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摘要：近年来，随着汽油产品质量升级工作的深入推进，催化汽油加氢脱硫装置在炼油厂中的地位和作用越来越重要，能耗占比也逐渐增大。由于汽油加氢装置工艺技术较多，特点不一，特别是近年来出现了一些新工艺技术并在炼化企业中得到了应用，给炼化企业理性选择催化汽油加氢脱硫技术带来了一定困难。文章通过对国内外催化汽油加氢脱硫工艺对比分析发现，该装置采用改造后的工艺及设备，整体能效水平达到国内先进水平，能够起到节能减排的目的，生产符合标准的汽油。
关键词：催化汽油；加氢脱硫工艺；现状；节能
1导言
随着国民经济的迅速发展，汽车保有量逐年增加，汽车的尾气排放量迅速增多。汽油中的硫燃烧后排放的硫化物是造成酸雨的重要原因。降低汽油中的硫含量会减少尾气中的硫化物等，能有效减少空气污染。我国由于加氢能力有限，汽油脱硫是石化企业的一大难题。
2国内研究进展
目前，国内应用的汽油加氢脱硫工艺技术主要有2种：从国外引进的工艺技术，包括PRIMEG+、CDTECH和S-ZORB等；国内自主开发的汽油加氢脱硫工艺技术，包括中石化石油化工科学研究院（简称RIPP）开发的催化汽油选择性加氢脱硫技术RSDS、中石化抚顺石油化工研究院（简称FRIPP）开发的OCT-M等技术、中石油石油化工研究院开发的DSO技术、中国石油大学（北京）与中石化石油化工研究院和兰州化工研究中心联合开发的GARDES技术等。目前，在中石化应用较多的技术包括RSDS、OCT-M和S-ZORB：在中石油应用较多的技术包括PRIMEG+、DSO和GARDES。
RIPP开发的RSDS工艺技术于2001年通过中国石化股份公司的中试技术鉴定，目前已在中石化多套装置上成功应用。RSDS技术是针对催化汽油有机硫富集在高沸点部分，而烯烃集中在轻馏分中的特点开发的技术，工艺流程可分为3部分：催化汽油先进入分馏部分，经分馏塔切割为轻汽油（LCN）与重汽油（HCN）；LCN送至碱洗罐，HCN送至选择性加氢脱硫单元；加氢后的HCN含有一定的硫醇性硫，与碱洗罐后的LCN混合，直接进入固定床氧化塔将硫醇转化为二硫化物。该工艺特点是：采用高选择性加氢脱硫催化剂，在缓和的操作条件下达到较高的脱硫深度，同时具有较低的辛烷值损失（研究法辛烷值损失小于2.0个单位），化学氢耗低（小于0.25%）。
FRIPP开发的OCT-M工艺技术自2003年在中石化广州分公司实现首次工业应用后，目前已在中石化多套装置上应用。该工艺技术流程首先是选择适宜的切割点温度，将催化汽油切割为轻汽油LCN（小于C7馏分）和重汽油HCN（大于C7馏分），而后采用专门开发的高选择性加氢脱硫催化剂，在较缓和的工艺条件下，对高硫含量的HCN进行加氢处理，加氢处理后的产物再与切割出的LCN混合，混合油送到无碱脱臭装置，进行进一步脱硫醇处理，得到低硫、低烯烃和低硫醇含量的清洁汽油产品。OCT-M技术具有工艺简单、装置运行平稳的特点，采用FGH220/FGH211组合加氢脱硫催化剂和配套的加氢工艺，催化汽油的总脱硫率为85%～90%，烯烃饱和率为15%～25%，研究法辛烷值损失小于2.0个单位。
中石油石化研究院开发的催化汽油选择性加氢DSO工艺技术，于2006年8月通过了中石油股份公司组织的专家验收。2008年，该技术在玉门石化汽油加氢工业化试验装置中成功应用，目前已在中石油多套装置上应用。DSO技术主要包括以下几部分：在选择性加氢反应器中将二烯烃转化为单烯烃，将轻的硫醇转化为重的硫醇，在分馏塔内将催化汽油切割成轻、重2个馏分；重汽油进入加氢脱硫单元，在脱除有机硫的同时尽可能减少烯烃饱和；加氢后的重汽油与从分馏塔顶抽出的轻汽油馏分混合，作为产品送至界区。该技术的特点是：工艺流程简单，工艺条件缓和；氢耗低，化学耗氢0.1%～0.3%。
