专利名称：加氢裂化生产燃料油的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于燃料化工领域，特别涉及一种以劣质原料油为原料通过非均相催化剂的悬浮床或浆态床或鼓泡床进行加氢裂化生产燃料油的方法及装置。
背景技术：
石油是不可再生的化石能源，目前世界原油产量中，劣质原油所占比例已超过55%，并有逐年升高的趋势，同时，伴随着石油需求量的快速增长和油价的持续走高，非常规油资源油页岩的开采加工进入了快速发展阶段，低温干馏产生的页岩油难以直接采用石油行业的加工方法加工，另外，随着煤化工行业的快速发展，新型煤化工过程副产大量的煤焦 油，煤焦油属较难加工的二次生成油。加工各种劣质原料油是石油炼厂和现代煤化工厂所面临的共同问题。国内外研究机构对劣质原料油的加工技术做过一些研究。USP3239456、USP3317423和USP4304660公开了双溶剂抽提催化裂化的轻质油和重质油的方法，其目的是为了得到某种化工原料，如制萘的原料等。US4419218等涉及一种加工方法，用常规固定床加氢方法对页岩油进行预处理，得到的生成油未经分离全部直接作为催化裂化原料生产柴油。国内专利公开了多种劣质原料油的加工工艺过程。中国专利200310110205等公开了一种重油流化脱碳、渣油加氢处理和渣油流化催化裂化组合工艺从重油中生产轻质燃料油。中国专利200510114740. 9公开了一种加工劣质原料油的催化裂化工艺，产品包括汽油、重芳烃和焦炭。中国专利200610032060. 7等公开了一种加氢处理生产燃料油的方法。中国专利200810209558. 5等公开了一种煤焦油延迟焦化和加氢生产燃料油和润滑油基础油的方法。中国专利201010171673. 5等公开了一种催化反应蒸馏和催化加氢提质组合工艺加工页岩油生产燃料油的工艺。这些方法的不足之处在于没有充分利用原料油。中国专利201010217358. I公开了一种非均相催化剂的煤焦油悬浮床加氢裂化方法，能够最大化生产高品质的车用燃料。如上所述，国内外关于劣质原料油的加工工艺中，有加氢和脱碳两种方案。加氢工艺主要有固定床加氢、悬浮床加氢和沸腾床加氢等工艺，常用的是固定床加氢裂化工艺；脱碳工艺主要采用催化裂化工艺、焦化、溶剂脱浙青等工艺，其目的都是改变劣质原料油中的碳氢比例，脱除掉劣质原料油中氮、硫等杂质，芳烃和/或烯烃饱和，降低其密度，实现轻质化。劣质原料油具有杂原子含量高，灰分高，多环芳烃和/或不饱和烃含量高、胶质、浙青质含量高等特点。这使得劣质原料油在采用常规的石油加工工艺过程时存在反应系统结焦沉积、催化剂使用寿命短等问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种加氢裂化生产燃料油的方法及装置，所要解决的技术问题是以劣质原料油为原料生产燃料油，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决的技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种燃料油的生产方法，其包括原料油蒸馏、催化剂油浆制备、加氢裂化、加氢裂化产物分离、催化剂分离、加氢精制和产品分馏；所述原料油蒸馏，是将原料油采用蒸馏的方法分离，得到包括重油馏分在内的两个或两个以上的馏分；所述催化剂油浆制备，是将重油馏分的一部分、脱除了催化剂的加氢重馏分油、力口氢精制尾油馏分、催化剂和硫化剂一起混合均匀制成催化剂油浆；所述加氢裂化，是将除用于制备催化剂油浆之外的剩余重油馏分加氢裂化产物分离得到的底部流出油中的一部分(即大约三分之二至五分之四的分离器底部重油)作为原料和催化剂油浆在悬浮床或浆态床或鼓泡床加氢反应器进行加氢裂化反应；
