利用費(fèi)托合成油生產(chǎn)柴油和噴氣燃料的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及費(fèi)托合成油深度加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種利用費(fèi)托合成油生產(chǎn)柴 油和噴氣燃料的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前全球范圍內(nèi)的能源主要來(lái)源于化石能源，其中石油是馬達(dá)燃料的最主要來(lái) 源。石油屬于不可再生能源，不僅資源日益枯竭，而且重質(zhì)化和劣質(zhì)化趨勢(shì)加劇。而世界經(jīng) 濟(jì)持續(xù)發(fā)展、環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格需要生產(chǎn)大量輕質(zhì)清潔燃料，這些都要求對(duì)現(xiàn)有的煉油技 術(shù)進(jìn)行完善和改進(jìn)的同時(shí)增加新的石油替代品，以最低的成本生產(chǎn)出符合要求的產(chǎn)品。催 化裂化是重質(zhì)油輕質(zhì)化的重要手段之一，但是隨著催化裂化加工原料的劣質(zhì)化和重質(zhì)化， 其操作條件越來(lái)越苛刻，輕質(zhì)產(chǎn)品收率和產(chǎn)品性質(zhì)變差，而催化裂化原料加氫處理技術(shù)不 僅可以除去硫、氮、金屬等雜質(zhì)的含量，還可改善進(jìn)料的裂化性能，降低FCC(催化裂化）操 作苛刻度；改善產(chǎn)品分布，提高目的產(chǎn)品選擇性；降低干氣和焦炭產(chǎn)率，提高FCC裝置的經(jīng) 濟(jì)性；降低目的產(chǎn)品硫含量；減少再生煙氣中SOx及NOx含量等。
[0003] 中國(guó)是一個(gè)多煤缺油的國(guó)家，2009年我國(guó)原油進(jìn)口總量達(dá)1.99億噸，對(duì)外依存度 已達(dá)51. 3%以上。預(yù)計(jì)2020年，我國(guó)對(duì)原油對(duì)外進(jìn)口總量將超過(guò)60%。國(guó)際石油市場(chǎng)的 波動(dòng)和變化將直接影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)乃至政治的安全和穩(wěn)定。通過(guò)非石油路線合成液體燃料解 決液體燃料供需問題，不僅滿足國(guó)家能源戰(zhàn)略安全要求，而且對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期穩(wěn)定可持續(xù) 發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用。在眾多替代能源技術(shù)中，費(fèi)托合成技術(shù)成為各國(guó)、各大石油公司 技術(shù)開發(fā)的熱點(diǎn)。費(fèi)托合成的原料來(lái)源廣泛，煤、天然氣、油田伴生氣、煉廠輕烴、劣質(zhì)渣油 等均可以作為合成氣的生產(chǎn)原料。
[0004] 采用費(fèi)托合成技術(shù)生產(chǎn)的液體燃料燃燒性能好，排放污染小，被稱為清潔能源。因 此，開發(fā)石油替代能源是解決石油緊缺和國(guó)家能源安全的最可行措施之一。如果能將費(fèi)托 合成產(chǎn)物以高效潔凈的工藝方法大規(guī)模地轉(zhuǎn)化為液體燃料，將會(huì)有效地緩解油品供應(yīng)的緊 張狀況，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展。費(fèi)托合成產(chǎn)物的烴類組成和主要性質(zhì)與石油產(chǎn)品差異 較大，主要由烷烴和烯烴構(gòu)成，且硫、氮含量極低，但含有一定量的氧。費(fèi)托合成產(chǎn)物得到的 各個(gè)餾分需要經(jīng)過(guò)相應(yīng)的加氫提質(zhì)，才能得到合格的液體燃料及化學(xué)品。通常，液態(tài)烴和合 成蠟經(jīng)加氫處理后可以生產(chǎn)出柴油、噴氣燃料、汽油、石腦油和精制蠟等產(chǎn)品。
