一种催化裂化汽油深度脱硫的方法与流程

文档序号:11107240
本发明是关于一种催化裂化汽油深度脱硫的方法,更具体地说,是关于一种减少二次硫醇的生成和辛烷值的损失、以生产硫含量小于10μg/g的清洁汽油的方法。
背景技术
:随着人们对汽车尾气排放有害物的日益重视,世界各国对车用燃油的质量提出了严格的要求。我国将于2017年1月实施硫含量小于10μg·g-1的国V车用汽油标准。为达到新的标准,国内各炼油厂面临着对清洁汽油生产工艺进行改造升级的任务。我国车用汽油主要是由催化裂化汽油组成,约占成品汽油的80%。但是,其硫含量却占成品汽油的90~95%。因此,催化裂化汽油硫化物的脱除就成了汽油清洁化的关键。目前,在催化裂化汽油脱硫技术中,选择性加氢脱硫技术在脱除硫化物的同时避免了烯烃的过度饱和,减少了辛烷值的损失,是国内外炼油厂使用较广的工艺技术。但是,在催化裂化汽油选择性加氢脱硫过程中加氢脱硫生成的H2S和原料中的烯烃重新结合生成硫醇,尤其是在处理硫含量高的原料时,生成的二次硫醇严重的影响了脱硫深度和产品质量。CN104479738A公开了一种催化裂化汽油深度脱硫组合工艺。催化裂化汽油进入硫醚化反应塔脱除硫醇和二烯烃;流出物进入精馏塔分馏出轻组分和重组分,轻组分与甲醇混合后进入醚化反应塔,重组分进入装填有选择性加氢脱硫催化剂和异构化催化剂的选择性加氢脱硫塔;加氢脱硫和支链异构化后的重组分经二次硫醇加氢脱除塔除去二次硫醇后与醚化塔的流出物混合得到清洁汽油产品。该发明可将硫含量小于700μg/g的催化裂化汽油降低至10μg/g以下,辛烷值可提高1~2个单位。CN103468313A公开了一种低硫汽油的生产方法。汽油原料依次进行加氢脱硫反应和二次脱硫反应,产物经分离得到低硫汽油;其中,二次脱硫反应主要是脱除加氢脱硫反应中生成的二次硫醇。该发明可将总硫含量小于700μg/g全馏分汽油降低至20μg/g以下,同时烯烃饱和率小。CN103695035A公开了一种生产超低硫汽油的组合方法。汽油原料分馏成轻馏分和重馏分,轻馏分经碱抽提脱硫醇,重馏分依次进入第一和第二加氢反应器进行脱硫反应;抽提后的轻馏分与脱硫后的重馏分调和得到超低硫汽油。该发明方法可将硫含量小于1000μg/g的汽油原料降低至10μg/g以下,辛烷值损失1.5个单位以内。CN104650975A公开了一种汽油深度脱硫的方法。该方法包括:汽油原料进入第一加氢反应器脱除二烯烃,同时硫醇转化为重质硫醚;流出物进入分馏塔分馏成轻重组分,重组分进入第二加氢反应器脱除部分硫化物,随后进入第三加氢反应器深度脱硫;脱硫后重组分与轻组分混合得到汽油产品。该发明在将硫含量小于200μg/g的汽油原料降至10μg/g以下时,辛烷值损失1~2个单位。CN103059967A公开了一种催化裂化汽油与焦化柴油混合加氢方法。催化裂化汽油经过无碱脱臭后进入分馏塔分馏为轻汽油和重汽油;重汽油和焦化柴油混合后进行加氢脱硫,分离产物得到脱硫重汽油和加氢后的焦化柴油;脱硫重汽油和轻汽油调和得到清洁汽油产品。该发明中焦化柴油所含的氮化物竞争吸附在催化剂活性中心上,造成加氢活性中心中毒降低了烯烃的加氢饱和、减少了辛烷值的损失。在反应温度300℃、空速2.5h-1的条件下,将硫含量700μg/g的FCC汽油原料降低至8μg/g时,RON仅损失1.7个单位值。但是由于氮化物造成的催化剂加氢活性的降低,使加氢脱硫反应在较高的反应温度下才能将产物中硫含量将至10μg/g以下,能耗较大。