专利名称：一种蜡油加氢处理和催化裂化组合方法
技术领域：
本发明涉及一种蜡油轻质化方法，具体地说是将加氢处理和催化裂化有机组合， 以蜡油为原料主要生产汽油产品的工艺方法。
背景技术：
目前，国内外油品市场对轻、中质油品的需求特别是对汽油的需求仍将呈持续上 升的趋势，对重质油品的需求则呈下降趋势。同时，在全球范围内原油性质日趋变差，环保 法规日趋严格。因此，如何能以较经济合理的代价实现重油轻质化、所得到产品又能满足不 断苛刻的汽柴油产品规格的炼油技术成了国内外炼油技术开发商重点开发的技术之一。催化裂化(简称FCC)工艺是石油炼制工业中重油轻质化的主要手段之一，因其原 料适应性强、产品附加值高、经济效益好，在世界炼油工业中得到广泛应用，是最重要的重 油轻质化二次加工手段，也是当今世界发展最快的石油加工工艺之一。为了解决市场对轻质油品需求越来越大和对重质燃料需求越来越小的矛盾，传统 以蜡油为原料的FCC工艺的原料范围越来越大，如掺炼部分焦化瓦斯油(CG0)、脱浙青油 (DA0)、轻循环油(LC0)、甚至常压渣油(AR)和减压渣油(VR)等。但是，由于受其自身反应 机理和操作条件的限制，采用FCC工艺直接加工硫、氮以及金属等杂质含量较高的重质原 料时，其轻油收率明显下降，产品选择性明显变差，催化剂损耗明显增加，汽柴油产品及催 化烟气中硫含量明显增加，催化裂化的优势受到了极大的抑制。针对上述问题，蜡油加氢处理_催化裂化组合工艺是一种很好的方法。催化裂化 原料加氢处理技术不仅可以除去大部分硫、氮、金属等杂质，还可改善进料的裂化性能，降 低FCC操作苛刻度；改善产品分布，提高目的产品选择性；降低干气和焦炭产率，提高FCC 装置的经济性；降低目的产品硫含量；减少再生烟气中S0X及N0X含量；使FCC具有加工含 硫重油等劣质进料的能力，因此，蜡油加氢处理与催化裂化的组合工艺得了广泛的应用。现有的蜡油加氢处理与催化裂化组合工艺，首先是催化裂化原料进行加氢处理， 加氢生成油分离出柴油馏分，剩下的尾油馏分作为催化裂化进料，进行催化裂化反应，产物 为干气、液化气、汽油、柴油和焦炭，回炼油进行催化回炼或与加氢处理原料混合进行加氢 处理，催化油浆外甩或部分催化回炼。上述蜡油加氢处理与催化裂化组合工艺存在汽油收 率低，热能损耗大，设备投资高等不利因素。CN1896192A公开了一种蜡油加氢处理和催化裂化组合工艺方法，该方法将蜡油和 催化裂化重循环油、催化裂化柴油一起进入加氢处理装置，在氢气和加氢催化剂存在下进 行加氢反应，分离反应产物得到气体、加氢石脑油、加氢柴油和加氢尾油；其中加氢尾油进 入催化裂化装置，在催化裂化催化剂存在下进行裂化反应，经分离后得到干气、液化气、催 化裂化汽油、催化裂化柴油、催化裂化重循环油和油浆，其中催化裂化柴油和催化裂化重循 环油至加氢处理装置。该方法提高了轻油的收率，降低了焦炭产率，降低了汽油中硫含量， 降低柴油的芳烃含量和硫含量并提高其十六烷值。但该方法需要两套分馏系统，增加了投 资费用；由于过程换热，热能损失较多，油浆没有充分利用，同时，加氢处理装置和催化裂化装置都有柴油产品，相对而言，汽油和气体产品的总收率将减少。另外，催化裂化柴油与蜡 油混合进行加氢处理，由于加氢处理是以蜡油加氢脱硫为主要目的，并不适宜于柴油馏分 的综合改质要求，合并处理催化裂化柴油时并不能获得目前可以接受的柴油产品，特别是 加工劣质原料时，更不能得到合格的柴油产品。CN1382776A公开了一种渣油加氢处理与重油催化裂化联合的方法，该方法将渣油 在加氢处理装置进行加氢反应，所得的加氢渣油与任选的减压瓦斯油一起进入催化裂化装 置进行裂化反应，催化裂化的重循环油返回加氢处理装置，蒸馏油浆得到的蒸出物返回加 氢处理装置。该方法将两个装置有机的联合起来，能将渣油、重循环油和油浆转化为轻质油 品。该方法存在与CN1896192A相同的不足之处。US6, 565，739公开了一种两段催化裂化和加氢处理的组合工艺。该方法为第一段 催化裂化的重循环油经加氢处理后，进入第二段催化裂化装置进行裂化，两段催化裂化针 对不同原料采用不同类型的催化剂，但该方法需要将重循环油单独加氢处理，增加装置投 资很多，且只解决催化裂化装置焦炭高的问题，对产品质量提高幅度不大。