加氢处理全液反应器中的轻质循环油的制作方法_2

文档序号:8448733阅读:来源:国知局
、十字形和"C"形催化剂。优选地,当使用填料床反应器时,成型催化剂颗粒的直径为 约0. 25至约13mm(约0. 01至约0. 5英寸)。更优选地,催化剂颗粒的直径为约0. 79至约 6. 4_(约1/32至约1/4英寸)。此类催化剂是可商购获得的。
[0030] 合适的催化剂的商业来源为本领域技术人员所熟知。催化剂供应商包括例如 Albemarle、CRI Criterion和Haldor-Topsoe。氢化处理催化剂的具体不例包括KF860 和KF848,购自Albemarle。氢化裂解催化剂的具体示例包括KC2610和KC3210,也购自 Albemarle。
[0031] 在使用之前和/或期间,可通过在升高的温度下使催化剂与含硫化合物接触,来 使所述催化剂硫化。适宜的含硫化合物包括硫醇、硫化物、二硫化物、H 2s、或它们中两种或 更多种的组合。通过在进料或稀释剂中引入少量含硫化合物,可使所述催化剂在使用前硫 化("预硫化")或在过程期间硫化("硫化")。可使所述催化剂原位预硫化或异位预硫化, 并且进料或稀释剂可用添加的含硫化合物定期补充以将所述催化剂维持在硫化状态。实例 提供预硫化程序。
[0032] 实施例A
[0033] 本发明提供加氢处理烃进料的方法。所述方法包括:(a)使烃进料与氢气和第一 稀释剂接触以形成第一液体进料,其中氢气溶解于所述第一液体进料中,并且其中所述烃 进料为轻质循环油(LC0),所述轻质循环油具有大于25重量%的聚芳族化合物含量,大于 300百万分之一重量份(wppw)的氮含量,以及大于890kg/m 3的密度;(b)使第一液体进料 混合物与第一全液反应区中的第一催化剂接触以产生第一流出物;(c)使第一流出物的一 部分再循环以用作步骤(a)中第一稀释剂的全部或一部分;(d)从未再循环的第一流出物 的部分中分离氨和任选地其它气体,以产生具有小于lOOwppm氮含量的第二流出物;(e)使 第二流出物与氢气和第二稀释剂接触以产生第二液体进料,其中氢气溶解于所述第二液体 进料中;(f)使所述第二液体进料与第二全液反应区中的第二催化剂接触以产生第三流出 物,所述第三流出物具有在15. 6°C下小于865kg/m3的密度和小于11重量%的聚芳族化合 物含量;(g)使所述第三流出物的一部分再循环以用作步骤(e)中第二稀释剂的全部或一 部分;并且(h)将未再循环的第三流出物的一部分看作产物流。
[0034] 在一个实施例中,本发明方法还包括(i)将产物流分馏以回收至少柴油馏分。
[0035] 在本发明方法的另一个实施例中,步骤(a)中的LC0具有大于500wppm的硫含量, 并且步骤(h)中的产物流具有小于50wppm并且优选地小于lOwppm的硫含量。
[0036] 本发明的第一阶段为氢化处理。使新鲜的LC0烃进料与氢气和第一稀释剂接触, 以形成氢气溶解于其中的单液相混合物(第一液体进料)。用于制备第一液体进料混合物 或本文稍后描述的类似的第二液体进料混合物的接触操作可在本领域中已知的任何适宜 混合装置中进行。第一稀释剂可包含本文稍后描述的第一再循环流,基本上由所述第一再 循环流组成,或由所述第一再循环流组成。
[0037]使第一液体进料混合物与第一全液反应区中的第一催化剂接触以产生第一流出 物。作为氢化处理催化剂的第一催化剂的选择以及第一全液反应区中的操作条件诸如温 度、压力和液时空速(LHSV)被设计成实现第一液体进料的至少加氢脱氮和聚芳族化合物 饱和。通常并且有利地将同时进行加氢脱硫。使第一流出物的一部分再循环,以用作第一 液体进料中第一稀释剂的全部或一部分。
