一种使用后置柴油组分提质过程的高芳烃加氢改质方法_5

文档序号:9367194阅读:来源:国知局
] 以下详细描述本发明的加氢反应流出物的回收氢气和烃油的高压分离过程的一 般原则。
[0220] 加氢反应流出物的高压分离过程通常包含冷高压分离器,当加氢反应流出物中烃 油密度大(比如与水密度接近)或粘度大或与水乳化难于分离时,还需要设置操作温度通 常为150~450°C的热高压分离器,此时加氢反应流出物进入热高压分离器分离为一个在 体积上主要由氢气组成的热高分气气体和一个主要由常规液体烃以及可能存在的固体组 成的热高分油液体,热高分气进入操作温度通常为20~80°C的冷高压分离器分离为冷高 分油和冷高分气,由于大量高沸点组分进入热高分油液体中,实现了以下目标:冷高分油密 度变小或粘度变小或与水易于分离。加氢反应流出物的高压分离过程设置热高压分离器, 还具备减少热量损失的优点,因为热高分油液体可以避免热高分气经历的使用空冷器或水 冷器的冷却降温过程。同时,可以将部分热高分油液体返回上游的适合于接收该热高分油 的加氢反应过程循环使用,以改善接收该循环油的加氢反应过程的总体原料性质,或对该 循环油进行循环加氢。
[0221] 加氢反应流出物或热高分气进入冷高压分离部分之前,通常先降低温度(一般是 与反应部分进料换热)至约220~100°C(该温度应高于该加氢反应流出物气相中硫氢化 氨结晶温度),然后通常向其中注入洗涤水形成注水后加氢反应流出物,洗涤水用于吸收氨 及可能产生的其它杂质如氯化氢等,而吸收氨后的水溶液必然吸收硫化氢。在冷高压分离 部分,所述注水后加氢反应流出物分离为:一个在体积上主要由氢气组成的冷高分气、一个 主要由常规液体烃和溶解氢组成的冷高分油、一个主要由水组成的并溶解有氨、硫化氢的 冷高分水。所述冷高分水,其中氨的含量一般为〇. 5~15% (w),最好为1~8% (w)。注洗 涤水的一个目的是吸收加氢反应流出物中的氨和硫化氢,防止形成硫氢化氨或多硫氨结晶 堵塞换热器通道,增加系统压力降。所述洗涤水的注入量,应根据下述原则确定:一方面,洗 涤水注入加氢反应流出物后分为汽相水和液相水,液相水量必须大于零,最好为洗涤水总 量的30%或更多;再一方面,洗涤水用于吸收加氢反应流出物中的氨,防止高分气的氨浓 度太高,降低催化剂活性,通常高分气的氨体积浓度越低越好,一般不大于200PPm(v),最好 不大于50PPm(v)。所述的冷高压分离器操作压力为加氢反应部分压力减去实际压力降,冷 高压分离部分操作压力与加氢反应压力的差值,不宜过低或过高,一般为〇. 35~3. 2MPa、 通常为0. 5~I. 5MPa。所述的冷高分气的氢气体积浓度值,不宜过低(导致装置操作压力 上升),一般应不低于70% (V)、宜不低于80% (V)、最好不低于85% (V)。如前所述至少一 部分、通常为85~100%的冷高分气返回在加氢反应部分循环使用,以提供加氢反应部分 必须的氢气量和氢浓度;为了提高装置投资效率,必须保证循环氢浓度不低于前述的低限 值,为此,根据具体的原料性质、反应条件、产品分布,可以排除一部分所述冷高分气以排除 反应产生的甲烷、乙烷。对于排放的冷高分气,可以采用常规的膜分离工艺或变压吸附工艺 或油洗工艺实现氢气和非氢气体组分分离,并将回收的氢气用作新氢。
[0222] 新氢进入加氢部分以补充加氢反应过程消耗的氢气,新氢氢浓度越高越好,一般 不宜低于95% (V),最好不低于99% (V)。可将全部新氢引入任一加氢反应部分,最好引入 加氢精制反应过程Rl。
[0223] 对于其加氢精制生成油RlPO中含有加氢精制柴油组分Riro和加氢精制尾油组分 RlPVGO即加氢精制重油组分的含杂元素的高芳烃物料HDS的深度加氢精制过程Rl,本发明 设置后置柴油组分提质过程RD2,能够获得以下效果:
[0224] ①以简单的流程实现了加氢精制柴油组分Riro的高效加氢提质的多项综合条 件:高氢气分压、低杂质环境、原料高选择性、合适低的反应温度和高效芳烃加氢饱和催化 剂或选择性开环加氢裂化催化剂,从而能够在低投资、低能耗条件下高效生产出高质量的 柴油组分;
[0225] ②温度条件合适时,可将热高压分离器ITHPSE和后置液相加氢提质反应器 R2MH-LRE组合为一台组合设备,并可在该组合反应器上部附加热高分气ITHPV的气相加氢 提质反应过程R2MHL-GR:
[0226] ③通过联合设置后置选择性加氢提质过程RN2,在抑制深度加氢精制生成油产生 二次新生含硫含氮石脑油组分的条件下,可以选择性地完成热高分气ITHPSV中石脑油馏 分RlPN的深度加氢脱硫和或深度加氢脱氮,形成了一种石脑油馏分、柴油馏分质量均衡优 良的经济性操作方法;
[0227] ④使用深度加氢精制反应流出物RlP热高压分离部分IHPS时,同时利于节能和提 高深度加氢精制反应流出物RlP中氢气与烃油分离过程的冷高压分离过程油水分离效果。
[0228] 实施例
[0229] 实施例一
[0230] 煤焦油加氢装置的煤焦油加工量100t/h,煤焦油性质见表3,采用本发明,设置深 度加氢精制过程Rl反应流出物RlP的初级热高压分离器FTHPS,分离为主要由常规沸点高 于330°C的烃组成的初级热高分油FTHPSL和包含常规沸点低于330°C的烃的在体积上主要 由氢气组成的初级热高分气FTHPSV,然后初级热高分气FTHPSV在热高压分离部分ITHPS 分离为主要有常规沸点为180~400°C的烃组成的热高分油ITHPSL和包含初级热高分气 FTHPSV中的大部分石脑油组分的在体积上主要由氢气组成的热高分气ITHPSV;在冷高压 分离部分LHPS分离热高分气ITHPSV得到主要由氢气组成的冷高分气气体LHPV和冷高分 油LHPL,冷高分气气体LHPV用作富氢气气体HPV。
[0231] 采用本发明方法,操作条件见表4至表11。
[0232] 深度加氢精制过程Rl反应流出物RlP的初级热高压分离器FTHPS、初级热高分气 FTHPSV在热高压分离部分1THPS、热高分气ITHPSV的冷高压分离部分LHPS的流程模拟计 算使用流程模拟程序PROCESS完成。
[0233] 从表10所列高压分离器的分离结果可以看出,加氢精制重油组分R1PVG0、加氢精 制柴油组分Riro和加氢精制石脑油组分RlPN分离相对清晰:
[0234] ①初级热高分油FTHPSL,流量为21. 429t/h,常规沸点高于330°C的组分的体积分 率超过的70%,常规沸点高于330°C的组分的重量分率超过70%;
[0235] ②热高分油1THPSL,流量为53. 937t/h,常规沸点为180~360°C的组分的体积分 率超过的70%,常规沸点为180~360°C的组分的重量分率超过70%;
[0236] ③冷高分油LHPL,流量为21. 599t/h,常规沸点为大于195°C的组分的体积分率约 30%,常规沸点低于195°C的组分的重量分率约70%。
[0237] 在上述分离结果的基础上,加氢精制生成油中的柴油组分的80%进入了热高分油 ITHPSL中,按照本发明,全部热高分油ITHPSL进入后置柴油组分提质过程RD2,在氢气和 加氢提质催化剂RD2C存在条件下,在压力为14. 0~16.OMPa的操作条件下,对热高分油 ITHPSL进行选择性开环加氢裂化,得到加氢提质过程RD2反应流出物RD2P;加氢提质反应 流出物RD2P中全馏分柴油的十六烷值提高8~11个单位。