[0005] 費(fèi)托合成油具有無(wú)硫、無(wú)氮和無(wú)芳烴的特點(diǎn)，是環(huán)境友好的燃料油和化學(xué)品。但是 合成粗油品中含有大量的烯烴和一定量的含氧化合物，尤其是酸性含氧化合物會(huì)嚴(yán)重腐蝕 設(shè)備，不利于合成粗油品的進(jìn)一步加工和利用。所以必須采用適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)費(fèi)托合成油進(jìn) 行加氫脫氧和烯烴飽和。作為費(fèi)托合成技術(shù)的主要目的之一，生產(chǎn)柴油是合成油工廠的重 要任務(wù)，而傳統(tǒng)低溫法合成油和高溫法合成油通過(guò)加氫方法生產(chǎn)柴油的過(guò)程均存在一定問 題。由于低溫法合成油的特點(diǎn)，使得加氫后的柴油餾分具有凝點(diǎn)高、密度低的特點(diǎn)，無(wú)法直 接作為商品柴油銷售。高溫法費(fèi)托合成油由于具有較高的烯烴和二烯烴含量，加氫過(guò)程中 非常容易結(jié)焦，進(jìn)而縮短了裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期。
[0006] 針對(duì)費(fèi)托合成油的加氫改質(zhì)，各大研宄機(jī)構(gòu)開發(fā)了一些相關(guān)技術(shù)，分別對(duì)低溫法 和高溫法費(fèi)托合成油進(jìn)行了各種改進(jìn)，但是這些已知技術(shù)都存在一些不足：
[0007] 美國(guó)專利申請(qǐng)US6309432公開了一種加工提質(zhì)費(fèi)托合成油的方法，該法先將費(fèi)托 合成油以371°C為分界點(diǎn)切割成輕重兩個(gè)餾分，低于371°C的輕餾分先后經(jīng)過(guò)熱分分離和 冷分分離系統(tǒng)得到246~371 °C餾分和C5~246°C餾分，246~371 °C餾分和高于371 °C的 重餾分經(jīng)過(guò)加氫異構(gòu)裂化反應(yīng)器，在烯烴飽和、加氫脫氧的同時(shí)，正構(gòu)烷烴發(fā)生加氫異構(gòu)和 加氫裂化反應(yīng)，異構(gòu)產(chǎn)物主要為單甲基支化烴類，C5~246°C餾分不經(jīng)過(guò)加氫處理，而是與 加氫裂化反應(yīng)器出來(lái)的產(chǎn)物混合后去分餾塔，切割得到相應(yīng)的噴氣燃料等餾分。由于費(fèi)托 油中含有較高含量的烯烴和氧含量，直接與異構(gòu)裂化催化劑接觸，會(huì)影響催化劑的穩(wěn)定性 和運(yùn)轉(zhuǎn)周期，且產(chǎn)品質(zhì)量較差。
[0008] 中國(guó)發(fā)明專利公開號(hào)CN15944509A介紹了一種將費(fèi)托合成重質(zhì)徑和/或爸底賭， 采用鐵基催化劑在懸浮床反應(yīng)器中進(jìn)行加氫轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)石腦油和柴油產(chǎn)品的方法。具體方 法是將Fe基催化劑和費(fèi)托合成重質(zhì)烴/或釜底蠟原料在儲(chǔ)罐混合均勻，然后與氫氣混合加 熱至300~400°C進(jìn)入懸浮床反應(yīng)器進(jìn)行加氫裂化和異構(gòu)化反應(yīng)，加氫轉(zhuǎn)化的反應(yīng)壓力為 3. 0~20.OMPa，反應(yīng)溫度為350~500°C，氫油體積比為300~1800,液體空速為0. 1~ 3.OtT1，懸浮床工藝的加氫性能較弱，反應(yīng)條件要求苛刻，產(chǎn)品的性質(zhì)較差。另外，固定床加 氫精制反應(yīng)器是使用上進(jìn)料方式，因此，難于避免前述床層溫度梯度及壓降均較大，反應(yīng)器 上部易結(jié)焦，氫氣需要循環(huán)，需配置循環(huán)氫壓縮機(jī)，裝置投資及運(yùn)行成本較高的問題。
