一种灵活单段加氢裂化工艺的制作方法

本发明属于石油炼制领域，具体涉及一种灵活生产不同性质的优质石脑油、航煤、柴油、尾油产品的单段加氢裂化工艺。

背景技术：

加氢技术是重质油轻质化和轻质油品质量升级的重要加工手段。加氢裂化技术因原料油适应性强、产品灵活性好、液体产品收率高、产品质量高等优点得到了较快的发展。现有的加氢裂化技术按照加工流程可以分为三种：一段串联加氢裂化工艺流程、单段加氢裂化工艺流程和两段加氢裂化工艺流程。按照尾油是否循环操作可以分为三种：单程一次通过工艺流程、部分循环工艺流程和全循环工艺流程。其中单段加氢裂化技术使用的催化剂主要为一种类型的单段加氢裂化催化剂，其使用数量通常占总催化剂体积的80%以上，催化剂的裂化组分主要是无定形硅铝，也可以含有少量y型分子筛、β型分子筛、sapo系列分子筛和zsm-5分子筛等。使用不同类型加氢裂化组分时，所得到的轻质油品组成和性质有较大的区别，尾油的组成和性质亦有较大的区别。

cn100569921c公开了一种单段加氢裂化方法，该方法为使用体相法制备的加氢预处理催化剂的单段加氢裂化工艺；cn001075550c公开了一种单段加氢裂化方法，该方法为使用含有y型分子筛单段加氢裂化催化剂的单段加氢裂化工艺；cn001415707a公开了一种由馏份油增产优质柴油的方法，该方法在原有加氢裂化催化剂后部装填含有异构性能加氢裂化催化剂以达到降低加氢裂化产品凝点的目的，但是上述这些加氢裂化所得到的每一种馏分的产品只有一种规格。

cn001566283a、cn001766051a和cn101402048a等都公开了一种中油型加氢裂化催化剂及其制备方法，制备了在无定型硅铝和少量y型分子筛为酸性中心的单段加氢裂化催化剂；cn001712498a公开了一种最大量生产柴油的加氢催化剂及其制备方法，该催化剂以无定型硅铝和改性β分子筛为主要裂化中心，但是使用这些加氢裂化催化剂的加氢裂化技术所得到的每一种馏分的产品只有一种规格。

cn103394368b公开了一种含复合分子筛的轻油型加氢裂化催化剂及其制备方法和应用，cn103551186b公开了一种含复合分子筛的中油型加氢裂化催化剂及其制备方法和应用，us6670295和us4837396a公开了一种复合型分子筛催化剂的制备。此类技术能够以蜡油为原料油，通过使用含有y型分子筛和异构类型分子筛复合型分子筛加氢裂化催化剂的加氢裂化方法生产各种优质加氢裂化产品，但是每一种馏分的产品只有一种规格，而且基本上都用于一段串联加氢裂化或加氢改质工艺中。

综上所述，对比现有的使用几种不同类型裂化中心催化剂的加氢裂化技术，使用无定型硅铝单段加氢裂化催化剂或者无定型硅铝-y型分子筛单段加氢裂化催化剂的单段加氢裂化技术，所得到的航煤产品冰点相对较高、烟点相对较低，柴油产品十六烷值高，但是凝点相对较高，尾油产品凝点非常高，通常大于30℃；使用异构类型分子筛加氢裂化催化剂的单段加氢裂化技术，所得到的航煤烟点相对较高，柴油产品硫含量低，凝点低，尾油密度相对较大，但是异构烃含量高，凝点非常低，通常小于0℃。上述单段加氢裂化工艺技术，在相同的转化率时生产的加氢裂化尾油产品差别较大，其中使用y型分子筛催化剂的尾油是优质催化裂化原料、蒸汽裂解制乙烯的原料，使用异构类型分子筛催化剂的尾油是可以直接生产优质润滑油基础油或者作为优质润滑油基础油的原料。因此单独使用上述几种加氢裂化工艺时，只能根据需要选择不同类型的单段加氢裂化催化剂，或者使用两种分子筛复合型催化剂，或者选用两种加氢裂化催化剂级配使用，但是这些工艺只能生产一种性质的尾油产品，即操作灵活性相对比较差。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种灵活单段加氢裂化工艺，即通过从使用单段加氢裂化催化剂的单段加氢裂化反应器中部抽出部分反应物流，将所述的蜡油原料油通过单段加氢裂化催化剂加氢裂化和异构类型加氢裂化催化剂加氢异构裂化组合方法灵活生产多种高质量的加氢裂化尾油产品、多种规格的石脑油产品和多种规格优质马达燃料产品。