3加氢脱硫技术现状
3.IOCTGAIN技术
OCTGAIN技术的基本原理与ISAL相似，不同之处在于其技术核心中采用了可再生的非贵金属催化剂，即酸性沸石催化剂。目前，这一工艺已经进入第三代，同时在脱硫率和烯烃饱和率方面具备较大优势。其采用的催化剂通常是T—200催化剂，灵活性较强，通常用于生产精制汽油，不仅硫醇含量非常低，而且可以基本保证苯含量和蒸汽压不变。但是，目前世界范围内运行的装置较少。
3.2 RIDSO技术
RDISO技术是由中国石化石油化工科学研究院开发的一种加氢脱硫一辛烷值恢复技术。该技术适用于各种FCC汽油原料。具体工艺中可以分为两部分，分别是轻馏分和重馏分。其中，前者采用传统的碱精制，可以有效地避免馏分过程中的烯烃加氢饱和造成辛烷值的损失。重馏分则是通过采用精制的加氢催化剂来对原料进行深度加氢脱硫，并经过烯烃饱和反应之后，促使辛烷值低的烷烃进行异构化反应，减少辛烷值的损失。
4节能重点方向
4.1节约燃料气
通过提高加热炉、重沸炉等炉子效率，实现燃料气的降低。例如，通过调整三门一板操作，更换高效燃烧喷嘴，控制烟气中的氧含量和排烟温度，增设空气预热器，加强炉体保温等措施，将加热炉效率提高至92%左右，可有效降低燃料气的消耗。通过优化换热网络，提高物料进加热炉的入口温度，从而降低加热炉热负荷，进而实现燃料气的下降。通过优化操作参数，降低加热炉热负荷，实现燃料气的下降。比如，在保证产品质量合格的条件下，可降低分馏塔的操作压力，从而降低塔底温度和塔底重沸炉热负荷。
4.2主要用能工序节能措施
对于催化汽油加氢脱硫装置节能，从工艺流程的优化、高效换热设备的应用、新型內构件的设计技术应用等各方面综合考虑，降低装置的能耗。具体可实施的节能措施：提高加热炉效率，合理控制加热炉过剩空气系数，控制排烟温度。优化换热流程，合理利用装置余热，根据油品温度高低，选择优化换热流程，尽量利用可用的低温热源。采用加热炉设余热回收系统，合理控制加热炉过剩空气系数，控制排烟温度，提高加热炉设计热效率。选用高效机泵，从耗能和产出比着手，尽量选用能耗低、用电省、效率高的机泵等设备。过滤消除杂质，采用过滤设施，防止机械杂质进入换热器而降低换热效果，防止杂质颗粒进入反应器造成结焦影响装置长周期运行。低温取热，结合炼油厂的实际情况，考虑低温取热等设施，以最大限度的降低装置能耗。
4.3节约电能
对于原料泵等耗电量较大的机泵，考虑增加变频或永磁调速等技术，实现对泵转速的灵活调节，避免泵经常出现负荷不足，从而实现节电。对于往复式压缩机而言，考虑增上余隙调节或无级气量调节系统，根据用户实际用气量，实现压缩机出气的灵活调节；对于离心式压缩机而言，应尽量关小反飞动阀的开度，减少反飞动量，将反飞动量控制在3%以下，甚至可减少至0，从而避免压缩气体的无谓循环，减少电力消耗。优化换热网络，降低物料进空冷前的温度，降低空冷的负荷，从而实现节电。譬如，通过对物料的优化取热，在空冷器不结盐的情况下，考虑将物料进空冷前的温度降至80℃左右。
结束语
