F-T合成油品加工提高柴油采收率的几种方法

赵 凯

(山西潞安煤基清洁能源有限责任公司，山西 长治 046200)

F-T合成油品加工提高柴油采收率的几种方法

赵 凯

(山西潞安煤基清洁能源有限责任公司，山西 长治 046200)

F-T合成油品加工技术在我国石油化工企业柴油产品生产实践过程中的引入运用，为有效提升石油化工企业柴油产品的实际采收率水平做出了重要贡献，针对F-T合成油品加工提高柴油采收率的几种方法选取3个具体方面展开分析，供相关领域研究人员借鉴参考。

F-T合成；油品加工；柴油采收率；提高方法

引 言

F-T合成油品加工技术是煤间接液化处理应用技术体系中的重要组成部分，南非Sasol公司在该技术的优化改良和工业生产推广运用等方面，长期占据绝对性国际领先地位[1]。F-T具体合成反应，通常需要金属元素铁和钴作为催化剂支持条件，在具体的合成生产技术环节中，通常会同时发生一系列的平行化学反应和连串化学发应，继而生成种类组成结构极其复杂的产物，且产物内部的物质组成结构严格遵循传统技术研究的SF分布规律。加氢裂化技术是在F-T合成油品加工技术的基础发展背景下引入和运用的主要技术工艺形式，不仅能够有效地生产低硫、低芳香烃清洁中间馏分油，还能够有效地改良优化技术系统的性能，因而，在现代工业生产实践过程中具备充分的应用价值[2-3]。鉴于此，本文将围绕F-T合成油品加工提高柴油采收率的几种方法展开简要阐释。

加氢精制的目的是脱除油品中的硫化物、氮化物、氧化物等非烃化合物，重质油品中同时脱除金属杂质。由于合成油富含烯烃和含氧化合物，所以加氢精制的主要目的是烯烃饱和及脱氧。对于合成油加工产品来说，加氢精制的作用主要包括烯烃饱和、二烯烃饱和与脱除重金属。

1.1 含硫、氮、氧化合物的加氢分解反应

合成油中氧化物的含量较多，并且含有脂肪酸、酯和醇、醛、酮等。在蒸馏过程中这些化合物都发生部分分解而转入各馏分中。在合成油馏分中经常遇到的含氧化合物是脂肪酸，见式(1)、(2)。

(1)

(2)

1.2 加氢脱金属反应

在合成油馏分加氢精制过程中，金属有机化合物发生氢解，生成的金属沉积在催化剂表面造成催化剂活性减弱，并导致床层压降升高。金属有机化合物大部分存在轻质油馏分中。所有金属有机物在加氢精制条件下都被加氢。沉积在催化剂表面的金属，随运转周期的延长而向床层深处移动。当装置出口的反应物流中的金属含量超过规定要求时，即可认为是一个周期的结束。在周期末尾，催化剂可含有2%～4%外来的不能用再生方法除去的金属，所以，在周期结束后要更换催化剂。这时决定操作周期的是这些金属沉积对催化剂床层的堵塞程度。

1.3 烃类的加氢反应

在加氢精制条件下，烃类的加氢反应主要是不饱和烃的加氢饱和。这些反应对改善油品的质量和性能具有重要意义。例如，烯烃，特别是二烯烃的加氢可以提高油品的安定性。

合成油中含有大量的不饱和烃，这些不饱和烃在加氢精制条件下很容易饱和，代表性反应如式(3)：

(3)

值得注意的是，烯烃饱和反应是一个强放热反应，对不饱和烃含量较高的合成油加氢，要注意控制床层温度，防止超温。加氢反应器一般都设有冷氢盘，可以靠打冷氢来控制温升。

2.1 F-T合成油品性质对柴油性质与收率的影响

煤制气在经由F-T合成生产技术处理环节背景下，其具体获取的中间性石油类产品物质，涉及了轻质馏分油、重质馏分油以及煤基合成蜡3种表现形式，作为后续开展加氢裂化油品生产技术处理环节过程中应用的主要原材料物质。上述中间性油品生产产物，具有正构类烷烃有机化合物含量水平较高、机械性杂质物质含量水平较低、理化技术性能表现状态较为稳定以及不含有硫元素等技术表现特点，在应用色谱法针对F-T合成生产技术应用条件下的产物组成成分展开技术分析的背景下，能够初步实现对生产产物中的物质组成种类和含量数据比例清晰准确的认知。

在常规性技术控制条件下，中油型加氢裂化生产反应运用过程中的单程性转化率参数水平，介于55.00%～60.00%。这一数据性技术测算结果表明，原油生产应用材料中原先包含的烃类有机化合物质组分，在现有的生产应用技术形态条件下无法实现完全彻底的技术转化，如果原油生产原材料物质中原本包含的轻质馏分的馏程与中间性生产产物中的馏分油类产品相互重叠，则原料性原油产品中尚未实现生产技术转化的正构类烷烃有机化合物，也将直接进入生产产物的馏分组成结构之中，给中间性油类产品组分的低温性技术性能表现状态造成直接性干预。事实上，在同等设定的技术参数组成结构条件下，原料原油产品的综合性理化性质，尤其是原料性化学物质的组成结构特征，对中间性馏分油类产品实际具备的理化性质特征和回收实现率参数水平，具备直接且鲜明的技术影响效应。