US6, 123，830公开了一种两段催化裂化和两个加氢处理的组合工艺。原料油首先 经过第一个催化裂化装置，得到石脑油、柴油和重油；第一个催化重油进入第二个加氢处理 装置进行加氢(其氢分压要高于第一个加氢装置)，得到第二个加氢尾油，部分尾油在送到 第一个加氢装置进行加氢；第二个加氢尾油到第二个催化裂化装置进行裂化。该组合工艺 较为复杂，包含两个加氢处理装置和两个催化裂化装置，流程长、操作复杂，投资过高。US5, 770，044公开了一种催化裂化和加氢处理的组合工艺。该方法为新鲜原料 经催化裂化后，分离得到气体、石脑油和较重的产品(包括柴油和重循环油)；较重产品进 入一个加氢处理装置后，分离得到石脑油、柴油和加氢尾油；加氢尾油再循环回催化裂化装 置。该组合工艺较好解决了焦炭产率高、柴油质量差的问题，但新鲜原料没有经过加氢处理 直接进行催化裂化，得到汽油产品的硫含量较高。CN1119397C公开了一种渣油加氢处理-催化裂化组合工艺方法，该方法中，渣油 和澄清油一起进入渣油加氢装置，在氢气和加氢催化剂存在下进行反应，重循环油在催化 裂化装置内部进行循环；反应所得的油浆经分离器分离得到澄清油，返回至加氢装置。但油 浆进入渣油加氢处理装置，油浆中的易生焦物将会增加加氢催化剂的积炭，降低了加氢催 化剂的加氢活性和操作周期，且重循环油是在催化裂化装置内部。因此，此方法对降低焦炭 产率、提高产品质量是有限的。蜡油加氢处理和催化裂化组合工艺中，分馏装置的能耗占较大的比例，如何减少 分馏装置的能耗是需要重点考虑的内容。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种蜡油加氢处理和催化裂化组合方法，可以 最大量生产汽油产品，同时工艺过程简单，整体能耗降低。本发明蜡油加氢处理和催化裂化组合方法包括加氢处理原料在氢气和加氢处理 催化剂存在下进行加氢反应，加氢反应流出物气液分离，气相循环用于加氢反应，液相不经 分馏直接进入催化裂化装置，催化裂化反应流出物分离出干气、液化气和催化裂化汽油后 的催化裂化重馏分与加氢处理原料混合进行加氢反应。
本发明方法中，加氢处理原料包括直馏减压蜡油、焦化蜡油、脱浙青油中的一种或 者任意的混合油。加氢反应流出物首先进行气液分离，该气液分离在与反应压力等级相同 的条件下进行，分离得到的气相主要为氢气，经过可选择的脱硫化氢处理后循环用于加氢 反应，加氢反应过程同时需要补充新氢以补充反应过程的消耗。加氢反应流出物气液分离 后得到的液相进入低压分离器，然后直接进入催化裂化装置。本发明方法中，加氢反应过程使用的催化剂及工艺条件可以根据原料性质及产品 质量要求按本领域常规知识确定。典型的加氢反应工艺条件为氢分压8. OMPa 16. OMPa, 反应温度300°C 450°C，液时体积空速0. lh—1 3. Oh—1，氢气与液相物料的体积比(以下 简称氢油比)300 2000。本发明方法中，加氢处理催化剂可以是一种脱硫、脱氮、芳烃饱和能力强的加氢催 化剂，其活性金属组分为钨_镍、钼_镍、钼_钴或钨_钼_镍等组合方式，载体为氧化铝、 二氧化硅或无定型硅铝，其中氧化铝为最常用载体，加氢处理催化剂中可以同时含有适宜 助剂，如P、B、Ti、Zr、F等，可以采用商品催化剂，也可以按本领域现有方法制备。如果原料 中有较高的金属含量或残碳较高或结焦前驱物含量较高，为了保护加氢处理催化剂和延长 运转周期，可以在加氢处理催化剂接触原料前放置部分保护催化剂和/或脱金属催化剂， 其比例为加氢处理催化剂的5% 30% (体积)。加氢反应器类型是固定床，加氢装置至少 包括一个反应器，加氢处理装置不设置分馏系统。本发明方法中，催化裂化可以采用本领域常规技术。催化裂化装置可以是一套或 一套以上，每套装置至少应包括一个反应器、一个再生器。催化裂化装置设置分馏塔，可以 每套催化裂化装置分别设定，也可以共用。催化裂化分馏塔将催化裂化反应流出物分馏为 干气、液化气、催化裂化汽油和催化裂化重馏分。催化裂化重馏分先过滤出含有的微量催化 裂化催化剂粉末后进行加氢反应。催化裂化催化剂和工艺条件采用本领域常规技术。