费托合成轻油加氢精制的研究

 艾  军*，李  丽，金环年

 （北京低碳清洁能源研究所，北京102209）

摘要：采用自制催化剂和商业催化剂对费托合成轻油进行了加氢精制的试验研究，研究结果表明，在反应温度210℃和240℃下，自制催化剂和商业催化剂的产品油馏程和原料油的一致，没有裂化反应发生；反应温度升高，脱氧率增大，酸度减小，溴指数降低；240℃下最大脱氧率为98.15%；在低温条件下，自制催化剂脱氧性能优于商业催化剂。

关键词：费托合成轻油；加氢精制；脱氧率

 中图分类号：TQ203.2  文章编号：0253 - 4320( 2016) 04 - 0144 - 02

 DOI:10. 16606/j. cnki. issn 0253 - 4320. 2016. 04. 035

 随着石油资源的日益匮乏和人们对环保要求的重视，大力开发煤炭液化技术已成为关注的焦点。煤炭间接液化不但可以充分利用丰富的煤炭资源，而且可生产大量清洁高品质的燃料油，缓解石油对外依存度的压力，维护战略安全。煤炭间接液化生产的低温费托合成油是一种“无硫、无氮和低芳烃”清洁燃料，但是它自身含有大量的含氧化合物和烯烃，酸性比较强，在后续加工中若不进行处理，不仅容易腐蚀设备，而且会影响终端产品的性质，因此需要对低温费托合成油进行加氢精制，加氢饱和，加氢脱氧，提高油品性质。

 费托合成油与原油性质有很大差异，许多成熟的石油加工技术可以被借鉴和应用，加氢精制是石油加工领域中非常成熟的技术，可以加氢脱硫、脱氧和脱氮，烯烃加氢饱和等。费托合成油中有大量的含氧化合物，加氢脱氧问题是非常重要的。

 针对低温费托合成油的特点，开发一种新的油品加工工艺及配套的专用精制催化剂，具有十分重要的意义。本文中采用自制的催化剂，原料为富含氧的费托轻油，模拟工业条件，考察催化剂的反应性能。

1  实验部分

1.1原料

原料为某厂生产的低温费托合成轻油，油品性质见表1。

 由表1可知，低温费托合成轻油主要含有正构烷烃、烯烃和正构醇，酸度值偏大，酸性强，加工时若不进行处理，容易腐蚀设备，影响后续加工；氧含量大，溴价高，烯烃含量高，安定性差；馏程偏轻，小于390℃。

1.2装置工艺流程

  在100 m L装置上考察催化剂的反应性能。装置的工艺流程如下：引进装置的氢气分成2路，一路和原料油混合，一起进入反应器，在催化剂作用下发生加氢反应，尾气通过湿式气表计量后放空；另一路到汽提塔作汽提气，气体经过湿式气表计量后放空。原料油通过进料泵升压，输送到反应器，反应生成的油在汽提塔中脱丁烷，然后流人产品收集瓶中。反应产生的尾气经过水洗罐洗涤后，流进湿式气表计量，流程图见图1。

1.3催化剂

 采用浸渍法制备催化剂。用MoO3、碱式碳酸镍和磷酸配置溶液，然后采用等体积浸渍的r -Al2 O3载体，经120℃干燥，500℃焙烧，制成Mo -Ni系列催化剂。另外一种催化剂是商业加氢精制催化剂，性质见表2。

1.4反应条件

 加氢精制试验在100 m L连续固定床装置上进行，投用1个反应器，氢气一次通过。试验所用氢气为高纯氢。试验条件见表3。

2研究结果

 在不同反应温度下自制催化剂的产品油性质见表4。

  从表4可以看出，自制催化剂在210℃脱氧率为67. 36%，240℃脱氧率为98.  15%，几乎脱出原料中所有的氧，表明反应温度越高，反应速率越快，脱氧率亦大。在费托轻质油中，氧来自于油中的酸性含氧化合物，主要含于正构醇，氧含量下降，酸度值也大幅下降。溴价反映了油品的不饱和性能，原料油中由于烯烃含量高，溴指数比较高，240℃烯烃加氢饱和后溴指数降为0. 02 g/100 m L，反映了原料油中的烯烃几乎完全饱和。210℃烯烃饱和率为98. 58%，脱正构醇率为48.  96%，而240℃烯烃饱和率则为98. 87%，脱正构醇率高达92. 09%，这表明210℃下烯烃几乎完全饱和，低温条件下能完成烯烃饱和，随着反应温度升高，脱正构醇率显著增加。表4说明，产品的馏程没有发生变化，与表1原料油相比，也没有变化，说明在整个反应中没有发生裂解反应。

 在不同反应温度下某商业催化剂的产品油性质见表5。

3结论

 (1)自制催化剂和商业催化剂在240℃下基本上脱除原料油中的氧，210℃下烯烃基本完全饱和。

  (2)反应温度越高，脱氧率越大，自制催化剂在240℃下最大脱氧率为98.  15%。

  (3)在整个加氢反应过程中，没有发生裂解反应。

 (4)自制催化剂在210℃下脱氧效果优于商业催化剂。