CN102465017A公开了一种汽油、煤油组合加氢工艺。催化裂化汽油分馏得到轻组分和重组分,重组分和加热后的煤油混合后进行加氢脱硫;加氢产物与轻组分混合后进行分馏得到汽油产品和煤油产品。该方法可同时生产硫含量小于50μg/g的国IV汽油和合格的民用航煤,同时汽油辛烷值损失小。CN102399587A公开了一种汽油选择性加氢脱硫方法。汽油原料和重质馏分油混合后进行选择性加氢脱硫,产物经分离后得到低硫汽油产品。该方法减少了辛烷值的损失,提高了脱硫率和选择性。在处理硫含量300μg/g左右的催化裂化汽油原料时,可将硫含量降至20μg/g以下,烯烃饱和率19%左右。为了解决选择性加氢脱硫过程中二次硫醇的生成导致硫含量超标问题。国内炼厂普遍在选择性加氢脱硫反应器后都增加了一个反应器主要用于脱除选择性加氢脱硫过程中生成的二次硫醇,这进一步增加了辛烷值的损失,并且提高了装置的投资和运行成本。技术实现要素:本发明的主要目的在于提供一种改进的催化裂化汽油深度脱硫的方法,提高脱硫深度和选择性,减少二次硫醇的生成和辛烷值的损失,生产满足硫含量小于10μg/g的清洁汽油。为达上述目的,本发明提供了一种催化裂化汽油深度脱硫的方法,该方法主要根据催化裂化汽油中硫和烯烃的含量和分布,将硫醚化反应产物分馏出的重组分和惰性烃混合后进行选择性加氢脱硫,提高了脱硫深度和选择性,减少了二次硫醇的生成,能够生产满足硫含量小于10μg/g的清洁汽油。具体地,本发明的催化裂化汽油深度脱硫方法包括步骤:(1)催化裂化汽油进入硫醚化反应器,脱除硫醇和二烯烃;(2)步骤(1)得到的反应产物进入分馏塔,分馏为轻组分和重组分;(3)步骤(2)所得重组分与惰性烃混合后,进入选择性加氢脱硫反应器,进行加氢脱硫反应;(4)步骤(3)得到的加氢脱硫产物经分馏后得到加氢重组分和惰性烃,加氢重组分与步骤(2)得到的轻组分调和,得到清洁汽油产品;或者步骤(3)得到的加氢脱硫产物直接与步骤(2)得到的轻组分调和,得到清洁汽油产品。根据本发明的具体实施方案,本发明的催化裂化汽油深度脱硫方法,其中步骤(1)中所述的硫醚化反应器中可使用本领域内常用的硫醚化催化剂,例如可以是NiMo/Al2O3硫醚化催化剂。本发明中,优选地,以重量百分比计NiMo/Al2O3硫醚化催化剂含NiO8~20%,MoO35.0~12.0%,余量为Al2O3载体。根据本发明的具体实施方案,本发明的催化裂化汽油深度脱硫方法,步骤(1)中硫醚化反应器的操作条件为:反应温度为60~160℃,优选80~150℃;反应压力1.0~4.0MPa,优选2.0~3.5MPa;体积空速1~7h-1,优选2~5h-1;氢油体积比0.5~30,优选1~20。根据本发明的具体实施方案,本发明的催化裂化汽油深度脱硫方法,步骤(2)中轻组分和重组分的切割温度为45~75℃,优选50~70℃。具体切割温度可以根据硫醚化反应结果在本发明所述范围内适当调整。根据本发明的具体实施方案,本发明的催化裂化汽油深度脱硫方法,步骤(3)中的惰性烃选自低沸点烷烃的一种或多种,如正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、2,2-二甲基丙烷、2-甲基戊烷、2,2-二甲基丁烷、2,3-二甲基丁烷等。或者,惰性烃也可以是重整油、烷基化油和异构化油的一种或多种。以混合后油品的重量百分比计,惰性烃为10~70%,优选15~60%,具体加入量可以视重组分中硫和烯烃含量在本发明所述范围内适当调整。