典型的催化裂化催化剂含有 REY、REHY、ZSM-5分子筛催化剂或混合物。工艺条件为反应温度470°C 570°C、反应时 间0. 5 5. 0秒、催化剂与原料油的重量比(以下简称剂油比)3 10、再生温度630°C 800°C，这里的原料油是指进入催化裂化装置的原料油。加氢处理和催化裂化的具体工艺条件可以由技术人员根据原料性质和产品质量 指标通过简单实验获得。本发明的优点在于1、在整个组合工艺中，主要产品是催化裂化汽油，液化气以及少量干气，从而可以 保证最大量地生产汽油。2、催化裂化反应流出物不分离出催化裂化油浆，解决了油浆因粘度大不易分离出 催化剂固体粉末的问题。催化裂化重馏分油中含有柴油馏分，由于柴油馏分的稀释作用， 其中的催化剂固体粉末过滤变得更加容易，同时也降低了加氢处理混合进料的加氢反应难 度。在分离出催化裂化油浆时，虽然可以通过澄清而部分利用，但利用率较低，本发明方法 由于不分离出催化裂化油浆，不产生外排部分，提高了原料的利用率。3、从整个组合工艺来看，加氢处理装置中不需设分馏系统，加氢处理生成油直接 进入催化裂化反应器，其中间不需设原料泵，催化裂化重馏分对新鲜蜡油原料起到稀释作 用，从而使混合原料油的输送和过滤更加容易。催化裂化反应流出物的分馏系统仅分馏出汽油馏分等轻质产品，分馏塔所需的理论分离塔板数大大降低。以上几个方面都使设备投 资有了很大的降低。4、由于加氢处理装置不设分馏系统，加氢生成油直接进入催化裂化反应器，催化 裂化生成油在分离出气体产品和催化汽油后，剩余混合油经过滤后循环回加氢装置，上述 两个过程大大降低了热量的损失，同时大大减少了分馏过程所需的能量，从而降低了整个 工艺过程的能耗。
图1是本发明蜡油加氢处理和催化裂化组合方法工艺流程示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明所提供的方法进行进一步的说明，但不因此而限制本发明。工艺流程详细描述如下蜡油原料1和过滤后的催化裂化重馏分18混合，升压后与循环氢2混合进入加氢 处理反应器4，通过与加氢处理催化剂床层接触，脱除原料油中的金属、硫、氮等杂质，在脱 除杂质的同时发生芳烃饱和、烯烃饱和和轻度裂化等反应。由于加氢处理为强放热反应，需 在反应器床层中间引入冷氢3，控制反应温度和温升。加氢处理反应器4出口反应流出物5 进入高压分离器6进行气液分离，分离出的气相物流进行脱硫化氢等处理后进循环压缩机 9升压后循环到加氢处理反应器入口，补充的新氢也可以在循环压缩机9之后引入，分离出 的液相物流再到低压分离器7进一步分离，分离出的液相物流不经换热和分馏，调整低压 分离器的压力，使液相物流在不使用原料泵的情况下通过管线8进入催化裂化装置的反应 系统10。来自管线8的加氢生成油进入催化裂化装置的反应系统10，在催化裂化催化剂上 进行反应，反应后的油气物流11进入催化装置的催化裂化分馏塔14，分离出气体12和催化 裂化汽油13，气体12和催化裂化汽油13排出装置，分馏塔剩余的催化裂化重馏分15进入 分离器16，过滤出的催化剂粉末、机械杂质及固体颗粒17，过滤后的催化裂化重馏分18循 环到加氢处理装置。下面的实施例将对本发明提供的方法进一步说明，但并不因此而限制本发明。实 施例和对比例中所用的原料油为直馏减压蜡油和焦化蜡油的混合油，其质量比为50 50， 其性质列于表1。混合蜡油原料加氢试验在反应器中进行，装填加氢处理催化剂，加氢处理 催化剂为抚顺石油化工研究院研制生产的商品加氢处理催化剂FF-14。施例和对比例中所 用的催化裂化催化剂相同，均为兰州石化公司开发生产的催化裂化催化剂LB0-16。对比例该对比例采用常规的蜡油加氢处理_催化裂化方法，即加氢处理的原料为直馏减 压蜡油和焦化蜡油的混合油，催化裂化原料为加氢蜡油，催化裂化重循环油在催化裂化装 置内循环处理。表2、表3、表4分别为工艺条件、产品分布和主要产品性质。实施例该实施例采用本发明提供的蜡油加氢处理和催化裂化组合方法，将包括催化裂化柴油、催化重循环油和催化油浆的催化裂化重馏分循环至加氢处理装置中进一步加工。表 2、表3、表5分别为工艺条件、产品分布、和主要产品性质。对比结果表明，将催化裂化重馏分油与新鲜蜡油原料混合加氢处理后，催化裂化 汽油收率增加22. 96个百分点，焦炭产率有所下降，干气和液化气的收率增加。该方法可以 很好地满足希望增产汽油的企业。表1原料油性质 表2加氢处理和催化裂化工艺条件 以装置进料量计算。表3产品分布 以装置进料量为100%计算， 以新鲜原料为100%计算。表4常规蜡油加氢处理_催化裂化主要产品性质‘ 其中加氢蜡油、催化裂化重循环油均为中间产品表5本发明主要产品性质