[0038] 使未再循环的第一流出物的部分经受分离步骤,其中来自加氢脱氮的氨以及任选 的其它气体诸如来自加氢脱硫的硫化氢被分离以产生第二流出物,所述第二流出物将变成 所述方法的第二阶段的进料。与新鲜的LC0进料相比,第二流出物将具有极大减少的氮含 量和聚芳族化合物含量。例如,第二流出物一般将具有小于1〇〇百万分之一重量份(wppm), 通常小于lOwppm的氮含量,以及小于11重量%的聚芳族化合物含量。第二流出物一般将 具有大于新鲜LC0的十六烷指数,例如大于30但通常小于40的十六烷指数。当新鲜LC0 进料具有大于500wppm的硫含量时,第二流出物一般还将具有相对于新鲜LC0极大地减少 的硫含量,例如小于50wppm且优选地小于lOwppm的硫含量。在氢化处理第一阶段期间基 本上不制得石脑油,因此,第一或第二流出物中的石脑油体积分数低至零。
[0039] 在所述方法的第二阶段,氢化裂解阶段中,使第二流出物与氢气和第二稀释剂接 触以形成氢气溶解于其中的单液相混合物(第二液体进料)。稀释剂包含如本文稍后所述 的第二再循环流,或基本上由第二再循环流组成,或由第二再循环流组成。使第二液体进料 混合物与第二全液反应区中的第二催化剂接触以产生第三流出物。将作为氢化裂解催化剂 的第二催化剂,以及第二全液反应区中的操作条件诸如温度、压力和液时空速(LHSV)选择 成导致第二液体进料混合物开环并避免进料裂解成更轻质(例如石脑油)馏分。该阶段中 的反应使得,相对于第二流出物,密度有益的减小并且十六烷指数增加。使第三流出物的一 部分再循环,以用作第二液体进料中第二稀释剂的全部或一部分。
[0040] 收集未再循环的第三流出物的部分作为产物流。当在15. 6°C的温度下测量时,产 物流将具有小于865kg/m3,通常等于或小于860kg/m3,并且优选地等于或小于845kg/m 3的 密度。另外,产物流将具有小于lOOwppm并且通常小于lOwppm的氮含量,以及小于11重 量%的聚芳族化合物含量。此外,产物流通常将具有大于35且优选地大于40的十六烷指 数。
[0041]根据需要,可对产物流进行进一步处理。在一个实施例中,将产物流分馏以回收至 少柴油馏分。例如,可将产物流分馏成轻质(石脑油)馏分、中间(柴油)馏分和底部(重 质)馏分。优选地,基于所述柴油和石脑油馏分的总体积计,柴油馏分为至少60体积%。更 优选地,基于所述柴油和石脑油馏分的总体积计,柴油馏分为至少75体积%。甚至更优选 地,基于所述柴油和石脑油馏分的总体积计,柴油馏分为至少88体积%。出于本发明的目 的,石脑油被定义为小于150°C的馏出物体积分数,并且柴油被定义为介于150°C和360°C 之间的馏出物体积分数。沸点高于360°C的重馏分可被分离并任选地送入裂解单元以减小 分子量。
[0042]第一和第二再循环流分别向所述方法的第一或第二阶段提供稀释剂的至少一部 分。就第一或第二阶段而言,循环比可以在约1至约8的范围内,优选地循环比为约1至约 5。除再循环之外,所述稀释剂还可包含可与烃进料和催化剂相容的任何其它有机液体。当 除了再循环流之外,第一或第二阶段中的稀释剂还包含有机液体时,优选地所述有机液体 为氢气在其中具有相对高溶解度的液体。所述稀释剂可包含有机液体,所述有机液体选自 轻质烃、轻质馏分、石脑油、柴油以及它们中两种或更多种的组合。当稀释剂包含有机液体 时,所述有机液体通常以不大于50-80%的量存在。
[0043]在所述方法的两个阶段中氢气需求和消耗均可能是高的。进料至第一和第二全液 反应区中的氢气总量大于100标称升氢气每升烃进料(N 1/1)或大于560scf/bbl。优选 地,进料至第一和第二全液反应区中的氢气总量为200-530N 1/1 (1125-3000scf/bbl),更 优选地250-450N 1/1 (1400-2500sCf/bbl)。进料和稀释剂的组合能够提供所有液相中的氢 气,而对于氢气的此类高消耗量不需要气相。即处理区为全液反应区。