所述加氢裂化产物分离，是将加氢裂化产物行分离，得到顶部流出油和底部流出油，该底部流出油含有催化剂；所述催化剂分离，是将上述的一部分底部流出油进行固液分离，得到催化剂残渣和加氢重馏分油；所述加氢精制，是将原料油蒸馏得到除重油馏分之外的其他馏分和上述的顶部流出油作为原料，混氢后进行加氢精制反应；所述的产品分馏，是将加氢精制反应得到的反应物进行蒸馏分馏，得到燃料油馏分和尾油馏分。进一步的，上述的燃料油的生产方法，其中所述的原料油为煤焦油、页岩油、重质原油、超重质原油、常压渣油、减压渣油、蜡油、脱浙青油、催化裂化油浆中的一种或几种混合物。进一步的，上述的燃料油的生产方法，其中所述的加氢裂化的反应条件为反应温度330°C 480°C，反应压力8MPa 23MPa，体积空速0. 31T1 3. 01T1，氢油体积比500 2000，催化剂的加入量为活性组分的金属总量与进行加氢裂化的物料重量之比为0. 1-4 100 ;所述的加氢精制的反应的条件为温度300°C 420°C，反应压力7MPa 19MPa体积空速0. 31T1 3. Or1,氢油体积比500 2000，加氢精制催化剂的活性金属组分为钨、钥、镍和钴中的一种或几种；催化剂中活性金属组分含量为20% 50%。进一步的，上述的燃料油的生产方法，其中所述的加氢裂化的反应条件为反应温度380°C~ 460°C，反应压力IOMPa 19MPa，体积空速0. 51T1 2. Oh—1，氢油体积比800 1500，催化剂的加入量为活性组分的金属总量与进行加氢裂化的物料重量之比为0. 5 :100至2 :100 ;所述的加氢精制的反应的条件为温度310°C 360°C，反应压力8MPa 15MPa，体积空速0. 41T1 2. Or1,氢油体积比800 1500，加氢精制催化剂的活性金属组分为钨、钥、镍和钴中的一种或几种，催化剂中活性金属组分含量为24% 40%。进一步的，上述的燃料油的生产方法，其中所述的硫化剂为硫磺或二甲基二硫醚，硫化剂的加入量为使加氢裂化反应系统循环氢的硫化氢含量不小于lOOOppm。进一步的，上述的燃料油的生产方法，其中所述的加氢裂化产物分离步骤得到的底部流出油分为两部分，一部分作为加氢裂化反应的原料，另一部分进行催化剂分离。进一步的，上述的燃料油的生产方法，其中所述的作为加氢裂化反应的原料的底部流出油所占比例为三分之二至五分之四。
进一步的，上述的燃料油的生产方法，其中所述的原料油蒸馏得到的馏分为轻油馏分和重油馏分；或者石脑油馏分、柴油馏分和重油馏分；或者石脑油馏分、酚油馏分、柴油馏分和重油馏分。进一步的，上述的燃料油的生产方法，其中所述的加氢重馏分油用于制备催化剂油浆或作为加氢裂化反应原料；所述的尾油馏分用于制备催化剂油浆或作为加氢裂化反应原料。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种加氢裂化生产燃料油的装置，其特征在于，该装置主要包括分馏塔、催化剂油浆制备单元、加氢裂化反应器、分离单元、固液分离器、加氢精制反应器和产品分馏单元；所述的分馏塔，用于对原料油进行蒸馏分离成为包括重油馏分在内的两个或两个以上的馏分两个或两个以上馏分；所述的催化剂油浆制备单元，用于将部分重油馏分、脱除了催化剂的加氢重馏分油、加氢精制尾油馏分、和催化剂和硫化剂混合制备催化剂油浆；所述的加氢裂化反应器，为悬浮床或浆态床或鼓泡床，用于至少以剩余的重油馏分为原料进行加氢裂化反应； 所述的分离单元，用于对加氢裂化反应器的流出物进行分离，得到顶部流出油和底部流出油，该底部流出油含有催化剂；所述的固液分离器，用于对底部流出油的一部分进行固液分离，得到催化剂残渣和加氢重馏分油；所述的加氢精制反应器，用于以原料油蒸馏得到除重油馏分之外的其他馏分和上述的顶部流出油作原料，混氢后进行加氢精制反应；所述的产品分馏单元，用于将加氢精制反应得到的反应物进行蒸馏分馏，得到燃料油馏分和尾油馏分。