本发明的一种灵活单段加氢裂化工艺，包括如下步骤：

a、蜡油原料油首先在加氢裂化条件下通过单段加氢裂化反应器上部的单段加氢裂化催化剂床层，得到第一单段加氢裂化物流，这部分反应物流分成两部分，其中一部分抽出单段加氢裂化反应器；

b、步骤a中剩余部分的第一单段加氢裂化物流继续在加氢裂化条件下通过加氢裂化反应器下部的单段加氢裂化催化剂床层，单段加氢裂化物流经分离、分馏得到单段加氢裂化高压富氢气体、单段加氢裂化气体产品、单段加氢裂化石脑油产品、单段加氢裂化航煤产品、单段加氢裂化柴油产品和单段加氢裂化尾油产品；

c、步骤a所得抽出反应器的第一单段加氢裂化物流在单段加氢异构裂化条件下通过单段加氢异构裂化反应器的含有异构类型分子筛催化剂的单段加氢异构裂化催化剂床层，单段加氢异构裂化物流经分离、分馏得到单段加氢异构裂化高压富氢气体、单段加氢异构裂化气体产品、单段加氢异构裂化石脑油产品、单段加氢异构裂化航煤产品、单段加氢异构裂化柴油产品和单段加氢异构裂化尾油产品。

根据本发明的加氢裂化工艺，其中还可以包括步骤d：步骤b得到的单段加氢裂化高压富氢气体和步骤c得到的单段加氢异构裂化高压富氢气体混合后循环使用。

蜡油原料油中的s、n、o等杂质通过单段加氢裂化催化剂时得到有效脱除，芳烃一定程度上得到加氢饱和，环状烃发生部分开环反应，大分子裂化成小分子，其中一部分单段加氢裂化物流继续进行单段加氢裂化，可以得到正构烃含量较高、芳烃含量较低的航煤产品、柴油产品和尾油产品；抽出的一部分第一单段加氢裂化物流经过含有异构类型分子筛催化剂的加氢异构裂化催化剂后继续进行异构加氢裂化，因异构类型分子筛具有异构和裂化的特点，可以得到高异构烃含量的异构裂化产品，尤其柴油柴油产品的凝点低、尾油产品的凝点低，粘度指数高。

与现有技术相比较，本发明灵活单段加氢裂化工艺的优点在于：

1、本发明中，单段加氢裂化反应器中包括至少两个单段加氢裂化催化剂床层。通过设置在单段加氢裂化反应器床层中间的裂化物料抽取步骤，无需特殊操作，即可实现对单段加氢裂化物料股的有效分配，再使所得到的物料经过不同的加氢裂化工艺，从而可以灵活生产不同规格的目的产品，尤其是尾油产品。同时，在反应器床层中间抽取反应物流在技术上也是易于实现的。而在现有技术中，尽管通过调整转化率和调整产品的馏程可以得到多种轻质产品，但是由于只有一个单段加氢裂化反应器出口，因此一套单段加氢裂化装置同一馏分范围通常只能一种类型的轻石脑油产品、重石脑油产品、航煤产品、柴油产品和尾油产品；如果想要得到不同规格的加氢裂化产品，需要两套以上的单段加氢裂化装置。因此，本发明首次提供了一种在一套单段加氢裂化工艺装置上同时生产两种以上同馏分范围，但是不同规格尾油产品、两种以上不同规格航煤产品、两种以上不同规格柴油产品和多种不同规格石脑油产品的单段加氢裂化工艺。