综上所述，为了有效降低汽油中的硫含量，减少对环境的污染，以满足国Ⅴ排放标准。有必要对催化汽油加氢脱硫装置进行节能分析和工艺改造，在提高汽油产量的同时，降低降低FCC汽油的硫含量。通过汽油质量升级，占领汽油高端市场，创造更好的社会及经济效益。采用不同工艺技术的装置能耗差别较大，从能耗构成来看，装置能耗主要由燃料气、电、蒸汽、循环水和除盐水等组成。其中，燃料气占比较大，其次是电和蒸汽的消耗。通过节能改造，能够生产国Ⅴ标准汽油，同时达到节能减排的目的。
关键词：催化汽油；加氢脱硫工艺；现状；节能
1导言
随着国民经济的迅速发展，汽车保有量逐年增加，汽车的尾气排放量迅速增多。汽油中的硫燃烧后排放的硫化物是造成酸雨的重要原因。降低汽油中的硫含量会减少尾气中的硫化物等，能有效减少空气污染。我国由于加氢能力有限，汽油脱硫是石化企业的一大难题。
2国内研究进展
目前，国内应用的汽油加氢脱硫工艺技术主要有2种：从国外引进的工艺技术，包括PRIMEG+、CDTECH和S-ZORB等；国内自主开发的汽油加氢脱硫工艺技术，包括中石化石油化工科学研究院（简称RIPP）开发的催化汽油选择性加氢脱硫技术RSDS、中石化抚顺石油化工研究院（简称FRIPP）开发的OCT-M等技术、中石油石油化工研究院开发的DSO技术、中国石油大学（北京）与中石化石油化工研究院和兰州化工研究中心联合开发的GARDES技术等。目前，在中石化应用较多的技术包括RSDS、OCT-M和S-ZORB：在中石油应用较多的技术包括PRIMEG+、DSO和GARDES。
RIPP开发的RSDS工艺技术于2001年通过中国石化股份公司的中试技术鉴定，目前已在中石化多套装置上成功应用。RSDS技术是针对催化汽油有机硫富集在高沸点部分，而烯烃集中在轻馏分中的特点开发的技术，工艺流程可分为3部分：催化汽油先进入分馏部分，经分馏塔切割为轻汽油（LCN）与重汽油（HCN）；LCN送至碱洗罐，HCN送至选择性加氢脱硫单元；加氢后的HCN含有一定的硫醇性硫，与碱洗罐后的LCN混合，直接进入固定床氧化塔将硫醇转化为二硫化物。该工艺特点是：采用高选择性加氢脱硫催化剂，在缓和的操作条件下达到较高的脱硫深度，同时具有较低的辛烷值损失（研究法辛烷值损失小于2.0个单位），化学氢耗低（小于0.25%）。
FRIPP开发的OCT-M工艺技术自2003年在中石化广州分公司实现首次工业应用后，目前已在中石化多套装置上应用。该工艺技术流程首先是选择适宜的切割点温度，将催化汽油切割为轻汽油LCN（小于C7馏分）和重汽油HCN（大于C7馏分），而后采用专门开发的高选择性加氢脱硫催化剂，在较缓和的工艺条件下，对高硫含量的HCN进行加氢处理，加氢处理后的产物再与切割出的LCN混合，混合油送到无碱脱臭装置，进行进一步脱硫醇处理，得到低硫、低烯烃和低硫醇含量的清洁汽油产品。OCT-M技术具有工艺简单、装置运行平稳的特点，采用FGH220/FGH211组合加氢脱硫催化剂和配套的加氢工艺，催化汽油的总脱硫率为85%～90%，烯烃饱和率为15%～25%，研究法辛烷值损失小于2.0个单位。
中石油石化研究院开发的催化汽油选择性加氢DSO工艺技术，于2006年8月通过了中石油股份公司组织的专家验收。2008年，该技术在玉门石化汽油加氢工业化试验装置中成功应用，目前已在中石油多套装置上应用。DSO技术主要包括以下几部分：在选择性加氢反应器中将二烯烃转化为单烯烃，将轻的硫醇转化为重的硫醇，在分馏塔内将催化汽油切割成轻、重2个馏分；重汽油进入加氢脱硫单元，在脱除有机硫的同时尽可能减少烯烃饱和；加氢后的重汽油与从分馏塔顶抽出的轻汽油馏分混合，作为产品送至界区。该技术的特点是：工艺流程简单，工艺条件缓和；氢耗低，化学耗氢0.1%～0.3%。