借由上述技术方案，本发明提出的燃料的生产方法和装置至少具有下列优点(I)能够加工重油和浙青采用本发明的进行的方法，几乎全部的原料油重油馏分加氢裂化成轻油产品，最大限度提高轻油收率，产品油收率高，柴油产品质量好，十六烷值高。(2)本发明能够减少反应器内结焦，延长装置运转周期采用悬浮床或浆态床或鼓泡床反应器加工原料油，非均相催化剂悬浮在原料油中，承载反应中生成的少量大分子焦炭，避免了焦炭沉积，装置可以长周期稳定运转。(3)采用适量比例的催化剂循环的方法，减少了催化剂的使用量。(4)本发明采用的流程是悬浮床或浆态床或鼓泡床加氢裂化装置-加氢精制装置在线联合，节约了设备投资和操作能耗。(5)对原料油的适应性广，适用于多种劣质原料油加工，资源利用率高。
图I是本发明的加氢裂化生产燃料油的方装置的流程示意图。
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，结合较佳实施例详细说明如下。如图I所示，本发明提出一种加氢裂化生产燃料油的装置，采用劣质原料油来制备燃料油，该装置主要包括原料预处理单元2、分馏塔3、脱酚单元7、加压装置9、加热装置10、催化剂油浆制备单元13、加氢裂化反应器15、分离单元16、固液分离器17、加氢精制反应器18、气液分离器19和产品分馏单元20。所述的劣质原料油为煤焦油、页岩油、重质原油、超重质原油、常压渣油、减压渣油、蜡油、脱浙青油、催化裂化油浆中的一种或几种混合物。所述的原料预处理单元2用于对原料油进行常规脱水和脱除机械杂质。所述分馏塔3用于对经过预处理的原料油进行蒸馏，分离成为两个或两个以上馏分，例如为轻油馏分和重油馏分6两种馏分，或者石脑油馏分4、柴油馏分5和重油馏分6三种馏分，或者为石脑油馏分、酚油馏分、柴油馏分和重油馏分6等四种馏分。以分离为三种馏分为例，石脑油馏分4如果酚含量较高，需先进入脱酚单元7脱去粗酚8再和柴油馏分5混合后进入加压装置9和加热装置10进行升压和升温后进入加氢精制反应器18。如果石脑油馏分4如果酚含量较低，则不再进入脱酚单元7直接和柴油馏分5混合后进入加压装置9和加热装置10进行升压和升温后进入加氢精制反应器18。所述分馏塔3的底部流出的重油馏分6分为两部分，一部分进入催化剂油浆制备单元13，另一部分进入高压泵14经升压后送入加氢裂化反应器15。所述的催化剂油浆制备单元13用于向加氢裂化反应器15提供加氢裂化催化剂油浆。该催化剂油浆制备单元13还与固液分离器17连接，用于接收来自固液分离器17底部 流出的加氢重馏分油；该催化剂油浆制备单元13还与产品分馏单元20连接，用于接收来自产品分馏单元20底部流出的尾油馏分24。较佳的，所述的固液分离器17和所述的产品分馏单元20的底部连接，从而将固液分离器17底部流出的加氢重馏分油和产品分馏单元20的底部输出的尾油馏分24混合后进入催化剂油浆制备单元13和/或直接进入高压泵14。所述的加氢裂化反应器15为悬浮床或浆态床或鼓泡床，用于进行加氢裂化反应，反应产物经顶部输出至高温分离单元16进行高温分离。分离单元16的顶部流出油进入加氢精制反应器18。