[0238] 以下详细描述后置柴油组分提质过程RD2。
[0239] 后置柴油组分提质过程RD2,优先选用加氢提质催化剂RD2C(柴油选择性开环裂 化催化剂),具有以下功能:
[0240] ①对热高分油ITHPSL中的石脑油组分具有低裂化功能(裂化率低于5%甚至更 低);
[0241] ②对热高分油ITHPSL中的柴油组分具有低裂化率(裂化率低于15%甚至低于 8% ),能够显著提高十六烷值或降低密度的功能,加氢提质催化剂RD2C可以是柴油高压加 氢芳烃饱和催化剂和或柴油选择性加氢开环裂化催化剂。
[0242] 具有柴油组分选择性加氢开环裂化功能的催化剂,可以是任意一种合适的柴油选 择性加氢开环裂化催化剂,可以是典型的石油基高芳烃含量催化柴油用选择性加氢开环裂 化催化剂,这些技术有中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院的MCI技术、中国 石油化工股份有限公司北京石油化工科学研究院的RICH技术等,记载这类技术的文献见 表12。后置柴油组分提质过程RD2的原料柴油组分的裂解物柴油收率:一般大于85%、通 常大于90%、最好大于95%。
[0243] 加氢提质催化剂RD2C,也可以是专门设计制备的具备上述综合功能的单一催化 剂,也可以是用多种催化剂级配形成的具备上述综合功能的两种或多种催化剂组合方案。
[0244] 按照本发明,后置柴油组分提质过程RD2可以使用下流式加氢反应器或上流式加 氢反应器。
[0245] 实施例二
[0246] 基于实施例一,加氢提质反应流出物RD2P中的最重烃组分为常规沸点375°C的烃 组分,加氢提质反应流出物RD2P与热高分气ITHPSV混合后进入分离部分HPS联合分离。
[0247] 实施例三
[0248] 基于实施例一,加氢提质反应流出物RD2P进入热高压分离部分Riro-THPS, 分离为主要由常规沸点为180~330°C的烃组成的热高分油Riro-THPSL和热高分气 Riro-THPSV;热高分气Riro-THPSV与热高分气ITHPSV混合后进入分离部分HPS联合分离。
[0249] 表3脱水煤焦油的性质





【主权项】
1. 一种使用后置柴油组分提质过程的高芳烃加氢改质方法,其特征在于包含以下步 骤: ① 在加氢精制反应过程Rl,在氢气和加氢精制催化剂RlC存在条件下,高芳烃HDS进行 加氢精制反应RlR得到加氢精制反应流出物R1P,加氢精制反应流出物RlP含有常规沸点高 于330°C的烃类和常规沸点介于165~330°C的烃类; ② 在初级热高压分离部分FTHPS,加氢精制反应流出物RlP分离为主要由常规沸点高 于330°C的烃组成的初级热高分油FTHPSL和包含常规沸点低于330°C的烃的在体积上主要 由氢气组成的初级热高分气FTHPSV ; ③ 在热高压分离部分1THPS,初级热高分气FTHPSV分离为主要由常规沸点为165~ 330°C的烃组成的热高分油ITHPSL和在体积上主要由氢气组成的热高分气ITHPSV ;至少一 部分热高分油ITHPSL进入步骤④所述的后置柴油组分提质过程RD2 ; ④ 在后置柴油组分提质过程RD2,在氢气和加氢提质催化剂RD2C存在条件下,至少一 部分热高分油ITHPSL中的柴油组分Riro进行柴油组分提质反应RD2R进行深度加氢脱硫 和或深度加氢脱氮和或深度加氢芳烃饱和和或选择性开环和或加氢裂化,得到加氢提质过 程RD2反应流出物RD2P ; ⑤ 在分离部分HPS,至少一部分热高分气ITHPSV分离为主要由氢气组成的富氢气气体 HPV和加氢精制轻质生成油R1PN0,至少一部分富氢气气体HPV返回加氢反应过程循环使 用。2. 