根据本发明的具体实施方案,本发明的催化裂化汽油深度脱硫方法,步骤(3)中的选择性加氢脱硫催化剂可选常规的选择性加氢脱硫催化剂,例如可以为CoMo/Al2O3催化剂。本发明中,优选地,以重量百分比计CoMo/Al2O3催化剂含MoO35.0~18.0%,CoO1.0~6.0%,余量为Al2O3载体。根据本发明的具体实施方案,本发明的催化裂化汽油深度脱硫方法,步骤(3)中选择性加氢脱硫反应器的操作条件为:反应温度200~320℃,优选210~300℃;反应压力0.8~3.0MPa,优选1.0~2.5MPa;体积空速1h~7h-1,优选2~5h-1;氢油体积比100~500,优选200~400。根据本发明的具体实施方案,本发明的催化裂化汽油深度脱硫方法,当所述步骤(3)中的惰性烃选自低沸点烷烃时,步骤(4)中通常是将步骤(3)得到的加氢脱硫产物经分馏后得到加氢重组分和惰性烃,加氢重组分与步骤(2)得到的轻组分调和,分馏出来的惰性烃可循环使用。当所述步骤(3)中的惰性烃选自重整油、烷基化油、异构化油时,步骤(4)中通常是将步骤(3)得到的加氢脱硫后的产物可直接与步骤(2)得到的轻组分调和。根据本发明的具体实施方案,本发明的催化裂化汽油深度脱硫方法,步骤(4)所述的轻组分也可经过醚化后再与重组分加氢脱硫产物或所述加氢重组分调和得到清洁汽油产品。与现有技术相比,本发明的催化裂化汽油深度脱硫方法具有以下特点:1.催化裂化汽油在选择性加氢脱硫过程中,脱硫生成的H2S和油品中的烯烃重新结合生成硫醇,使得产物中硫醇含量较高。因此,常规汽油加氢工艺中,加氢汽油产物还需经过脱硫醇处理。本发明方法中,采用惰性烃与重组分混合进行选择性加氢脱硫,提高了脱硫深度和选择性,减少了反应过程中二次硫醇的生成。所得加氢产物可直接与轻组分调和,不需要再进行脱硫醇处理。2.本发明方法可针对不同硫和烯烃含量的催化裂化汽油,在实现深度脱硫的同时,减少二次硫醇的生成和辛烷值的损失。可用于生产硫含量符合国Ⅴ的汽油质量要求(硫含量<10μg/g)。具体实施方式为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现结合具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明,应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例中,各原始试剂材料均可商购获得,未注明具体条件的实验方法为所属领域熟知的常规方法和常规条件。实施例1全馏分催化裂化汽油原料与氢气混合后进入硫醚化反应器,反应条件为:温度80~150℃,压力2.0~3.5MPa,体积空速2~5h-1,氢油体积比1~20。硫醚化产物进入精馏塔将全馏分汽油切割成为轻重两部分,切割温度为50~70℃,塔顶为轻汽油组分。塔底重汽油组分与正戊烷按质量比1:2混合后,再与氢气混合进入选择性加氢脱硫反应器,在温度210~300℃,压力1.0~2.5MPa,体积空速2~5h-1,氢油体积比200~400的条件下进行选择性加氢脱硫反应。加氢脱硫后汽油进入分馏塔分馏出加氢脱硫重汽油组分和正戊烷。正戊烷循环使用,加氢脱硫重组分汽油与轻组分汽油调和得到清洁汽油产品。硫醚化催化剂和选择性加氢脱硫催化剂分别采用NiMo/Al2O3催化剂和CoMo/Al2O3催化剂,其中NiMo/Al2O3硫醚化催化剂含NiO8~20%,MoO35.0~12.0%,余量为Al2O3载体;CoMo/Al2O3催化剂含MoO35.0~18.0%,CoO1.0~6.0%,余量为Al2O3载体。