分离单元16的底部液固相物流含有催化剂，液固相物流一部分该进入固液分离器17，另一部分进入加氢裂化反应器15。在固液分离器17中进行固液分离，分离后得到的催化剂残渣25和加氢重馏分油，重馏分油直接和加氢裂化反应器15的反应原料混合或者作为催化剂油浆制备的部分溶剂，进入加氢裂化反应器15内进一步进行加氢轻质化反应，脱出的催化剂残渣25外甩或再生。新氢28和分离单元16的顶部流出油进入加氢精制反应器18进行加氢精制。加氢精制反应器18底部流出油进入气液分离器19进行分离，顶部排出的循环氢27与新氢一起作为原料进入加氢裂化反应器15，气液分离器19的底部流出物进入产品分馏单元20进行分馏得到Cl C4馏分21、石脑油馏分22和柴油馏分23和尾油馏分24。该尾油馏分24去催化剂油浆制备单元13或直接进入高压泵14增压后进入加氢反应器15继续轻质化。本发明还提出一种以劣质原料油为原料加氢裂化生产燃料油的方法，其采用上述的加氢裂化生产燃料油的方装置，所述的劣质原料油可以是煤焦油、页岩油、重质原油、超重质原油、常压渣油、减压渣油、蜡油、脱浙青油、催化裂化油浆中的一种或几种混合物。该方法包括以下步骤(I)原料的预处理将劣质原料油进行常规脱水和脱除机械杂质。(2)原料油蒸馏将预处理后的原料油采用蒸馏的方法分离，得到包括重油馏分在内的两个或两个以上的馏分。例如分离为轻油馏分和重油馏分两个馏分；或者分离为石脑油馏分、柴油馏分和重油馏分三个馏分；或者分离为石脑油馏分、酚油馏分、柴油馏分和重油馏分四个馏分。(3)催化剂油浆制备将步骤(2)得到的重油馏分的一部分、催化剂11和硫化剂12 —起加入到带有搅拌设施的催化剂浆液制备装置中，于常压，80°C 200°C温度条件下充分混合均匀制成催化剂油浆。制备催化剂油浆的部分液态物料还可以是脱除了催化剂的加氢裂化反应物料和/或加氢精制物料分馏后得到的尾油馏分。所述的催化剂为含活性金属钥、镍、钴、钨或铁等的一种或多种的有机或者无机盐类或者天然矿物，其粒径为小于I U m或/和I 100 y m的粉状颗粒。所述硫化剂为在加氢裂化反应条件下可生成硫化氢的物质，例如硫磺或二甲基二硫醚等，硫化剂的加入量应保证加氢裂化反应系统循环氢的硫化氢含量不小于lOOOppm，催化剂油浆的固体浓度控制在10 45% (重量)，优选控制在25 40% (重量)。(4)加氢裂化 将催化剂油浆、步骤(2)得到的除用于制备催化剂油浆之外的剩余重油馏分和分离单元底部流出的液固相物流的三分之二到五分之四混合、经升压、混氢、升温后进入悬浮床或浆态床或鼓泡床加氢反应器进行加氢裂化反应。加氢裂化反应条件为反应温度330°C 480°C，优选380°C 460°C，反应压力8MPa 23MPa，优选IOMPa 19MPa，体积空速0. 31T1 3. OtT1,优选0. 51T1 2. Oh'氢油体积比500 2000，优选800 1500，催化剂的加入量以控制活性组分的金属总量与进行加氢裂化反应的原料油的重量之比为0. I 100 至 4 :100，优选 0. 5 :100 至 2 :100。(5)加氢裂化产物分离将经过加氢裂化反应后得到加氢裂化产物输送到分离单元进行分离(分离单元温度380°C 420°C，压力8MPa 23MPa)，得到分离单元顶部流出油和分离单元底部流出油，该底部流出油含有催化剂。所述底部流出油的大部分(三分之二到五分之四)循环至加氢裂化反应器继续进行加氢裂化反应，剩余的小部分(三分之一到五分之一)进行催化剂分离。(6)催化剂分离将上述加氢裂化产物分离得到的小部分底部流出油进行固液分离，得到催化剂残渣和加氢重馏分油。