环戊烷(MCP)、环已烷(CH)及Cz以上组分混合作为异构化汽油产品送出装置。通过调整塔顶产物中辛烷值较低的n-C和部分MP组分,可使异构化汽油产品的RON达到8 5.0以上 8。DIH塔顶油(Cs+DMB+部分MP)轻石脑油+H2Penex反应器DIH侧线抽出(n-C6+MP 组分)DIH塔底油(C
11、,+MCP+CH组分)图1 Penex-DIH工艺流程示意临氢异构化汽油由脱异已烷塔回流油、脱异已烷塔塔底油两部分混合组成。正常生产工况下,脱异已烷塔塔顶回流油量约为2 2 t/h,塔底油量为2 3t/h,侧线抽出循环量约为1 3t/h。通过调整脱异已烷塔塔顶的回流量、侧线抽出返回量%07-01100.208-01100.109-01100.710-01100.411-01100.374.1812-01脱异已烷塔DIH回流油75.5274.3075.7375.2574.21100.373.96DIH回流罐Cs/C.异构化汽油第9 期及异构化反应器入口温度,可以提高出装置异构化汽油辛烷值。2.2
12、.1脱异已烷塔塔顶回流油质量优化脱异已烷塔的主要作用是从稳定后的反应产品中分离出C。异构产物。调整反应器刻苛度,通过增大回流量可降低塔顶物料速率,从而提高低辛烷值物料循环量使其返回反应器进一步改质,进而提升脱异已烷塔回流油与出装置Cs/C。异构化汽油的辛烷值。优化调整后,将脱异已烷塔塔顶回流量由2 2 t/h提高至2 6 t/h,侧线抽出循环量由1 3t/h提高至1 6 t/h左右,并严格控制塔底抽出量保持在2 3t/h。调整后,脱异已烷塔塔顶高辛烷值组分(RON为8 6.9 7)分离至回流罐内,脱异已烷塔侧线抽出的低辛烷值组分返至反应器再次反应,部分脱异已烷塔回流油高辛烷值组分(RON为8
13、6.9 7)与脱异已烷塔塔底的低辛烷值组分(RON约7 6.8 0)混合构成异构化汽油。优化调整前后脱异已烷塔回流油的组成与辛烷值见表4。表4优化调整前后脱异已烷塔回流油组分含量及辛烷值变化组分体积分数,%项目RON调整前调整后调整前调整后增量异丁烧100.20.100.240.100.240.14正丁烧95.00.841.09 0.801.04 0.24异戊烧93.533.7534.7431.5532.480.93正戊烷61.710.54 10.816.506.67 0.17环戊烷102.31.771.731.811.77一0.0 42,2-二甲基丁烷94.024.9526.9323.452
14、5.311.862,3-二甲基丁烷105.05.442-甲基戊烷74.413.7412.6810.229.44-0.793-甲基戊烷75.55.785.00 4.37 3.77一0.59正已烧31.02.081.11 0.650.34-0.30甲基环戊烷96.00.93 0.480.890.46-0.43环已烷84.00.06 0.010.050.01一0.0 5C7+(产品)82.00.020.01 0.02 0.010.01合计100注:单体烃的RON参考文献 9 。表5同。由表4可以看出:脱异已烷塔回流油含有辛烷值较高的单体烃,如异戊烷、2,2-二甲基丁烷等,其辛烷值贡献值相对较高;通过
15、优化调整,对油品辛烷值贡献较高组分的含量增加,如异戊烷组分的刘念喜.优化组分油性质调合国VIB98号车用汽油汽油的RON增加0.8 7。表5优化调整前后异构化汽油组分含量及辛烷值变化组分体积分数,%RON贡献值项目RON调整前调整后调整前调整后增量异丁烧100.20.120.170.120.170.05正丁烷95.0 0.950.570.910.54一0.37异戊烷93.531.73 31.7929.6629.720.06RON贡献值正戊烷环戊烷2,2-二甲基丁烷94.022.5726.0421.2124.473.262,3-二甲基丁烷105.04.825.065.065.310.252-甲基
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