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苯是公认的高度致癌物质,汽油中苯会通过蒸发和不完全燃烧对大气造成污染。因此,世界各国对汽油中的苯含量都有严格限制。美国于2011年1月1日颁布的MSATⅡ规范要求车用汽油苯含量不超过0.62v%:我国在2010年1月1日后也全面实施苯含量不大于1.0v%的车用汽油质量指标Ⅲ(GB17930-2006)。因此,降低车用汽油中的苯含量已成为炼油企业一项刻不容缓的任务。
FDFCC工艺是由中国石化洛阳石化工程公司开发的一项多产丙烯、生产清洁燃料的先进工艺技术。其优点是丙烯产率高,干气产率低;汽油硫、烯烃含量低,辛烷值高;柴油品质好。但与其它多产丙烯技术一样,由于反应苛刻度高,改质汽油的苯含量较高。本论文详细考察了影响FDFCC工艺催化汽油苯含量的因素,在此基础上,提出了降低催化汽油苯含量的对策。
首先,系统考察了FDFCC工艺催化汽油改质过程中工艺条件对改质汽油苯含量影响。苯的生成涉及氢转移、环化和裂化等反应,这些反应过程与反应温度、剂油比和反应时间等操作条件密切相关,因此可通过优化操作条件在一定程度上控制苯的生成。论文采用提升管中试装置,应用工业平衡剂,针对不同的催化汽油原料,详细考察了反应温度、反应时间和剂油比等对FDFCC工艺改质汽油苯含量的影响。结果表明,相同的操作条件下,原料油的芳烃含量越高,改质汽油的苯含量也越高;为使改质汽油苯含量不超过1v%,可控制汽油改质温度在520℃以下,剂油比小于9.0,反应时间在2~4秒范围之内。
然后,对于高苛刻度操作条件下苯含量超标的汽油,可以通过设置单独的降苯反应器来降低改质汽油中的苯含量。在该反应器中,利用催化裂化干气中的乙烯与汽油中的苯进行烷基化反应,将炼厂干气中的乙烯转化为汽油组分并降低汽油中的苯含量。论文第二部分在小型固定流化床反应器上,应用研制的DB-6催化剂,针对苯含量为1v%~2v%的改质汽油,探索了采用苯烷基化技术降低汽油苯含量的方法,考察了催化裂化干气中的乙烯与汽油中的苯进行烷基化反应生成烷基苯的反应规律。得到较适宜的操作条件是:反应温度250℃,反应压力1.0MPa,汽油空速1.0h-1,烯苯摩尔比6~7。在该操作条件下,轻汽油苯含量可降低55%左右,全馏分汽油苯含量可降低45%左右,基本满足国Ⅲ汽油质量标准。