所述催化剂残渣进行外甩或再生，所述加氢重馏分油用于制备催化剂油浆或者作为加氢裂化反应的原料。(7)加氢精制将步骤(2)得到的除重油馏分之外的其他馏分(如果石脑油馏分中酚含量大于5wt% (占步骤I总所述原料油)需先脱酚)和步骤(5)得到的分离单元顶部流出油作为原料，混氢后进行加氢精制反应。加氢精制采用固定床反应，反应条件为反应温度300°C 4200C，优选310°C 360°C，反应压力7MPa 19MPa，优选8MPa 15MPa，体积空速0. 31T1 3. Or1,优选0. 41T1 2. Oh—1，氢油体积比500 2000，优选800 1500。加氢精制催化剂载体为耐熔多孔氧化物，活性金属组分为钨、钥、镍、钴中的一种或几种，以氧化物重量计，活性金属组分含量为20% 50%，优选24% 40%。(8)产品分馏将加氢精制反应得到的反应物进行气液分离，分离出循环氢和油分，将该循环氢输送到加氢裂化反应单元中。将所述的油分进行蒸馏分馏，得到Cl C4馏分、石脑油馏分、柴油馏分和尾油馏分。所述的尾油馏分用于制备催化剂油浆或者作为加氢裂化反应的原料。采用上述的燃料油生产方法进行具体实例如下实例I选用一种典型页岩油作为本实施例原料，经常规脱水、除机械杂质预处理后的页岩油原料的性质如表I。表I页岩油原料性质
权利要求
1.一种燃料油的生产方法，其特征在于包括原料油蒸馏、催化剂油浆制备、加氢裂化、加氢裂化产物分离、催化剂分离、加氢精制和产品分馏； 所述原料油蒸馏，是将原料油采用蒸馏的方法分离，得到包括重油馏分在内的两个或两个以上的馏分； 所述催化剂油浆制备，是将重油馏分的一部分、脱除了催化剂的加氢重馏分油、加氢精制尾油馏分、催化剂和硫化剂一起混合均匀制成催化剂油浆； 所述加氢裂化，是将除用于制备催化剂油浆之外的剩余重油馏分、加氢裂化产物分离得到的底部流出油中的一部分作为原料和催化剂油浆在悬浮床或浆态床或鼓泡床加氢反应器进行加氢裂化反应； 所述加氢裂化产物分离，是将加氢裂化产物行分离，得到顶部流出油和底部流出油，该底部流出油含有催化剂； 所述催化剂分离，是将上述的一部分底部流出油进行固液分离，得到催化剂残渣和加氢重馏分油； 所述加氢精制，是将原料油蒸馏得到除重油馏分之外的其他馏分和上述的顶部流出油作为原料，混氢后进行加氢精制反应； 所述的产品分馏，是将加氢精制反应得到的反应物进行蒸馏分馏，得到燃料油馏分和尾油馏分。
2.根据权利要求I所述的燃料油的生产方法，其特征在于，所述的原料油为煤焦油、页岩油、重质原油、超重质原油、常压渣油、减压渣油、蜡油、脱浙青油、催化裂化油浆中的一种或几种混合物。
3.根据权利要求I所述的燃料油的生产方法，其特征在于， 所述的加氢裂化的反应条件为反应温度330°C 480°C，反应压力8MPa 23MPa，体积空速0. 31T1 3. Oh—1，氢油体积比500 2000，催化剂的加入量为活性组分的金属总量与进行加氢裂化的物料重量之比为0. 1-4 :100 ； 所述的加氢精制的反应的条件为温度300°C 420°C，反应压力7MPa 19MPa体积空速0. 31T1 3. Or1,氢油体积比500 2000，加氢精制催化剂的活性金属组分为钨、钥、镍和钴中的一种或几种；催化剂中活性金属组分含量为20% 50%。