2、本发明通过在加氢裂化反应器的催化剂床层中间设置第一加氢裂化物流抽出装置，将蜡油原料经过单段加氢裂化的第一单段加氢裂化物流抽取出反应器，并将其送入单独设置的加氢异构裂化反应器进行加氢异构裂化反应，进一步降低该加氢裂化后物料的凝点，从而使得本发明的方法能够灵活生产不同芳烃含量、不同异构烃含量的石脑油产品、航煤产品、柴油产品和尾油产品。

3、本发明中，两个反应器物流分馏得到的产品中，经过含有单段加氢裂化催化剂或含有少量y型分子筛加氢裂化催化剂加氢裂化后得到的重石脑油芳潜相对较高、航煤产品烟点相对较高，柴油产品十六烷值相对较高，尾油产品链烷烃含量高、bmci值相对较低；经过部分含有单段加氢裂化催化剂加氢裂化、含有异构类型分子筛催化剂加氢异构裂化后得到的石脑油异构烃含量高、航煤产品冰点低，柴油产品凝点低，尾油产品异构烃含量高、粘度指数大、凝点低；可以分别满足生产不同规格的石脑油、航煤产品、柴油产品和尾油产品的需要。

4、本发明中，单段加氢裂化反应器单段加氢裂化催化剂床层中间得到的物料本身具有很高的温度和压力，其可以直接进入新设置的加氢异构裂化反应器中进行反应，从而充分利用这股部分裂化物料所携带的热量，实现加氢异构裂化反应器与单段加氢裂化反应器的耦合操作。

附图说明

图1为本发明的原则流程示意图。

其中：1-原料油，2-加氢裂化反应器，3-加氢裂化物流，4-加氢异构裂化原料物流，5-加氢异构裂化反应器，6-加氢裂化高压分离器富氢气体，7-加氢异构裂化高压分离器富氢气体，8-加氢裂化高压分离器，9-加氢异构裂化高压分离器，10-加氢裂化分馏塔，11-加氢异构裂化分馏塔，12-加氢裂化轻石脑油产品，13-加氢裂化重石脑油产品，14-加氢裂化航煤产品，15-加氢裂化柴油产品，16-加氢裂化尾油产品，17-加氢异构裂化轻石脑油产品，18-加氢异构裂化重石脑油产品，19-加氢异构裂化航煤产品，20-加氢异构裂化柴油产品，21-加氢异构裂化尾油产品，22-补充氢，23-循环氢。

具体实施方式

步骤a所述蜡油原料的初馏点为100～400℃，终馏点为405～600℃。所述的蜡油原料油可以是石油加工得到的直馏蜡油、焦化蜡油、脱沥青油、催化循环油等中的一种，从煤得到的煤焦油、煤直接液化油、煤间接液化油、合成油、页岩油等中的一种，也可以是它们其中几种的混合油。

步骤a所述的单段加氢裂化催化剂为常规的蜡油单段加氢裂化催化剂。一般以第ⅵb族和/或第ⅷ族金属为活性组分，第ⅵb族金属一般为mo和/或w，第ⅷ族金属一般为co和/或ni。该催化剂的载体含有氧化铝、含硅氧化铝和分子筛中的一种或多种，也可以含分子筛，所述的分子筛可以为y型分子筛。以催化剂的重量计，第ⅵb族金属含量以氧化物计为10wt%～35wt%，第ⅷ族金属含量以氧化物计为3wt%～15wt%，分子筛含量为0wt%～40wt%。主要的催化剂有抚顺石油化工研究院研制开发的zhc-01、zhc-02、zhc-03、zhc-04、fc-28、fc-34催化剂等，haldortopsoe公司研制开发的tk-925、tk-925、tk-951等，albemarle公司研制开发的kf-1023和kf-1023等。对于加氢裂化催化剂来说，要求有一定的加氢活性和一定裂解活性，既要保证加氢处理生成油及加氢裂化过程中产生馏分中烯烃和芳烃的加氢饱和，也要求饱和后的芳烃发生开环的反应。单段加氢裂化的操作条件可采用常规的操作条件，一般为：反应压力3.0mpa～19.0mpa，反应温度为300℃～450℃，液时体积空速0.2h^-1～6.0h^-1，氢油体积比为100:1～2000:1。