实施例2~5使用催化裂化汽油原料C进行反应。实施例2步骤同实施例1,不同之处在于所述塔底重汽油组分与正戊烷按质量比5:1混合。实施例3步骤同实施例1,不同之处在于所述分馏塔底重汽油与重整油按质量比3:1混合,且选择性加氢脱硫反应后直接与轻汽油调和得到清洁汽油产品。实施例4步骤同实施例1,不同之处在于所述分馏塔底重汽油与烷基化油按质量比3:1混合,且选择性加氢脱硫反应后直接与轻汽油调和得到清洁汽油产品。实施例5步骤同实施例1,不同之处在于所述分馏塔底重汽油与异构化油按质量比3:1混合,且选择性加氢脱硫反应后直接与轻汽油调和得到清洁汽油产品。对比例1步骤同实施例1,不同之处在于所述塔底重汽油组分直接与氢气混合进入加氢脱硫反应器,脱硫产物直接与轻汽油组分调和。对比例2~4使用催化裂化汽油原料C进行反应。对比例2步骤同实施例3,不同之处在于分馏塔底重汽油进行选择性加氢脱硫后再与轻汽油和重整油调和。对比例3步骤同实施例4,不同之处在于分馏塔底重汽油进行选择性加氢脱硫后再与轻汽油和烷基化油调和。对比例4步骤同实施例3,不同之处在于分馏塔底重汽油进行选择性加氢脱硫后再与轻汽油和异构化油调和。催化裂化汽油性质见表1。表1原料油性质催化剂各组分含量见表2。表2催化剂各组分含量硫醚化反应操作条件见表3。表3硫醚化反应操作条件不同催化裂化汽油原料的切割温度见表4。表4不同催化裂化汽油原料的切割温度原料油催化裂化汽油A催化裂化汽油B催化裂化汽油C切割温度,℃656055不同硫含量原料油的选择性加氢脱硫工艺条件见表5,产品性质见表6。表5不同催化裂化原料油的选择性加氢脱硫工艺条件表6不同原料脱硫后调和汽油产品性质通过表6可知,将不同硫含量的催化裂化汽油深度脱硫生产硫含量符合国Ⅴ汽油质量要求的产品时,本发明方法对于硫含量高的原料油辛烷值损失明显降低,且产品中硫醇含量低。不同轻烃加入量时,催化裂化汽油C的选择性加氢脱硫工艺条件见表7,产品性质见表8。表7不同轻烃加入量的选择性加氢脱硫工艺条件项目实施例1实施例2对比例1正戊烷/重组分1:21:50反应温度,℃270285290反应压力,MPa1.61.61.6体积空速,h-143.23氢油体积比300300300表8不同轻烃加入量脱硫产品性质项目实施例1实施例2对比例1密度(20℃),g﹒cm-30.73310.73230.7324硫含量,μg﹒g-19.29.79.8硫醇含量,μg﹒g-13.35.76.2RON89.688.588.2ΔRON2.23.33.6通过表8可知,使用催化裂化汽油原料C生产硫含量<10μg/g的清洁汽油产品,正戊烷与重汽油按质量比1:2混合时,辛烷值仅损失2.2个单位。当加入的轻烃为重整油、烷基化油或异构化油时,催化裂化汽油C的选择性加氢脱硫工艺条件见表9,产品性质见表10。表9实施例3~5和对比例2~4的选择性加氢脱硫工艺条件表10实施例3~5和对比例2~4的产品性质可以看出本发明方法投资成本低,易操作,在生产硫含量满足国V汽油质量要求的产品时,辛烷值损失小。最后说明的是:以上实施例仅用于说明本发明的实施过程和特点,而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,均应涵盖在本发明的保护范围当中。当前第1页1 2 3 
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