3加氢脱硫技术现状
3.IOCTGAIN技术
OCTGAIN技术的基本原理与ISAL相似，不同之处在于其技术核心中采用了可再生的非贵金属催化剂，即酸性沸石催化剂。目前，这一工艺已经进入第三代，同时在脱硫率和烯烃饱和率方面具备较大优势。其采用的催化剂通常是T—200催化剂，灵活性较强，通常用于生产精制汽油，不仅硫醇含量非常低，而且可以基本保证苯含量和蒸汽压不变。但是，目前世界范围内运行的装置较少。
3.2 RIDSO技术
RDISO技术是由中国石化石油化工科学研究院开发的一种加氢脱硫一辛烷值恢复技术。该技术适用于各种FCC汽油原料。具体工艺中可以分为两部分，分别是轻馏分和重馏分。其中，前者采用传统的碱精制，可以有效地避免馏分过程中的烯烃加氢饱和造成辛烷值的损失。重馏分则是通过采用精制的加氢催化剂来对原料进行深度加氢脱硫，并经过烯烃饱和反应之后，促使辛烷值低的烷烃进行异构化反应，减少辛烷值的损失。
4节能重点方向
4.1节约燃料气
通过提高加热炉、重沸炉等炉子效率，实现燃料气的降低。例如，通过调整三门一板操作，更换高效燃烧喷嘴，控制烟气中的氧含量和排烟温度，增设空气预热器，加强炉体保温等措施，将加热炉效率提高至92%左右，可有效降低燃料气的消耗。通过优化换热网络，提高物料进加热炉的入口温度，从而降低加热炉热负荷，进而实现燃料气的下降。通过优化操作参数，降低加热炉热负荷，实现燃料气的下降。比如，在保证产品质量合格的条件下，可降低分馏塔的操作压力，从而降低塔底温度和塔底重沸炉热负荷。
4.2主要用能工序节能措施
对于催化汽油加氢脱硫装置节能，从工艺流程的优化、高效换热设备的应用、新型內构件的设计技术应用等各方面综合考虑，降低装置的能耗。具体可实施的节能措施：提高加热炉效率，合理控制加热炉过剩空气系数，控制排烟温度。优化换热流程，合理利用装置余热，根据油品温度高低，选择优化换热流程，尽量利用可用的低温热源。采用加热炉设余热回收系统，合理控制加热炉过剩空气系数，控制排烟温度，提高加热炉设计热效率。选用高效机泵，从耗能和产出比着手，尽量选用能耗低、用电省、效率高的机泵等设备。过滤消除杂质，采用过滤设施，防止机械杂质进入换热器而降低换热效果，防止杂质颗粒进入反应器造成结焦影响装置长周期运行。低温取热，结合炼油厂的实际情况，考虑低温取热等设施，以最大限度的降低装置能耗。
4.3节约电能
对于原料泵等耗电量较大的机泵，考虑增加变频或永磁调速等技术，实现对泵转速的灵活调节，避免泵经常出现负荷不足，从而实现节电。对于往复式压缩机而言，考虑增上余隙调节或无级气量调节系统，根据用户实际用气量，实现压缩机出气的灵活调节；对于离心式压缩机而言，应尽量关小反飞动阀的开度，减少反飞动量，将反飞动量控制在3%以下，甚至可减少至0，从而避免压缩气体的无谓循环，减少电力消耗。优化换热网络，降低物料进空冷前的温度，降低空冷的负荷，从而实现节电。譬如，通过对物料的优化取热，在空冷器不结盐的情况下，考虑将物料进空冷前的温度降至80℃左右。
结束语
综上所述，为了有效降低汽油中的硫含量，减少对环境的污染，以满足国Ⅴ排放标准。有必要对催化汽油加氢脱硫装置进行节能分析和工艺改造，在提高汽油产量的同时，降低降低FCC汽油的硫含量。通过汽油质量升级，占领汽油高端市场，创造更好的社会及经济效益。采用不同工艺技术的装置能耗差别较大，从能耗构成来看，装置能耗主要由燃料气、电、蒸汽、循环水和除盐水等组成。其中，燃料气占比较大，其次是电和蒸汽的消耗。通过节能改造，能够生产国Ⅴ标准汽油，同时达到节能减排的目的。