权利要求
一种蜡油加氢处理和催化裂化组合方法，加氢处理原料在氢气和加氢处理催化剂存在下进行加氢反应，其特征在于加氢反应流出物气液分离，气相循环用于加氢反应，液相不经分馏直接进入催化裂化装置，催化裂化反应流出物分离出干气、液化气和催化裂化汽油后的催化裂化重馏分与加氢处理原料混合进行加氢反应。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于加氢处理原料包括直馏减压蜡油、焦化蜡 油、脱浙青油中的一种或者任意的混合油。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于加氢反应流出物首先进行气液分离，该气 液分离在与反应压力等级相同的条件下进行，分离得到的气相主要为氢 气，经过可选择的 脱硫化氢处理后循环用于加氢反应。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于加氢反应流出物气液分离后得到的液相 进入低压分离器，然后直接进入催化裂化装置。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于加氢反应工艺条件为氢分压8.OMPa 16. OMPa,反应温度300°C 450°C，液时体积空速0. lh—1 3. Oh—1，氢气与液相物料的体积 比为300 2000。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于加氢处理催化剂的活性金属组分为 钨_镍、钼_镍、钼_钴或钨-钼-镍组合方式，载体为氧化铝、二氧化硅或无定型硅铝。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于在加氢处理催化剂接触原料前放置部分 保护催化剂和/或脱金属催化剂，其比例为加氢处理催化剂体积的5% 30%。
8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于催化裂化装置是一套或一套以上，每套装 置至少应包括一个反应器、一个再生器，催化裂化装置设置分馏塔，每套催化裂化装置分别 设置分馏塔，或者共用分馏塔。
9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于催化裂化重馏分先过滤出含有的微量催 化裂化催化剂粉末后进行加氢反应。
10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于催化裂化催化剂含有REY、REHY、ZSM-5 分子筛催化剂或上述分子筛的混合物，催化裂化工艺条件为反应温度470°C 570°C、反 应时间0. 5 5. 0秒、催化剂与原料油的重量比3 10、再生温度630°C 800°C。
全文摘要
本发明公开了一种蜡油加氢处理和催化裂化组合方法，加氢处理原料在氢气和加氢处理催化剂存在下进行加氢反应，加氢反应流出物气液分离，气相循环用于加氢反应，液相不经分馏直接进入催化裂化装置，催化裂化反应流出物分离出干气、液化气和催化裂化汽油后的催化裂化重馏分与加氢处理原料混合进行加氢反应。与现有技术相比，本方法可以最大量的生产汽油，同时，节省设备投资，充分利用反应热能，降低生产能耗。
文档编号C10G69/04GK101875856SQ200910207389
公开日2010年11月3日 申请日期2009年10月20日 优先权日2009年4月30日
发明者关明华, 刘涛, 吴子明, 张学辉, 曾榕辉, 石友良, 黄新露 申请人:中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院