[0044] 第一和第二阶段反应在单独的反应器中进行。第一和第二全液反应区各自可独立 地包括一个反应器或两个或更多个(多个)串联的反应器。任一个全液反应区中的每个反 应器为固定床反应器并且可具有活塞流反应器、管状反应器或其它设计,其用固体催化剂 填充并且其中使所述液体进料通过所述催化剂。每个全液区中的每个反应器可独立地包括 单个催化剂床或两个或更多个(多个)串联的催化剂床。将催化剂加载至每个床。所有第 一全液反应区反应器和催化剂床液体连通并且彼此串联连接。同样,所有第二全液反应区 反应器和催化剂床液体连通并且彼此串联连接。在塔式反应器或包含两个或更多催化剂床 的单容器内或在多个反应器之间,所述床由无催化剂区物理分隔。优选地,在床之间将氢气 进料以补偿液相中耗尽的氢气含量。新鲜氢气溶解于液相中,然后与催化剂接触,从而维持 全液反应条件。位于催化剂床之前的无催化剂区示例于例如美国专利7, 569, 136中。
[0045]分离氨和任选地其它气体以产生第二流出物可在本领域中已知的任何适宜装置 中进行,包括例如低压分离器、高压分离器或分馏器。
[0046] 第一和第二全液反应区中的工艺条件,换句话讲,氢化处理和氢化裂解条件分别 可以是独立地变化的,并且在温和至极端的范围内。任一个全液反应区的反应温度可在约 300°C至约450°C的范围内,优选地在约300°C至约400°C的范围内,还更优选在约340°C至 400°C的范围内。任一个全液反应区中的压力可在约3. 45MPa (34. 5巴)至17. 3MPa (173巴) 的范围内,优选地在约6. 9至13. 9MPa (69至138巴)的范围内。第一阶段和第二阶段中可 使用多种适宜的催化剂浓度范围。优选地,所述催化剂占各反应区的反应器内容物的约10 至约50重量%。液体进料以约0. 1至约10hr'优选地约0. 4至约10hr'更优选地约0. 4 至约4. Ohf1的液时空速(LHV)提供。本领域的技术人员能够在没有任何困难或过度实验 的情况下容易地选择合适的工艺条件。
[0047] 本发明的方法可有利地以高收率将LC0转换成柴油范围产品。由此制得的柴油 具有高质量,其在15. 6°C的温度下具有约865kg/m3(0. 865g/mL)或更小的密度;小于11重 量%的聚芳族化合物含量;小于50wppm,更优选地小于lOwppm的硫含量;以及大于35的 十六烷指数。柴油产品通过将本发明方法的总液体产品分馏并回收柴油范围馏出物来获 得。
[0048] 在炼油厂中常见的是将烃原料,诸如具有不同特性的柴油原料共混,以获得为所 有特性的最佳平均的终产物。由本发明方法制得的柴油产品非常适用于此类共混操作。
[0049] 实施例B
[0050] 本发明提供加氢处理烃进料的另一种方法。所述方法包括:(a)使烃进料与氢气 和第一稀释剂接触以形成第一液体进料,其中所述氢气溶解于所述第一液体进料中,并且 其中所述烃进料为轻质循环油(LC0),所述轻质循环油具有大于25重量%聚芳族化合物含 量,大于300百万分之一重量份(wppm)的氮含量,以及大于890kg/m 3的密度;(b)使第一 液体进料混合物与第一全液反应区中的第一催化剂接触以产生第一流出物;(c)使第一流 出物的一部分再循环以用作步骤(a)中第一稀释剂的全部或一部分;(d)在分离区中将未 再循环的第一流出物的至少一部分分离成至少三种馏分,包含:(i)低沸点馏分,其包含氨 和任选地其它气体,(ii)柴油馏分,其包含柴油范围产品,所述柴油范围产品具有15. 6°C 下不超过870kg/m3的密度,不超过13重量%的聚芳族化合物含量,以及不超过60wppm的 硫含量,以及(iii)高沸点馏分,其具有小于lOOwppm的氮含量;(e)使高沸点馏分的至少 一部分与氢气和第二稀释剂接触以产生第二液体进料,其中氢气溶解于所述第二液体进料 中;(f)使所述第二液体进料与第二全液反应区中的第二催化剂接触以产生第二流出物, 所述第二流出物具有在15. 6°C下小于875kg/m3的密度和小于
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