步骤a所述的单段加氢裂化反应器入口可以装填常规的加氢保护剂，在单段加氢裂化催化剂床层的上部可以装填少量加氢预处理催化剂，加氢预处理催化剂均为常规的蜡油加氢预处理催化剂。一般以ⅵb族和/或第ⅷ族金属为活性组分，以氧化铝或含硅氧化铝为载体，第ⅵb族金属一般为mo和/或w，第ⅷ族金属一般为co和/或ni。以催化剂的重量计，第ⅵb族金属含量以氧化物计为10wt%～35wt%，第ⅷ族金属含量以氧化物计为3wt%～15wt%，其性质如下：比表面为100～650m²/g，孔容为0.15～0.6ml/g。主要的催化剂有抚顺石油化工研究院研制开发的3936、3996，ff-16、ff-26、ff-36、ff-46、ff-56系列等加氢预处理催化剂，也可以是国内外催化剂公司开发的功能类似催化剂，如uop公司的hc-k、hc-p，topsoe公司的tk-555、tk-565催化剂，和akzo公司的kf-847、kf-848等。加氢预处理催化剂装填体积量占单段加氢裂化反应器内总催化剂体积量不大于20%。加氢预处理操作条件可采用常规的操作条件，一般为反应压力3.0mpa～19.0mpa，反应温度为300℃～450℃，液时体积空速0.2h^-1～6.0h^-1，氢油体积比为100:1～2000:1。

步骤a中所述抽出的第一单段加氢裂化物流以液相计占原料油的质量比例为5～95wt%，优选为10～80wt%。

步骤b中所述的分离通常包括为加氢裂化高压分离器和低压分离器分离两部分。其中高压分离器分离得到加氢裂化高压富氢气体和液体，高压分离器分离得到的液体进入低压分离器。低压分离器将高压液体产物分离得到富烃气体和低压液体产物。富烃气体经分离得到需要的加氢裂化气体产物。

步骤b中所述的分馏在加氢裂化分馏塔系统中进行。低压液体产物在分馏塔中分馏得到加氢裂化轻石脑油产品、加氢裂化重石脑油产品、加氢裂化航煤产品、加氢裂化柴油产品和加氢裂化尾油产品。

步骤c所述的单段加氢异构裂化催化剂为常规的蜡油加氢异构裂化催化剂。一般以第ⅵb族和/或第ⅷ族金属为活性组分，第ⅵb族金属一般为mo和/或w，第ⅷ族金属一般为co和/或ni。该催化剂的载体为氧化铝、含硅氧化铝和分子筛中一种或多种，最好是含分子筛，所述的分子筛可以为β型分子筛、sapo型分子筛等。以催化剂的重量计，第ⅵb族金属含量以氧化物计为10wt%～35wt%，第ⅷ族金属含量以氧化物计为3wt%～15wt%，分子筛含量为2wt%～40wt%。主要的催化剂有抚顺石油化工研究院研制开发的fc-14等。对于加氢裂化催化剂来说，要求有一定的加氢活性和一定裂解活性，既要保证反应物料中烯烃和芳烃的加氢饱和，也要求直链烷烃发生异构反应。加氢异构裂化的操作条件可采用常规的操作条件，一般为：反应压力3.0mpa～19.0mpa，反应温度为300℃～450℃，液时体积空速0.2h^-1～6.0h^-1，氢油体积比为100:1～2000:1。

步骤c中所述的分离在加氢异构裂化高压分离器和低压分离器内进行。其中加氢异构裂化高压分离器分离得到加氢异构裂化高压富氢气体和液体，高压分离器分离得到的液体进入低压分离器。低压分离器将高压液体产物分离得到富烃气体和低压液体产物。富烃气体经分离得到需要的加氢异构裂化气体产物。

