国Ⅴ汽、柴油产品质量升级解决方案的探讨

随着环保问题的日益突出,对燃料油质量的要求也越来越高。从汽油、柴油产品满足国Ⅴ质量标准需采取的措施出发,对解决方案进行了探讨,主要包括:提高汽油产品辛烷值,控制蒸气压、馏程,以及硫、烯烃、芳烃、苯、氧的含量等;控制柴油产品硫含量、密度、十六烷指数和多环芳烃含量等。根据我国汽油、柴油质量现状,指出质量升级时将会遇到的瓶颈,并指出了研究方向。

催化裂化柴油与焦化汽柴油混合油生产国Ⅴ柴油氢耗研究

中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司以哈国进口原油生产的催化裂化柴油、焦化柴油和焦化汽油为组分,按照不同的试验方案调配成两种混合试验原料。在反应压力为7.5 MPa、氢油比为600、空速为2.5 h^(-1)和加氢催化剂条件下,调节反应温度,开展两种混合原料加氢生产国Ⅴ柴油的试验研究。试验结果表明:在精制柴油的硫质量分数小于10μg/g、试验过程的物料核算达到平衡的条件下,混合原料A在反应温度达到370℃时,生产国Ⅴ柴油的反应氢耗为112.72 g/g;混合原料B在反应温度达到372℃时,生产国Ⅴ柴油的反应氢耗为118.57 g/g。混合原料B的加氢反应氢耗较高,这与混合原料B中催化裂化柴油配比较高有关。

满足欧Ⅳ/Ⅴ排放法规的柴油机排气后处理技术

从车用柴油机的欧Ⅳ/Ⅴ排放法规出发,指出满足该法规必须采取排放后处理装置,介绍了用以处理NOx排放的稀NOx吸附器(LNT)和选择性催化还原装置(SCR),及控制颗粒物(PM)排放的氧化催化器(DOC)和PM过滤器(DPF),分析了这些后处理装置的主要技术特点及应用情况,并认为今后的后处理装置的发展趋势是不同后处理装置的综合使用。

柴油加氢装置改造生产国Ⅴ柴油及运行分析

中国石化上海高桥分公司3.0Mt/a柴油加氢装置为适应生产国Ⅴ排放标准柴油需要,结合公司加氢精制原料分配情况和柴油生产现状进行了装置改造。改造后,装置满负荷(285t/h)生产标定结果表明:以56.14%直馏柴油、35.09%焦化汽柴油及8.77%催化裂化柴油组成的混合原料,在体积空速1.05h^(-1)、高压分离器压力6.51 MPa、氢油体积比540、原反应器(R1101)入口温度315℃、R1101床层平均温度353℃、第二反应器(R1102)入口温度346℃、R1102床层平均温度348℃的操作条件下,精制柴油硫质量分数达到8μg/g以下,十六烷值提高7.7个单位,达到51.9,各项性能指标完全达到国Ⅴ排放标准。

连续液相柴油加氢装置国Ⅴ柴油升级运行情况分析

中国石化安庆分公司2.2 Mt/a连续液相柴油加氢装置,于2016年9月进行了生产满足国Ⅴ排放标准车用柴油(国Ⅴ柴油)的升级改造,装置的反应部分采用2个加氢反应器,其中第一、二反应器分别使用再生催化剂(补充部分新鲜剂)和新鲜催化剂RS-2000,分馏部分由单塔分馏改为双塔分馏流程。2017年6月,对该装置的改造、运行情况进行了满负荷标定,标定结果表明,装置改造成功,装置使用的RS-2000催化剂体系具有良好的活性,能够满足生产国Ⅴ柴油的要求。

国Ⅴ柴油试生产运行分析及优化

介绍了300万t/a柴油加氢精制装置生产国Ⅴ柴油的试运行情况。结果表明,以加工直馏柴油、催化柴油、焦化柴油的混合油为原料,在体积空速为1.50 h-1,氢分压为6.7 MPa,氢油体积比为400,反应器入口温度为345℃,床层平均温度为378℃的工况下,精制柴油硫含量可达到小于10μg/g,脱氮率在99.5%以上,柴油密度降低10~15个单位,十六烷值提高3~7个单位;与生产国Ⅳ柴油时相比,加氢装置生产国Ⅴ柴油期间,反应器温升为45℃,上升了3℃;氢气耗量增加11.5 m3/m^3;低分气平均流量增加约1 000 m^3/h。