根据权利要求1所述方法,其特征在于: 高芳烃原料HDS,选自下列物料中的一种或几种: ① 低温煤焦油或其馏分油; ② 中温煤焦油或其馏分油; ③ 高温煤焦油或其馏分油; ④ 煤液化过程所得煤液化油或其馏分油; ⑤ 页岩油或其馏分油; ⑥ 乙烯裂解焦油; ⑦ 石油基蜡油热裂化焦油; ⑧ 石油砂基重油或其热加工过程所得油品,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂 化过程或重油催化裂解过程; ⑨ 石油基重油热加工过程所得油品,热加工过程是重油焦化过程或重油催化裂化过程 或重油催化裂解过程; ⑩ 其它芳烃重量含量高于50%的胶状浙青状组分重量含量高于15%的的烃油。3. 根据权利要求1所述方法,其特征在于:高芳烃原料HDS为煤焦油,各步骤的操作条 件为: ① 在加氢精制反应过程R1,在温度为170~460°C、压力为4. 0~28. OMPa、加氢精制催 化剂RlC的体积空速为0. 05~10.0 hr 1的操作条件下,高芳烃HDS进行加氢精制反应Rl得 到加氢精制反应流出物R1P,加氢精制反应流出物RlP中全馏分柴油的十六烷值高于20 ; ② 在初级热高压分离部分FTHPS,加氢精制反应流出物RlP分离为主要由常规沸点高 于330°C的烃组成的初级热高分油FTHPSL和包含常规沸点低于330°C的烃的在体积上主要 由氢气组成的初级热高分气FTHPSV ;初级热高分油FTHPSL中常规沸点高于330°C的烃类的 质量比例高于60% ; ③ 在热高压分离部分1THPS,初级热高分气FTHPSV分离为主要由常规沸点为165~ 330°C的烃组成的热高分油ITHPSL和在体积上主要由氢气组成的热高分气ITHPSV ;热高分 油ITHPSL中常规沸点介于165~330°C的烃类的质量比例高于60% ; ④ 至少一部分热高分油ITHPSL进入后置柴油组分提质过程RD2,在氢气和加氢提质 催化剂RD2C存在条件下,在压力为4. 0~28. OMPa的操作条件下,至少一部分热高分油 ITHPSL中的柴油组分Riro进行柴油组分提质反应RD2R进行深度加氢脱硫和或深度加氢脱 氮和或深度加氢芳烃饱和和或选择性开环和或加氢裂化,得到加氢提质过程RD2反应流出 物RD2P ;加氢提质反应流出物RD2P中全馏分柴油的十六烷值高于26 ; ⑤ 在分离部分HPS,至少一部分热高分气ITHPSV分离为主要由氢气组成的富氢气气体 HPV和加氢精制轻质生成油R1PN0,至少一部分富氢气气体HPV返回加氢反应过程循环使 用;富氢气气体HPV的氢气体积浓度高于80%。4. 根据权利要求1所述方法,其特征在于:含氮的高芳烃原料HDS为煤焦油,各步骤的 操作条件为: ① 在加氢精制反应过程R1,在温度为220~440°C、压力为12. 0~18. OMPa、加氢精制 催化剂RlC的体积空速为0. 1~5. Ohr 1的操作条件下,高芳烃HDS进行加氢精制反应Rl得 到加氢精制反应流出物R1P,加氢精制反应流出物RlP中全馏分柴油的十六烷值高于26 ; ② 在初级热高压分离部分FTHPS,加氢精制反应流出物RlP分离为主要由常规沸点高 于330°C的烃组成的初级热高分油FTHPSL和包含常规沸点低于330°C的烃的在体积上主要 由氢气组成的初级热高分气FTHPSV ;初级热高分油FTHPSL中常规沸点高于330°C的烃类的 质量比例高于75% ; ③ 在热高压分离部分1THPS,初级热高分气FTHPSV分离为主要由常规沸点为165~ 330°C的烃组成的热高分油ITHPSL和在体积上主要由氢气组成的热高分气ITHPSV ;热高分 油I
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