试论如何提升重油催化裂化装置汽油
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摘 要 催化裂化汽油是车用汽油的重要组成部分，为了降低对环境的污染，需要按照环境保护的要求降低汽油尾气中的有害物体，本文将重点分析如何提升重油催化裂化装置汽油的辛烷值，确定最佳的汽油辛烷值成分，并研究汽油烯烃催化转成高辛烷值的可行路径。
关键词 重油催化裂化装置；汽油；辛烷值；提升
对石油进行二次加工，掺炼渣油是催化裂化装置的主要任务，催化裂化汽油作为车用汽油的主要来源，在我国总体的车用汽油中占据比例甚高。汽车尾气排出的有害物质严重危害着我们的生态环境，且随着汽车销售量的不断增长，更是给环境治理带来了一定的压力。因此，要想有效进行环境治理，需要从车用汽油着手，提升重油催化裂化装置汽油的辛烷值，以尽量达到适应环境的要求。
1 重油催化裂化装置
催化裂化装置主要的原料是渣油，在实际的催化裂化中，可以掺炼一部分的回炼油，将渣油与回炼油混合使用。采用同轴式提升管反应器进行催化裂化装置单双分子反应处理，对其进行优化。除了使用同轴式提升反应器之外，还可以附加外取热单段再生工艺，让单双分子反应能够得到更合适的处理。这种方式能够缓和烯烃内部出现的水热失活反应，不仅能够提升催化剂，还能够保持催化剂的活性功能。此外，柴油提塔、分馏塔构成的分馏部分，主要工作在不同的沸点，将进入到分馏塔内部的反应物体划分成不同类型的油气物体，比如富气、柴油、回炼油等，分馏构建中的吸收稳定部分有吸收塔、稳定塔以及二次吸收塔，分馏塔内部的富气物体会与粗汽油发生反应，这里的富气物体是经过压缩的，会与粗汽油共同进入吸收稳定部分，并且在吸收稳定部分中发生分离，从而形成稳定的汽油物体[1]。
2 提升重油催化裂化装置汽油辛烷值的方法
2.1 实验方法
选择原料和催化剂，原料的性质有质量组成、RE2O3、Al2O3、Na2O、比表面积、孔体积以及微反活性，催化剂中有ZSM-5以及β作为实验制备样品，纯烃和馏分油转化在催化裂化装置中进行实验。
2.2 实验分析
有相关文献资料表示，C2～C6烷烃碳链越长，则分子量越低；如果支化度的链烷烃越高，则辛烷值越高。链烷烃的变化过程与辛烷值相互联系，因为链烷烃的变化会影响到辛烷值的增高和降低，更是构成辛烷值的关键。在烯烃分子中的因双键在碳链中的位置较为特殊，当双键在中心位置时，则辛烷值增加；当支化度增加时，辛烷值也会增加，说明双键的位置与辛烷值的增长有着较大的联系。如果环烷环上的侧链长，则辛烷值就会逐渐降低；多取代基的六元环烷烃中，增加取代基时，辛烷值会增加，但是此种方式并不是提升辛烷值最佳的方式。芳烃辛烷值规律不够严格，但是需要遵循一定的原则性，一元取代芳烃中，如果取代基的碳链较长，则辛烷值降低；二元的RON较高；三元对称性高则说明辛烷值高。对于芳烃而言，高对称性的多元取代芳烃是提升高辛烷值的最佳效果[2]。
2.3 结果讨论
（1）反应深度对汽油烃类的影响。当重油催化裂化装置汽油发生反应，会由于工艺的不同造成汽油馏成分的烃类结构分布也不同，转化率的增加会使得异构烷烃、芳烃、烯烃的含量发生变化，按照车用汽油的技术标准，烯烃的体积不能超过28%。汽油的RON会随着蜡油转化率而发生变化，呈现逐渐升高的趋势。当蜡油转化率较低时，汽油的产率则会提升。较高的RON会使汽油的产率降低，不利于炼厂的经济效益发展，要想有效提高汽油的辛烷值，需要合理处理辛烷值与汽油产率的平衡关系。虽然多支链异構烷烃能够得到较为理想的汽油辛烷值，但是异构烯烃中存在较高的RON，单体烃的含量会受到一定的影响。当反应深度较低时，分子的比例会增加，辛烷值会降低；当反应深度较高时，则辛烷值会逐渐上升。高辛烷值能够提高汽油中的异构烷烃以及芳烃的分子含量，控制汽油中的烯烃含量，提高辛烷值[3]。
（2）烯烃汽油催化转化反应。当小分子烯烃发生反应后，会发生二次反应，生成大分子烯烃，以FCC作为本次实验的原材料，并在β分子的帮助下生成辛烷值，因为β分子有催化剂的作用，会随着温度的上升发生反应。温度升高，异构烷烃的产率会先逐渐上升，然后再逐渐下降；当温度超过300℃时，则异构烷烃的产率为18%；产率增加，则温度也会上升。当异构烷烃和芳烃的产率同时上升后，FCC轻汽油催化反应的温度将会达到450℃，产率为35%。与FCC轻汽油原料相比，烯烃的质量分数会逐渐下降，而芳烃的质量分数会逐渐增加。芳烃中含有甲苯，分析辛烷值，当FCC轻汽油原材料中的RON为80时，温度为450℃。因此，FCC轻汽油催化反应能够生成高辛烷值。当转化率较低时，FCC汽油中的烯烃较多，大分子烯烃经过催化会形成芳烃，继而以转移的方式提升辛烷值，以正辛烯作为实验原料，对不同碳数烯烃的催化反应进行考察，是否具备生成高辛烷值的条件。不同的反应温度，正辛烯反应产物有C4～C10烃类组成，当温度低于300℃，芳烃为5.12%；异构烷烃为16.25%。当反应温度逐渐增加时，异构烷烃和芳烃的质量分数为22.1%，有利于促进异构烷烃和芳烃的合成。当反应温度较低时，碳链越长则越有助于高辛烷值的生成[4]。
3 结束语
通过上述实验结果表明，在催化裂化的作用下，烯烃催化转化生成的高辛烷值具有一定的可行性，较长的分子链和停留时间有利于更好的发生反应。转化率低的烯烃适宜生成高辛烷值，保证汽油产率。多支链异构烷烃、高对称的芳烃都是提升汽油辛烷值的最佳组分。当重油催化裂化反应深度越高，则辛烷值越高，而烯烃和芳烃则是提升辛烷值的最佳成分；重油催化裂化的深度降低后，辛烷值也会随之降低。
参考文献
[1] 覃明振. FCC复合催化剂在重油催化裂化装置的工业应用[J]. 化工管理，2018，（10）：197.
[2] 隋倩倩. 提高重油催化裂化装置汽油辛烷值的措施[J]. 化工设计通讯，2017，43（1）：74-74.
[3] 黄富，徐凯勃. 重油催化裂化装置回炼柴油生产高辛烷值汽油的工业应用[J]. 石化技术与应用，2017，35（1）：59-61.
[4] 倪前银，黄波林. LTAG技术在重油催化裂化装置的工业应用[J]. 石油炼制与化工，2017，（11）：46-49.
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