4.根据权利要求I所述的燃料油的生产方法，其特征在于， 所述的加氢裂化的反应条件为反应温度380°C 460°C，反应压力IOMPa 19MPa，体积空速0. 51T1 2. Oh'氢油体积比800 1500，催化剂的加入量为活性组分的金属总量与进行加氢裂化的物料重量之比为0. 5 :100至2 :100 ； 所述的加氢精制的反应的条件为温度310°C 360°C，反应压力8MPa 15MPa，体积空速0. 41T1 2. Or1,氢油体积比800 1500，加氢精制催化剂的活性金属组分为钨、钥、镍和钴中的一种或几种，催化剂中活性金属组分含量为24% 40%。
5.根据权利要求I所述的燃料油的生产方法，其特征在于，所述硫化剂为硫磺或二甲基二硫醚，硫化剂的加入量为使加氢裂化反应系统循环氢的硫化氢含量不小于lOOOppm。
6.根据权利要求I所述的燃料油的生产方法，其特征在于，所述加氢裂化产物分离步骤得到的底部流出油分为两部分，一部分作为加氢裂化反应的原料，另一部分进行催化剂 分离。
7.根据权利要求6所述的燃料油的生产方法，其特征在于，所述的作为加氢裂化反应的原料的底部流出油所占比例为三分之二至五分之四。
8.根据权利要求I所述的生产方法，其特征在于，所述原料油蒸馏得到的馏分为 轻油馏分和重油馏分；或者 石脑油馏分、柴油馏分和重油馏分；或者 石脑油馏分、酚油馏分、柴油馏分和重油馏分。
9.根据权利要求I所述的燃料油的生产方法，其特征在于，所述的加氢重馏分油用于制备催化剂油浆或作为加氢裂化反应原料； 所述的尾油馏分用于制备催化剂油浆或作为加氢裂化反应原料。
10.一种加氢裂化生产燃料油的装置，其特征在于，该装置主要包括分馏塔、催化剂油浆制备单元、加氢裂化反应器、分离单元、固液分离器、加氢精制反应器和产品分馏单元; 所述的分馏塔，用于对原料油进行蒸馏分离成为包括重油馏分在内的两个或两个以上的馏分两个或两个以上馏分； 所述的催化剂油浆制备单元，用于将部分重油馏分、脱除了催化剂的加氢重馏分油、力口氢精制尾油馏分和催化剂和硫化剂混合制备催化剂油浆； 所述的加氢裂化反应器，为悬浮床或浆态床或鼓泡床，用于至少以剩余的重油馏分为原料进行加氢裂化反应； 所述的分离单元，用于对加氢裂化反应器的流出物进行分离，得到顶部流出油和底部流出油，该底部流出油含有催化剂； 所述的固液分离器，用于对底部流出油的一部分进行固液分离，得到催化剂残渣和加氢重馏分油； 所述的加氢精制反应器，用于以原料油蒸馏得到除重油馏分之外的其他馏分和上述的顶部流出油作原料，混氢后进行加氢精制反应； 所述的产品分馏单元，用于将加氢精制反应得到的反应物进行蒸馏分馏，得到燃料油馏分和尾油馏分。
全文摘要
本发明提出一种加氢裂化生产燃料油的方法及装置。该方法包括以下步骤原料油蒸馏，得到重油馏分；催化剂油浆制备；加氢裂化，是将剩余重油馏分、脱除了催化剂的加氢重馏分油、加氢精制尾油馏分、为原料和催化剂油浆进行加氢裂化反应；加氢裂化产物分离，得到顶部流出油和底部流出油；催化剂分离，将一部分底部流出油进行固液分离，得到催化剂残渣和加氢重馏分油；加氢精制，是将除原料油中重油馏分之外的其他馏分和上述的加氢裂化产物分离顶部流出油作为原料，混氢后进行加氢精制反应；产品分馏，得到燃料油馏分和尾油馏分。本发明实现了液体油收率最大化，提高催化剂的使用效果、降低催化剂的成本，可以大大节约设备投资和操作能耗。
文档编号C10G67/00GK102796559SQ20121028662
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月13日 优先权日2012年8月13日
发明者张晓静, 吴艳, 史士东, 李文博, 刘立麟, 颜丙峰, 李培霖, 毛学锋, 王雨, 王勇, 赵鹏, 胡发亭, 石智杰, 杜淑凤, 谷小会, 朱肖曼, 黄澎, 张帆, 孙竟晔, 钟金龙 申请人:煤炭科学研究总院