加快油品质量升级步伐——中国石油清洁汽油生产技术开发纪实

　　近日，由中国石油石油化工研究院兰州化工研究中心、中国石油大学(北京)和福州大学共同合作完成的“催化裂化汽油超深度加氢脱硫—烯烃分段调控转化成套技术”获得了2020年度国家科学技术进步二等奖。该技术攻克了我国生产国Ⅴ/国Ⅵ标准清洁汽油的重大难题，为我国乃至世界炼油工业提供了一种国际先进的清洁油品生产技术。

　　“为控制汽车尾气污染物排放，我国加快了油品质量升级步伐，将车用汽油硫含量从国Ⅳ标准的50毫克/千克降至10毫克/千克，将导致光化学烟雾形成的烯烃含量从不超过28v%降至国Ⅴ不超过24v%、国Ⅵ(A)不超过18v%和国Ⅵ(B)不超过15v%，这使以硫和烯烃含量高的催化裂化(FCC)汽油为车用汽油主要调和组分的我国炼油工业面临严峻挑战。由于高硫、高烯烃含量的FCC汽油约占我国车用汽油池的60%，其清洁化是我国汽油质量升级的核心任务。”兰州化工研究中心科研人员向永生如是说。

　　选择性加氢脱硫技术是世界上占主导地位的FCC汽油清洁化技术。该技术虽然可以通过提高加氢苛刻度使烯烃加氢饱和为烷烃以降低烯烃含量，但将严重导致汽油辛烷值损失，这正是选择性加氢脱硫技术用于生产国Ⅴ/国Ⅵ标准汽油所面临的巨大挑战。

　　针对这一世界性难题，科研人员基于分子炼油的思想，对FCC汽油中烯烃和含硫化合物结构、反应活性随反应进程演变规律的揭示，破解了烯烃含量降低和辛烷值保持这一制约FCC汽油清洁化的密码。

　　他们创造性地提出了分段调控烯烃分子转化的理念，独创了烯烃双键异构、噻吩烷基化、硫醇醚化三功能预加氢催化剂和预加氢技术，实现了硫醇和部分噻吩从轻汽油向重汽油的转移;发明了耦合烯烃单支链异构功能的高选择性加氢脱硫催化剂，实现了重汽油的高选择性加氢脱硫；发明了非贵金属烯烃双支链异构催化剂，使其不受微孔的限制，成为进一步生成双支链异构烷烃的必要条件；发明了具有充分暴露孔口且较强酸性的氧化铝/等级孔分子筛复合载体，研制出非贵金属烯烃双支链异构催化剂，在使重汽油烯烃含量降低12.08v%时，双/单支链异构烷烃质量比增加7倍，破解了烯烃含量降低和辛烷值保持的难题。

　　该技术解决了降低FCC汽油的烯烃含量并保持其辛烷值这一制约FCC汽油清洁化的瓶颈问题，在生产硫含量小于10毫克/千克的超清洁汽油调和组分时，可在大幅降低烯烃含量的同时保持汽油的辛烷值，因而成为我国FCC汽油清洁化的主流技术之一。

　　目前，该技术已相继应用于采用国外引进技术和国内同类技术建设的FCC汽油加氢脱硫装置的升级改造。青海油田格尔木炼油厂采用该成套技术改造了其采用引进技术建设的FCC汽油加氢脱硫装置，使装置实现了从生产国Ⅳ标准清洁汽油调和组分到生产国Ⅴ/国Ⅵ标准清洁汽油调和组分的升级。

　　2017年底，中国石油组织成立了以胡永康院士为主任，舒兴田、洪茂椿、付贤智、陈芬儿4位院士和国内知名专家组成的技术鉴定委员会，对该项目进行了鉴定。与会专家一致认为，该项技术成果总体达到国际先进水平。其中，兼具硫醇醚化和噻吩烷基化的预加氢技术居国际领先，FCC汽油烯烃双支链异构化保持辛烷值技术属国际首创。

　　兰州化工研究中心副主任常晓昕介绍说，该成套技术已在19套国Ⅴ/国Ⅵ清洁汽油生产装置上应用，包括4套采用国外和国内同类技术装置的升级改造，总规模为1370万吨/年；许可建设3套装置，总规模为390万吨/年。此外，该项目已经累计减少汽车尾气二氧化硫排放量约1600吨、碳氢化合物排放量约12万吨、氮氧化物排放量约6万吨，为我国全面实施大气污染防治行动计划和绿水青山建设提供了强大的技术支撑。

　　我国车用汽油池以FCC汽油为主要调和组分的现状使得我国炼油企业的汽油质量升级面临着巨大的压力。该成套技术的成功开发和大规模工业应用，突破了制约我国FCC汽油清洁化的技术瓶颈，使我国清洁汽油生产技术的研发从过去的跟跑，迅速发展到目前的并跑乃至领跑，为占我国汽油池约60%的高硫、高烯烃含量的FCC汽油的清洁化提供了技术支撑，对我国炼油工业的可持续发展和大气环境的改善具有十分重要的意义。