一种低能耗多产优质喷气燃料的加氢裂化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种加氢裂化方法，具体的说是一种低能耗同时使用不同类型加氢裂 化催化剂最大量生产优质喷气燃料的加氢裂化方法。
【背景技术】
[0002] 随着市场对中间馏分油需求的不断增加，需要炼厂生产出更多的中间馏分油，新 的燃料标准对汽、柴油的指标提出了更严格的要求。显然，一次加工手段和FCC工艺已经不 能满足市场对清洁燃料的指标要求。加氢裂化工艺不仅是重质原料轻质化的二次加工手 段，更是从劣质原料获取优质喷气燃料和清洁柴油的一种重要手段。
[0003] 加氢裂化装置一次性投资比较大，操作费用也比较高。因此，世界各国各大研究 公司都在积极的为降低加氢裂化的成本进行大量的研究，取得了很大的进展。在催化剂方 面：世界各大专利商皆把催化剂的更新换代作为自己技术发展的重点，近几年来，不断在催 化剂的材料，催化剂的活性、寿命、稳定性以及降低催化剂成本等方面做了大量的工作。在 工艺方面：馏分油加氢裂化技术已相当成熟，各大石油公司在进一步优化加氢裂化操作的 同时，把创新点放在与加氢裂化相关的组合工艺上，通过优化组合工艺来降低成本；另外， 通过对加氢裂化的深入研究，探求催化剂性能与原料性质以及目的产品质量之间的内在联 系，建立合适的催化剂级配体系也是当前该领域研究的一个重点。
[0004] 美国专利（US 4172815)公开了一种同时生产喷气燃料和柴油的单段循环加氢裂 化方法，其工艺流程为：重质原料油经过加氢裂化后，其产品经过分馏，得到喷气燃料馏分、 柴油馏分和尾油；喷气燃料馏分全部或部分与尾油混合，送回加氢裂化反应器。此工艺流程 明显的缺点是喷气燃料再进行加氢裂化虽然提高了质量，但其收率降低较多、氢耗增加，且 投资也增加较多。
[0005] 美国专利（US 5026472)，公开了一种加氢裂化与产品馈分油再加氢精制联合生产 优质喷气燃料的方法。其工艺流程可简单描述为：裂化反应器出来产品通过两次热高压分 离器分离后，得到的煤油馏分在精制反应器中再加氢精制，其中所用催化剂为贵金属催化 剂；精制反应器出来产品与裂化反应器的重馏分油混合进入分馏塔。该方法技术特点在于 只对煤油馏分进行精制，达到生产喷气燃料的目的。但该方法需要增加较多设备，而且加氢 精制所用的催化剂为贵金属催化剂，成本较大，并且不能得到高质量的加氢尾油。
[0006] 中国专利（CN 1272524)公开了一种中压加氢裂化和煤油深度加氢处理组合的工 艺流程。该流程是将中压加氢裂化过程中得到的较高芳烃含量的煤油馏分油在一个较低 压力、氢气纯度较高、较低反应温度的条件下进行芳烃饱和，所用催化剂为含Pt或Ni还原 态金属的催化剂。该专利可以很好地对较高芳烃含量的煤油馏分进行处理，得到合格的喷 气燃料。但是该方法需要增加较多的设备，且煤油馏分的循环量较大，增加了装置投资， 且操作更为复杂。
【发明内容】
[0007] 针对现有加工工艺的不足，本发明提供一种多产优质喷气燃料的加氢裂化方法。 该方法将高温高压逆流传热技术与加氢裂化催化剂级配有机结合，综合利用加氢裂化反应 热，从而降低了工程投资及操作能耗。本发明通过两种不同类型加氢裂化催化剂在反应器 中的分层装填，充分发挥两种不同类型加氢裂化催化剂的特点，可以最大量生产优质的喷 气燃料，也可以根据市场需求，兼产部分优质加氢尾油。