中重型车用柴油机达到欧Ⅳ、欧Ⅴ标准的技术措施

综述了柴油机达到欧Ⅳ、Ⅴ标准的几种实用技术。介绍了几种可行的和潜在的控制柴油机有害物排放的技术措施,并对各个技术发展的现状、前沿及限制因素做了分析。最后指出了柴油机为满足越来越严格的排放法规所能或应该采取的技术措施。

优化GARDES工艺技术生产国Ⅴ汽油

介绍了中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司炼油厂应用GARDES工艺技术建设的汽油加氢脱硫装置在生产国Ⅴ汽油期间的关键工艺参数及优化措施,包括分馏单元轻、重汽油切割点的选择和分馏精度的控制、加氢脱硫单元各参数的控制。结果表明,对GARDES工艺技术中关键工艺参数进行优化控制,可以在满足脱硫和降烯烃的基本要求的同时,达到降低研究法辛烷值损失和低能耗运行的目的。可由硫质量分数约95μg/g、烯烃体积分数约40%的原料生产出硫质量分数低于12μg/g、烯烃体积分数低于29%的汽油产品,同时,产品的辛烷值损失约为1.2单位,装置能耗约为698.1 MJ/t,为长期稳定生产国Ⅴ汽油积累了经验。

MHUG-Ⅱ工艺生产国Ⅴ柴油的工业实践

中国石化海南炼油化工有限公司2.48 Mt/a柴油加氢改质装置于2013年完成改造,采用中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院开发的分区进料灵活加氢改质MHUG-Ⅱ工艺技术。装置在改质反应器主剂体积空速0.8 h-1、反应器入口氢分压不小于6.4 MPa及精制反应器主剂体积空速2.2 h-1的条件下,2015年2月6日开始正式生产硫质量分数小于10μg/g的国Ⅴ清洁柴油,并已平稳运行7个月。与生产国Ⅳ柴油相比,催化剂失活速度、装置氢耗均明显上升。在国Ⅴ柴油生产过程中,也遇到了精制柴油硫含量超标、十六烷值偏低等问题,通过优化装置操作、全厂统筹优化,保证了装置国Ⅴ柴油的稳定生产。

PHF柴油加氢精制催化剂生产国Ⅴ柴油工业应用

PHF超低硫柴油加氢精制催化剂在中国石油天然气股份有限公司辽阳石化分公司(辽阳石化)和大连石化分公司(大连石化)两套柴油加氢精制装置成功实现国Ⅴ柴油长周期稳定运行。辽阳石化1.2 Mt/a柴油加氢精制装置以直馏柴油为原料,硫质量分数为1 400~2 700μg/g,在反应压力为6.0~7.0 MPa、平均反应温度为301~336℃、空速为1.0~1.5 h^(-1)、氢油比为500~800的条件下,精制柴油硫质量分数小于10μg/g。大连石化2.0 Mt/a柴油加氢精制装置以直馏柴油、催化裂化柴油和渣油加氢柴油为原料,硫质量分数为1 600~2 500μg/g,在反应压力为7.5~7.6 MPa、平均温度为339~352℃、空速为1.2~1.4 h^(-1),氢油比为250~350的条件下,精制柴油硫质量分数小于10μg/g。通过对两套工业装置运行情况进行总结,为我国现有柴油加氢精制装置生产国Ⅴ柴油提供了经验和借鉴,也可为将来新建柴油加氢装置提供技术参考。