F-T合成生产技术应用条件下获取的中间性油类产物，在经由进一步加氢裂化技术处理背景下，其实际获取的生产产品中，通常会具有较高含量比例的油链烷烃类有机化合物质，且在通常性生产技术控制和应用条件下，其生产原料中具备的油链烷烃类有机化合物质含量水平越高，其实际生产获取的柴油产品中的油类烷烃类物质的含量水平也就越高，反之，油类烷烃类有机化合物质的含量水平就会越低。在针对现有的柴油产品的生产技术展开适当性优化技术处理实践背景之下，通常可以将柴油产品中的十六烷烃类有机化学物质的含量水平提升到70.00%以上，同时，保证实际生产输出的柴油产品中基本不含有硫元素、氮元素以及芳香烃类物质，有效降低柴油产品在生产过程中的基础性污染物质排放数量，降低柴油产品的密度水平，提升柴油产品的热值水平，促进我国高品质柴油产品生产技术的发展，为清洁柴油产品生产技术目标的顺利实现创造支持条件。与此同时，油类产品中高碳分子数烷烃类有机化合物质含量水平的升高，将会直接导致辛烷有机化合物的含量水平显着减小，因而，F-T合成生产技术背景下形成的石脑油物质，不适合作汽油产品中的馏分部分。

2.2 催化剂对柴油收率与性质的影响

在单段式加氢裂化催化剂的发展过程中，抚顺石油化工研究院(FRIPP)和中科合成技术有限公司两家单位做出了重要贡献[4]。

FRIPP在单段式加氢裂化催化剂研究技术领域，接连开发和投入生产应用了ZHC应用性催化剂系列3973、FC-28以及FC-30等，为充分满足低凝类柴油产品的增产技术需求，以及优质喷气燃料产品的增产技术需求，该研究和应用技术单位，还针对Y分子筛催化剂类物质在中间馏分油处理选择性和柴油产品低温流动性技术参数表现状态的缺陷，专门研制形成并投入运用了FC-14柴油产品单段加氢裂化催化剂，确保了该类催化剂在具体运用过程中，能够展现出稳定的高活性技术特征和柴油产品高产性技术特征。从分子结构特征角度分析，该种催化剂的分子筛结构，具备三维直通道十二圆环大孔性分子特征，且具备硅元素含量和铝元素含量比例水平较高，晶体颗粒直径尺寸较小、强酸性中心技术结构数量较多，酸性组分密度水平较低、L酸物质比例占比较大以及二次孔结构数量较多等技术表现特征，在实际应用与加氢催化裂化生产技术反应过程中，能够表现出良好的活性和中间性油品馏分物质选择性，由于该类催化剂本身具备的稳定的异构性技术性能，促进了柴油产品低温流动技术性能表现状态的显着优化[5]。表1列出了该种催化剂在具体应用过程中的主要技术参数控制项目。表2列出了产品结构分布和装置运行过程中的主要技术参数。

表1 FC-14/FC-26催化剂生产应用过程中的技术参数控制标准

表2 产品结构分布和装置运行过程中的主要技术参数

2.3 反应温升对柴油收率的影响

加氢裂化反应属于典型的放热反应，在裂化反应器生产技术设备内部的各个床层结构之内，生产原料物质在被催化加工转化为目标产品物质过程中，通常会释放出较大数量的热量，且这些热量会伴随着生产原料在生产设备空间流动，导致生产反应器技术设备的进口位置和出口位置均出现幅度显着的温度升高现象，提升二次裂解过程化学反应的剧烈程度，增加气体性产物和轻质性组分的产成输出比率。

针对F-T合成油品加工中提高柴油采收率的几种方法问题，本文选取F-T合成油品性质对柴油性质与收率的影响、催化剂对柴油收率与性质的影响以及反应温升对柴油收率的影响3个具体方面展开了分析，旨意为相关领域的研究人员提供借鉴。

[1] 苗恒，刘庭庭，任帅.F-T合成油品加工提高柴油采收率的几种方法[J].化工时刊,2014,28(11):25-29.

[2] 相宏伟，杨勇，李永旺.煤炭间接液化:从基础到工业化[J].中国科学:化学,2014(12)：1876-1892.

[3] 任杰，张怀科，李永旺.F-T合成油品加工技术的研究进展[J].燃料化学学报,2009,137(6):769-776.

[4] 杨超，蒋坚，鲁丹，等.F-T合成蜡油加氢裂解反应过程研究进展[J].化工进展,2013,32(12):2882-2891.

[5] 郭琳，李文英，张宗森，等.高、低温费托合成联产中烯烃的加工利用[J].太原理工大学学报,2012,43(3):309-313.

Several methods of improving oil recovery by F-T synthetic oil processing

ZHAO Kai

(Shanxi Luan Coal-based Clean Energy Co., Ltd., Changzhi Shanxi 046200, China)

The introduction and application of F-T synthetic oil processing technology in production practice of diesel products in China petrochemical enterprises has made important contributions for effectively enhancing the actual recovery level of diesel products in petrochemical enterprises. The F-T synthetic oil processing methods for improving the recovery of diesel are briefly analyzed from three aspects, providing reference for researchers in related fields.

F-T synthesis; oil processing; diesel recovery; improving method

2017-03-06

赵 凯，男，1987年出生，2012年毕业于河南理工大学，本科学历，助理工程师。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.02.19

TE626.24

A

1004-7050(2017)02-0060-03

专题讨论