汽柴油质量升级技术探讨

一、概述

近年来随着我国社会经济水平的不断提高, 车用汽柴油质量标准也越来越高。其中, 硫含量是对汽柴油质量进行评价的一个主要指标, 因为对于发动机来说, 硫的存在将会对发动机造成腐蚀, 同时还会对尾气排放产生一定的影响, 由此看来, 硫含量的降低现在作为各国提高汽柴油质量标准主要标志是非常有道理的, 同时它也成为提高汽柴油质量标准的一个主要标志。从1993年欧盟出台93/12/EC标准以后, 在1994年开始汽柴油最大硫量分数被限制到了2000gμ/g, 到了1996年开始将其限制在500gμ/g, 到了2000年将其定为350gμ/g, 2005年将其定为50gμ/g, 2006年开始降至15gμ/g。至今为止, 我国的汽柴油质量规格与世界发达国家相比仍然存在比较大的差距。自从2002年我国实施轻柴油标准GB252—2000之后, 将最大硫质分数定为2000gμ/g, 2005年开始实施汽柴油标准GB/T19147—2003之后, 将最大硫质分数定为500gμ/g, 为了使我国汽柴油产品质量得到提高, 逐步加快汽柴油质量升级步伐, 我国发达城市在2010年开始将硫质量标准定为到了50gμ/g的车用汽柴油标准, 其它城市和地区在2011年开始执行这一标准。

目前我国炼油企业普遍面临产品质量升级的压力, 即将执行的新标准将会对汽柴油中硫含量等要求更加严格。对于汽柴油质量提高来说, 加氢技术的实施是一条重要的途径, 这种技术在炼油厂中拥有的地位将会越来越重要。只有加氢技术的使用才能使高规格其产油质量指标要求得到满足。同时, 加氢技术在使用过程中, 企业经常会通过以下几种途径使汽柴油的质量得到提高:第一, 将反应温度直接提高, 同时提高加氢脱硫的深度;第二, 将汽柴油馏分切割点降低, 同时减少加氢脱硫的难度;第三, 在现有装置的基础上增加一个反应器;第四, 新建加氢装置;第五, 通过高活性汽柴油深度嘉庆脱硫催化的使用提高其质量。本文主要针对中国石油化工企业天津分公司汽柴油质量升级技术展开探讨, 对汽柴油质量升级技术作出简单的探讨。

二、汽柴油产品质量升级技术方案比较

以现有加氢装置的实际情况来看, 天津分公司是可以满足要求的标准的, 可以在满足标准的前提下生产出满足要求的清洁汽柴油, 但是要求将汽柴油质量审计到满足国际现行标准, 就存在一定的问题, 首先, 我国现有加氢的能力有所欠缺;其次, 现有加氢装置生产出的汽柴油可以满足国III的标准, 原料油的干点也不会>350℃, 但是因为装置在设计过程中的空速比较高, 加上天津分公司目前并未将原料油干点增加至370℃, 从这一点上来看, 在高空速的条件下, 进行深度脱硫始终存在一定的难度, 对于长期稳定的生产以及满足国IV以及国V排放标准来看存在很大的难度。

从天津分公司来看, 需要对加氢原料油的性质以及构成情况进行了解, 之后与现阶段汽柴油质量升级技术现状相结合, 为了使汽柴油产品质量审计的要求得到满足, 主要对以下技术方案进行探讨。

方案1:可以新建一套加氢装置, 规格为1.8Mt/a, 生产出的汽柴油产品一定要使国V排放标准得到满足, 按照该标准进行设计, 同时要求其单次运转的周期不能<3年。暂时不对现有的加氢装置进行调整, 使生产出的汽柴油产品能够满足国III排放标准要求。

这一方案的优势主要在于可以使不同阶段的生产要求得到相应的满足, 投资不高, 各装置都能满足满负荷运转的条件, 操作时的能耗也很低;缺点主要在于生产后期需要追加相应的改造投资。

方案2:原有的3.2Mt/a加氢装置不做调整, 原料油主要选择易加工生产的原料。同时, 新建一套加氢装置, 规格为1.8Mt/a, 这一装置主要处理劣质的汽柴油, 其体积空速为1.8h-1。将原料油进行对比, 以上这两套装置都能使国IV、国V排放标准要求得到满足, 生产出需要的产品。这一方案的优点主要在于可以使不同阶段的生产要求得到满足, 投资也比较低, 这两套装置都可以使满负荷操作得到实现, 所以操作时的能耗也比较低;这一方案的缺点主要在于油品种类比较多, 调度安排时会显得比较复杂。

方案3:新建一套加氢装置, 规格为2.4Mt/a, 生产出的产品应该可以满足相应的标准要求, 对现有加氢装置进行调整, 处理量降低至2.6Mt/a, 体积空速从2.5h-1降至2.0h-1。两套加氢装置都可以使国IV、国V排放标准要求得到满足。这一方案的优点主要在于可以使质量升级需要得到满足, 同时两套装置在操作过程中都很灵活, 原料也具有比较强的适应性, 生产过程中装置的改动也比较小;缺点主要在于操作能耗比较高, 一次性投入大。

可见三种方案都可以使天津分公司汽柴油质量升级的要求得到满足, 保持产品质量相同的条件下, 方案1和方案2比较, 方案1建设投资大一些, 同方案3比较, 不管生产能耗还是建设投资均比较大。由此来看方案2是最佳的技术方案。