FHUDS-5/FHUDS-6/FHUDS-8级配催化剂生产国Ⅴ、国Ⅵ柴油应用分析

中国石化金陵分公司2.5Mt/a柴油加氢装置,以常减压柴油、催化柴油和焦化柴油为原料（催化柴油质量分数不超过20%,焦化柴油质量分数不超过15%）,采用FHUDS-5/FHUDS-6/FHUDS-8级配催化剂,通过新增第二反应器后,降低反应空速至1.0h-1,装置满负荷标定结果表明：FHUDS-6、FHUDS-8催化剂活性较强,装填在反应器上部,有助于多环芳烃的加氢饱和;FHUDS-5催化剂装于二反下床层,充分发挥其在较高温度下的烷基转移超深度脱硫优势,有利于大分子硫化物的脱除;反应系统压降升高,但循环氢压缩机运行稳定,新氢压缩机需要双机运行,需做好管线减震固定措施;在反应器入口温度310℃、反应压力7.4MPa条件下,精制柴油硫含量均低于10mg/kg,闪点高于70℃,凝点低于-4℃,密度平均降低20.523.4kg/m3,均低于845kg/m3,多环芳烃含量在4%左右,十六烷值为51,满足国Ⅴ、国Ⅵ标准;生产国Ⅴ、国Ⅵ柴油的能耗差异主要在于优化换热流程,提高自发蒸汽数量。

加氢改质装置生产国Ⅴ柴油的优化控制方案及评价

分析中国石油天然气股份有限公司锦西石化分公司1.00 Mt/a柴油加氢改质装置原料中催化裂化柴油/直馏柴油比例、精制反应器入口温度、裂化反应器温升等参数对柴油产品质量的影响及优化控制措施,总结生产国Ⅴ柴油的经济优势。生产国Ⅴ柴油时,需控制催化裂化柴油/直馏柴油比例不大于1.0,精制反应器入口温度不高于332℃,裂化反应器温升不低于20℃。根据产品收率及消耗情况,装置每处理100 t原料柴油,生产国Ⅴ柴油方案比生产0号普通柴油方案效益多1.7万元;按每月生产30 kt国Ⅴ柴油计算,产国Ⅴ柴油方案比生产0号普通柴油方案每月增效602万元。

国Ⅴ皮卡柴油机增压器选型试验研究

本文对某款排量为3L的国Ⅴ皮卡柴油机的增压器选型进行了台架试验。试验所选的两种增压器型号分别为GT17 A/R0.3和GT15 A/R 0.3,选型试验结果表明:柴油机与两种增压器匹配后的外特性性能相当,但选择三个特征点进行NEDC工况试验中,发现GT17 A/R0.3增压器的排放特性和油耗特性均优于GT15 A/R0.3,从而选择GT17 A/R 0.3的增压器进行排放试验确认,NEDC工况试验结果表明GT17 A/R 0.3循环油耗更低,且能够满足NEDC排放要求。

两段催化增加国Ⅴ标准汽油产率的技术研究

开发了以FCC汽油和C4馏分的混合物为原料的烷基化-加氢脱硫/芳构化两段催化生产国Ⅴ汽油的超深度加氢脱硫新技术以及与之配套的专用催化剂,烷基化段所用催化剂为纳米Hβ-Al2O3,加氢脱硫/芳构化段所用催化剂为Co-Mo/ZMS-5-MCM-41双功能催化剂。两段催化工艺所用催化剂的装填量均为5 mL,在连续微固定床反应器中,进行两段催化工艺性能评价。实验结果表明,烷基化段工艺条件为:反应温度90℃,系统压力1.5 MPa,氢油比10,液时空速2 h-1;加氢脱硫/芳构化段工艺条件为:反应温度410℃,系统压力1.5 MPa,氢油比300,液时空速2 h-1。改质汽油的硫质量分数小于5μg/g,其辛烷值损失小于1.0,C+5质量收率大于102.0%。

直馏柴油加氢生产国Ⅴ柴油工艺研究

以哈萨克斯坦进口原油(哈油)与北疆原油的混合原油(质量比为9∶1)生产的直馏柴油为原料,在柴油精制催化剂和反应压力为6.5 MPa条件下,通过调节进料体积空速、反应温度以及氢油比,开展直馏柴油加氢生产国Ⅴ柴油的工艺条件评价试验研究。试验结果表明直馏柴油在反应压力恒定和所选择的柴油精制催化剂作用下,生产国Ⅴ柴油产品的硫质量分数控制在10μg/g以内时,影响国Ⅴ柴油产品硫含量的主要因素是进料体积空速和反应温度。通过实验确定了在反应压力为6.5 MPa和氢油比为200的条件下,进料体积空速在1.2~2.0 h^(-1)与反应温度在355~370℃的工艺条件下的对应关系,在硫质量分数10μg/g基线的右下半部分区域的工艺条件范围内均能生产出硫质量分数小于10μg/g的国Ⅴ柴油产品。