步骤c中所述的分馏在加氢异构裂化分馏塔系统中进行。低压液体产物在分馏塔中分馏得到加氢异构裂化轻石脑油产品、加氢异构裂化重石脑油产品、加氢异构裂化航煤产品、加氢异构裂化柴油产品和加氢异构裂化尾油产品。

步骤b和步骤c中所述的加氢裂化气体产品和加氢异构裂化气体产品可以单独作为产品，也可以混合为混合气体产品。

步骤b和步骤c中所述的加氢裂化轻石脑油产品和加氢异构裂化轻石脑油产品可以单独作为产品，也可以混合为混合轻石脑油产品。

步骤b和步骤c中所述的加氢裂化重石脑油产品和加氢异构裂化重石脑油产品可以单独作为产品，也可以混合为混合重石脑油产品。

步骤b和步骤c中中所述的加氢裂化航煤产品和加氢异构裂化航煤产品可以单独作为产品，也可以混合为混合航煤产品。

步骤b和步骤c中所述的加氢裂化柴油产品和加氢异构裂化柴油产品可以单独作为产品，也可以混合为混合柴油产品。

步骤b中所述的加氢裂化尾油单独作为产品。

步骤c中所述的加氢异构裂化尾油单独作为产品。

步骤d中所述的高压富氢气体混合后可以直接作为循环氢使用，也可以选择通过循环氢脱硫系统脱除硫化氢后再循环使用。

结合图1，本发明的方法具体如下：原料油1首先与循环氢混合进入单段加氢裂化反应器2，经过第一加氢裂化催化剂床层的反应物流中抽出加氢异构裂化原料物流4，抽出加氢异构裂化原料物流4后的物流继续进入后续单段加氢裂化催化剂床层，加氢裂化生成物流3进入加氢裂化高压分离器8进行气液分离，分离得到的液体进入分馏塔10中分馏得到加氢裂化轻石脑油产品12、加氢裂化重石脑油产品13、加氢裂化航煤产品14、加氢裂化柴油产品15和加氢裂化尾油产品16，加氢异构裂化原料物流4进入加氢异构裂化反应器5，通过加氢异构裂化催化剂床层的生成物流进入加氢异构裂化高压分离器9中进行气液分离，分离得到的液体进入分馏塔11中分馏得到加氢异构裂化轻石脑油产品17、加氢异构裂化重石脑油产品18、加氢异构裂化航煤产品19、加氢异构裂化柴油产品20和加氢异构裂化尾油产品21，加氢裂化轻石脑油产品12和加氢异构裂化轻石脑油产品17可以单独作为产品，也可以混合后得到混合轻石脑油产品，加氢裂化重石脑油产品13和加氢异构裂化重石脑油产品18可以单独作为产品，也可以混合后得到混合重石脑油产品，加氢裂化航煤产品14和加氢异构裂化航煤产品19可以单独作为产品，也可以混合后得到混合航煤产品，加氢裂化柴油产品15和加氢异构裂化柴油产品20可以单独作为产品，也可以混合后得到混合柴油产品，加氢裂化高压分离器8分离得到的气体6和加氢异构裂化高压分离器9分离得到的气体7混合后经循环氢压缩机增压后与补充氢22混合作为循环氢23。

下面通过实施例说明本发明方案和效果。

实施例1-3

保护剂fzc-100、fzc-105和fzc106为中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院研制生产的加氢保护剂；催化剂ff-56为中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院研制生产的加氢处理催化剂；催化剂fc-28为中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院研制生产的单段加氢裂化催化剂，含有y型分子筛；催化剂zhc-02为中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院研制生产的单段加氢裂化催化剂，不含分子筛；催化剂fc-14为中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院研制生产的单段加氢异构裂化催化剂，含有β型分子筛。

表1蜡油原料油的主要性质

表2工艺条件

表3试验结果

由实施例可以看出，采用本发明的单段加氢裂化工艺，通过从单段加氢裂化反应器内抽出一部分反应物流，并使用单段加氢裂化催化剂和单段加氢异构裂化催化剂来实现生产不同性质加氢裂化产品的目的，生产方式灵活。