[0008] 本发明提供的一种低能耗多产优质喷气燃料的加氢裂化方法，包括如下内容： (1) 重质原料油和氢气混合后，经过热高分气/冷混合进料换热器、反应流出物/热混 合进料换热器，两次换热升温，再经过或不经反应加热炉升至反应温度，进入加氢处理反应 区与加氢精制催化剂接触，进行加氢精制反应； (2) 加氢精制反应生成物进入第一加氢裂化反应区，进行加氢裂化反应； (3) 步骤（2)所得反应流出物进入分离器进行气液分离，经分离后得到富氢气体和液 体产品；富氢气体经循环氢压缩机循环使用，液体产品进入分馏塔进行分馏得到气体、石脑 油、喷气燃料和尾油； (4) 步骤（3)所得到的尾油可以全部，也可以部分与氢气混合进入第二加氢裂化反应 区，进一步进行加氢裂化，剩余部分加氢尾油做为下一加工单元的原料； (5) 步骤（4)得到的反应生成物返回步骤（3)，与第一加氢裂化反应区得到的反应流出 物混合后，进行气液分离和分馏，得到数量增加的气体、石脑油以及喷气燃料。
[0009] 根据本发明所述的加氢裂化方法，其中所述的步骤（2)中，第一加氢裂化反应区内 包括至少两种加氢裂化催化剂，按照与原料的接触顺序，分别为加氢裂化催化剂I和加氢 裂化催化剂II。所述的加氢裂化催化剂I以VI B族和/或VDI族金属为活性金属组分，以重 量计，催化剂I中含有改性Y分子筛的含量为15~50wt%，优先为30~40wt%，所述加氢裂 化催化剂II同样以VIB族和/或VDI族金属为活性金属组分，以重量计，催化剂中改性Y分子 筛的含量为3~30wt%，优选为15~25wt%，其中加氢裂化催化剂I中改性Y分子筛的含量 较加氢裂化催化剂II中的改性Y分子筛含量高10~25个百分数。
[0010] 其中在第一加氢裂化反应区内，加氢裂化催化剂I与加氢裂化催化剂II的装填体 积比一般为1:5~5:1，优选1:3~3:1。
[0011] 所述的第二加氢裂化反应区内可以装填常规的加氢裂化催化剂。如可以单独装填 加氢裂化催化剂I或加氢裂化催化剂II，或者级配使用加氢裂化催化剂I和加氢裂化催化 剂II，以用于循环裂化加氢尾油。当级配使用加氢裂化催化剂I和加氢裂化催化剂II时，所 述的加氢裂化催化剂I与加氢裂化催化剂II的体积比一般为1:5~5:1，优选1:3~3:1。
[0012] 上面所述的加氢裂化催化剂I和加氢裂化催化剂II以改性Y分子筛和氧化铝为 载体，或以改性Y分子筛、无定形硅铝和氧化铝为载体，以元素周期表VI B族(如钨、钥)和/ 或VID族(如镍、钴)金属为活性组分，同时可添加一些助剂如磷、钛、锆等。一般工业上普遍使 用的是含分子筛和/或无定型加氢裂化催化剂。以催化剂的重量为基准，加氢裂化催化剂 中I或II中VI B族和/或VDI族金属活性组分的含量一般为15%~35%。
[0013] 根据本发明披露的方法，在某些【具体实施方式】中，加氢裂化催化剂I中改性Y分 子筛的晶胞常数一般为2. 435~2. 445nm ;加氢裂化催化剂II中改性Y分子筛的晶胞常数 一般为 2. 425 ~2. 435nm，优选为 2. 425 至小于 2. 435nm (2. 425 ~〈2. 435nm)。
[0014] 在更优选的一些实施例中，加氢裂化催化剂I中改性Y分子筛的SiO2Al 2O3摩尔 比一般为5. O~70. 0,其相对结晶度为90~130% ;加氢裂化催化剂II中改性Y分子筛的 SiO2Al2O3摩尔比一般为5. 0~50. 0,相对结晶度为90~120%。
[0015] 符合要求的加氢裂化催化剂I和加氢裂化催化剂II可以选择本领域中的商业催 化剂。也可以根据需要，按照本领域熟知的方法自行制备符合要求的加氢裂化催化剂。