柴油国Ⅴ质量升级问题的探讨

随着环保问题的日益突出,车用柴油排放标准的要求日益严格。目前,中国柴油多执行硫质量分数低于350μg/g的国Ⅲ标准,只有少部分地区执行硫质量分数低于50μg/g的国Ⅳ标准。炼油厂面临着柴油硫质量分数低于10μg/g的国Ⅴ质量升级问题。从柴油质量升级的趋势和紧迫性出发,对可能面临的问题进行了探讨。指出柴油加氢装置国Ⅴ质量升级改造方案主要包括:更换高活性柴油深度加氢脱硫催化剂;催化剂床层装填均匀;调整全厂总加工流程使改造装置加工性质较好的直馏柴油;增加反应器催化剂装填量;提高反应器操作温度;更换高效反应器内件;增设循环氢脱硫系统等,同时指出装置质量升级改造可能遇到的瓶颈,并指出研究方向。

采用FH-40C/FHUDS-6组合加氢精制催化剂生产国Ⅴ柴油

介绍了FH-40C/FHUDS-6组合催化剂在中海炼化惠州炼化分公司2.0 Mt/a焦化汽、柴油加氢精制装置上的工业应用情况。该装置原采用HPS-02A/B脱硅剂及FH-40C加氢精制催化剂,设计生产硫质量分数小于50μg/g的国Ⅳ车用柴油,装置换剂过渡期间采用FH-40C/FHUDS-6组合催化剂工艺生产国Ⅴ柴油。在氢分压为7.6MPa、加氢保护反应器R101及加氢精制反应器R102的反应床层平均温度分别为333℃和365℃、R101及R102体积空速分别为1.7 h-1和1.9 h-1的条件下,对装置进行满负荷标定。结果表明:1装置标定能耗为576.94 MJ/t,低于换剂前的691.24 MJ/t,能耗下降幅度较大;2装置氢耗为1.64%,化学氢耗为0.99%,氢耗较低;3柴油硫质量分数为5.2μg/g,脱硫率达到99.8%,十六烷值为54.8。表明FH-40C/FHUDS-6组合催化剂具有良好的加氢脱硫活性和稳定性,产品质量满足国Ⅴ柴油标准要求。

国Ⅴ车用柴油生产新技术

文章分析了当前柴油质量升级的趋势及技术需求,介绍了直馏柴油FITS加氢新技术生产国Ⅴ柴油的试验情况,试验结果表明,中石化长岭分公司和西安石化直馏柴油通过FITS加氢后,硫含量可降至10 mg/kg以下,十六烷值提高2-4个单位,满足国Ⅴ标准要求,并对该技术工业应用前景进行了分析,表明该技术与现有技术相比投资及加工能耗均有降低,优势明显。

不同路线国Ⅴ柴油机排放研究

随着人类对环境保护的不断重视,作为大中型货运车辆主要发动机的柴油机,人们对其车辆尾气排放的研究也不断增加。为了更好地研究柴油机在不同路线下的排放情况,本文在相同的测试条件下,对采用不同路线的国V柴油机进行欧洲稳态测试循环(ESC)和欧洲瞬态测试循环(ETC)试验,并对两种路线下的柴油机尾气进行了监测分析,着重对尾气中对人体危害较大的可溶性有机物(SOF)和多环芳烃(PAHs)进行了采样分析处理,对试验结果分析可知,选择氧化催化器(DOC)+颗粒过滤器(DPF)路线的柴油机尾气中含有的SOF和PAHs明显低于用选择性催化还原(SCR)路线的柴油机尾气中的含量。两种循环试验中都得到了相应的结果。

CJ-4润滑油在R系列国Ⅴ柴油机上应用研究

针对带EGR和DPF装置的R系列国V柴油机的特点,上柴公司与中石化润滑油技术中心合作开发了适用于该机型的CJ-4 5W40专用机油,通过对行车试验润滑油品质的跟踪,确定了CJ-4 5W40机油在上柴R系列国V柴油机上的换油里程。