在全球環保要求日益嚴苛的大背景下，複合柴油行業面臨著前所未有的挑戰與機遇。2025年，各國對柴油質量標準持續升級，對硫含量和多環芳烴含量的限制愈發嚴格，這推動著複合柴油生產技術不斷向清潔化、高效化方向邁進。在此形勢下，超深度脫硫脫芳雙區複合柴油加氫技術成為行業關注焦點，其研發與應用對滿足市場需求、推動行業發展意義重大。

  一、複合柴油加氫精制的關鍵影響因素及反應規律剖析

  《2025-2030年中國複合柴油行業市場深度研究與戰略諮詢分析報告》指出，為獲取優質的低硫、低多環芳烴精製複合柴油產品，深入探究加氫精制過程中的影響因素與反應規律至關重要。通過將來自不同煉油企業的催化裂化柴油與直餾柴油，按質量比 1∶4 配置成混合柴油 A、B、C，分析其組成和性質，為後續研究奠定基礎。

  (一)複合柴油超深度脫硫的核心影響因素

  以混合柴油A 為原料，在特定反應條件下，研究不同反應溫度下加氫柴油的硫含量和硫分布。數據顯示，隨著脫硫深度增加，柴油中剩餘硫化物主要為二苯並噻吩(DBT)類化合物，占比超 90%。這類硫化物因取代基空間位阻效應，直接脫硫活性低，需先加氫飽和一個芳環再脫硫。同時，催化劑上 DBT 加氫活性位與氮化物脫除活性位相同，二者存在強烈競爭吸附。實驗表明，原料柴油氮含量降低，其相對脫硫活性顯著提高，氮含量減少一半時，相對脫硫活性提高約 150%。此外，通過計算不同反應溫度下加氫脫硫和加氫脫氮的反應速率常數發現，柴油加氫脫氮反應活化能比加氫脫硫反應更高，因此可通過提高反應溫度、縮短反應時間優先脫除氮化物。

  (二)複合柴油脫多環芳烴時的芳烴飽和規律

  複合柴油中多環芳烴加氫飽和是連續反應過程，以萘為例，其加氫飽和需消耗大量氫氣。面對未來可能更嚴格的多環芳烴含量要求，在深度脫除多環芳烴的同時降低氫耗和碳排放成為難題。研究發現，提高反應溫度雖利於脫氮，卻不利於芳烴飽和反應。以混合柴油 A 為原料實驗，隨著加氫反應溫度升高，加氫柴油中多環芳烴含量先降低後升高，350℃時最低;單環芳烴含量先升高後降低，370℃時最低。在典型柴油加氫反應溫度區間(330 - 370℃)內，為保證低多環芳烴含量，會導致單環芳烴過度飽和，增加氫耗。

  二、RTS-Apro 技術：複合柴油超深度脫硫脫芳的創新突破

  基於對複合柴油加氫反應規律的深入研究，相關機構開發出超深度脫硫脫芳烴雙區複合柴油加氫(RTS-Apro)技術。

  (一)RTS-Apro 技術路線的構思與確立

  改變傳統柴油加氫反應器溫度逐漸升高的模式，將反應空間分解為兩個溫度差異明顯的反應區。利用加氫脫氮反應表觀活化能高於加氫脫硫反應表觀活化能的特性，設置第一反應區為高溫區，實現氮化物優先脫除;第二反應區為低溫區，在消除氮化物影響後，實現剩餘硫化物的超深度脫硫。針對 RTS 工藝存在的氫耗問題，結合單環芳烴和多環芳烴飽和反應規律，進一步開發 RTS-Apro 工藝，通過調節高低溫反應區溫差，優化各反應過程。同時，依據固定床柴油加氫反應器軸向物料性質及反應環境變化規律，精準構建高溫區與低溫區，並匹配高穩定性催化劑。

  (二)RTS-Apro 技術兩反應區溫度的精準匹配優化

  以混合柴油 B 為原料，在特定條件下，固定裝置不同運行階段的加權平均反應溫度，考察不同反應區溫差下的柴油加氫效果。模擬工業裝置運行初期，當加權平均反應溫度為 360℃時，反應區溫差在 20 - 40℃範圍內，加氫產品硫含量相近且多環芳烴含量較低，其中溫差為 20℃時，多環芳烴質量分數最低，僅為 2.2% - 2.3%。裝置運行中期和後期，提高加權平均反應溫度後，同樣發現合理溫差(40℃左右)能提高多環芳烴飽和能力，降低單環芳烴飽和率，提高氫氣有效利用率。

  (三)氫油比對 RTS-Apro 技術的重要影響

  以混合柴油 C 為原料，研究不同氫油比和反應溫度下的加氫效果。結果表明，氫油體積比為 300 時，加氫產品不滿足清潔柴油標準;提高氫油體積比至 900，精製柴油硫質量分數由 22.4μg/g 降至 6.2μg/g，多環芳烴質量分數由 3.8% 降至 2.3%，符合標準。氫油比影響反應器內有效氫分壓、原料油霧化效果及硫化物分布，增大氫油比可使難脫除硫化物和多環芳烴富集在液相中，提高脫硫和芳烴飽和反應速率，降低反應溫度，延長裝置運轉周期，提高氫氣利用率。因此，RTS-Apro 工藝選擇氫油體積比為 300 - 900。

  三、RTS-Apro 技術在複合柴油生產中的工業應用實踐

  中國石化某煉油企業的柴油加氫裝置採用 RTS-Apro 技術生產滿足國 Ⅵ 標準的車用複合柴油。

  (一)複合柴油原料油的構成與性質

  2021年12月至2024年1月，裝置加工直餾柴油、焦化柴油和催化裂化柴油餾分的混合原料，其中直餾柴油質量比例約為 65%。整個運轉周期內，混合原料硫質量分數在 4000 - 8000μg/g 範圍內，平均值約為 6300μg/g;氮質量分數在 200 - 400μg/g 範圍內，平均值約為 320μg/g。

  (二)複合柴油生產裝置的運行狀況

  裝置運行期間，兩個反應區總加權平均床層溫度變化情況顯示，開工後年中溫差控制在 20℃左右，一反催化劑總加權平均反應溫度損失為 0.44℃/ 月，二反為 0.55℃/ 月，催化劑總加權平均反應溫度損失為 0.5℃/ 月。這表明該工藝可實現長期穩定生產，加氫反應溫度升高趨勢緩和，有利於催化劑長周期運轉。

  (三)精製複合柴油的產品性質

  整個運轉周期內，精製複合柴油產品硫質量分數在 2 - 8μg/g 之間波動，平均值約為 5μg/g，滿足國 Ⅵ 柴油質量標準;多環芳烴質量分數為 1.1% - 2.5%，同樣符合標準要求。

  綜上所述，超深度脫硫脫芳雙區複合柴油加氫(RTS-Apro)技術通過對複合柴油加氫反應規律的深入研究與創新應用，有效解決了複合柴油生產中深度脫氮、脫硫及多環芳烴加氫的難題。模擬工業試驗和實際工業應用結果均表明，該技術能在不同階段合理調控反應條件，增強多環芳烴飽和能力，減少單環芳烴飽和，實現深度脫硫和適度的多環芳烴飽和，且催化劑失活速率低，有利於長周期穩定運轉。RTS-Apro 技術的成功開發與應用，為煉油企業應對未來複合柴油質量升級和降低碳排放挑戰提供了有力的技術支撐，對推動複合柴油行業的可持續發展具有重要意義 。