[0016] 根据本发明披露的方法，所述的加氢处理反应区包括至少一个加氢精制催化剂床 层，通常包括2~3个加氢催化剂床层。所述的第一加氢裂化反应区和第二加氢裂化反应区 分别包括至少2个催化剂床层，通常分别包括3~5个催化剂床层。其中所述的2个或多 个催化剂床层可以设置于一个反应器内，或者可以分别设置于两个以上的反应器内。
[0017] 本发明所述的加氢裂化方法中，可以包括两个大的反应区，第一反应区由加氢处 理反应区和第一加氢裂化反应区构成，通常采用一台反应器或两台反应器串联操作，按照 与反应物料的接触顺序，分别装填加氢精制催化剂、加氢裂化催化剂I和加氢裂化催化剂 II (或组合装填加氢精制催化剂、加氢裂化催化剂I和加氢裂化催化剂II)。第二反应区（即 第二加氢裂化反应区）设置于单独一个小反应器内，可以单独装填加氢裂化催化剂I或加 氢裂化催化剂II，也可以级配装填加氢裂化催化剂I和加氢裂化催化剂II，与第一反应区 并联操作，用于循环裂化加氢尾油；两段共用高低压分离器和分馏塔以及氢气系统。
[0018] 本发明加氢裂化方法中，所述的加氢精制催化剂一般包括载体和加氢活性金属。 以催化剂的重量为基准，通常包括元素周期表中第VI B族金属组分，如钨和/或钥以氧化 物计为10%~35%，优选为15%~30% ;第VID族金属如镍和/或钴以氧化物计为1%~7%， 优选为1. 5%~6%。载体为无机耐熔氧化物，一般选自氧化铝、无定型硅铝、二氧化硅或氧 化钛等。可以选择现有的各种商业催化剂，例如抚顺石油化工研究院（FRIPP)研制开发的 FF-14、FF-24、3936、3996、FF-16、FF-26、FF-36、FF-46 等加氢精制催化剂；UOP 公司生产的 HC-K、HC-P催化剂；Topsoe公司生产的TK-555、TK-565催化剂，也可以根据需要按本领域 的常识进行制备。
[0019] 根据本发明所述的加氢裂化方法，其中步骤（3)中所述尾油的初馏点一般为 270 ~385。。。
[0020] 本发明所述的重质原料油可以包括各种馏程适宜的烃原料。典型的加氢裂化原料 包括任何重油或合成油馈分，这类原料包括直馈錯油、减压錯油、焦化錯油、延迟焦化錯油、 减粘瓦斯油、常压渣油、费-托合成油或脱浙青油等，也可以是煤合成油或煤焦油等。
[0021] 作为本领域常用的技术术语，本申请中所指加氢精制反应与加氢裂化条件一般 包括：反应压力5. OMPa~25. OMPa，优选6. OMPa~19. OMPa ;反应温度200°C~480°C，优 选270°〇~4501：;体积空速0.1111~15.0111，优选0.211 1~3.0111;氢油体积比100:1~ 2500:1，优选400:1~2000:1。在第一加氢裂化反应区中，通常加氢裂化催化剂II的平均反 应温度较加氢裂化催化剂I的平均反应温度要高3~20°C，优选高5~15°C。
[0022] 本发明方法中所述的换热器，可以为本领域中的常规换热器，优选为高温高压逆 流传热缠绕管换热器。所述的高温高压逆流传热缠绕管换热器可以选取市场现有的各种相 关专利技术，如，镇海石化建安工程有限公司开发的缠绕管换热器CN 202902937U，可以实 现高温高压全逆流传热，具有传热效率高(冷热端换热温差小，一般为：TC~8°C)、换热面 积大、使用台数少、制造费用低和占地面积小等特点。
[0023] 本发明方法中所述的反应加热炉只用于满足装置开工升温过程低温区的升温要 求，正常操作时反应加热炉只点长明灯。反应加热炉的设计负荷远低于同类装置相同处理 量的常规反应加热炉，一般为同