[0009] 中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)朇N200510068181. 2提供了一種集成式費(fèi)托合成油加氫改質(zhì) 的方法。該法先將費(fèi)托合成油全餾分和氫氣混合進(jìn)入加氫精制反應(yīng)器，在加氫精制催化劑 作用下發(fā)生加氫脫氧、烯烴飽和等反應(yīng)。加氫精制后的合成油依次經(jīng)高、低壓分離后，進(jìn)入 分餾塔進(jìn)行切割，切出輕、重石腦油和煤油、柴油餾分后，分餾塔底得到的尾油進(jìn)入加氫裂 化反應(yīng)器，在加氫異構(gòu)裂化催化劑的作用下，重質(zhì)餾分最大限度地轉(zhuǎn)化為中間餾分油產(chǎn)物。 加氫裂化反應(yīng)器的產(chǎn)物與加氫精制反應(yīng)產(chǎn)物混合并依次經(jīng)高、低壓分離后，進(jìn)入分餾塔進(jìn) 行切割得到目的產(chǎn)物。其不足之處在于采用集成式流程，操作靈活性較小，生產(chǎn)低凝柴油 時(shí)，柴油收率低。
[0010] Shell公司在美國(guó)專利申請(qǐng)US6858127中公開了一種生產(chǎn)中間餾分油的方法，該 方法采用的是將至少部分合成油進(jìn)行加氫裂化，然后再將分離出來(lái)的煤柴油餾分和尾油進(jìn) 行加氫裂化，最后分離產(chǎn)物中的煤柴油餾分，其中柴油餾分冷凝點(diǎn)雖然可以降至_28°C，但 是其密度僅能達(dá)到為0. 78g/cm3,依然不能滿足新柴油標(biāo)準(zhǔn)對(duì)密度的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的就是要解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種利用費(fèi)托合成油生 產(chǎn)柴油和噴氣燃料的系統(tǒng)及方法。本發(fā)明包括加氫精制和加氫改質(zhì)兩部分，費(fèi)托合成油首 先和氫氣混合后進(jìn)入加氫精制反應(yīng)器，產(chǎn)物進(jìn)入分餾塔，切割出的石腦油餾分作為乙烯裂 解原料，柴油餾分進(jìn)入加氫異構(gòu)化反應(yīng)器，尾油進(jìn)入加氫裂化反應(yīng)器，兩個(gè)反應(yīng)器產(chǎn)物混合 后進(jìn)入分餾塔，可得到航空煤油和柴油產(chǎn)品，尾油則循環(huán)去裂化反應(yīng)器。相對(duì)于常見的精 制一裂化串聯(lián)工藝用而言，本發(fā)明可以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)柴油、航空煤油和加氫蠟油產(chǎn)品，具有工藝 簡(jiǎn)單、過(guò)程穩(wěn)定，設(shè)備投資少、成本低廉、運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)、柴油和航空煤油收率高等特點(diǎn)，可直 接作為燃料或優(yōu)質(zhì)調(diào)和組分。
[0012] 本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)該目的，提供了一種利用費(fèi)托合成油生產(chǎn)柴油和噴氣燃料的系統(tǒng)， 其特征在于：它包括加氫精制反應(yīng)器、熱高壓分離器、第一精餾塔、加氫裂化反應(yīng)器、加氫異 構(gòu)化反應(yīng)器、第二精餾塔、第一混合室和第二混合室；
[0013] 所述加氫精制反應(yīng)器設(shè)有原料進(jìn)入口和精制產(chǎn)物排出口；
[0014] 所述熱高壓分離器上設(shè)有分離油排出口以及與所述精制產(chǎn)物排出口連通的精制 產(chǎn)物進(jìn)入口；
[0015] 所述第一精餾塔上設(shè)有尾油餾分排出口、柴油餾分排出口以及與所述分離油排出 口連通的分離油進(jìn)入口；
[0016] 所述第一混合室設(shè)有循環(huán)氫進(jìn)氣口、第一混合輸出口以及與所述尾油餾分排出口 連通的尾油餾分進(jìn)入口；
[0017] 所述加氫裂化反應(yīng)器上設(shè)有加氫裂化產(chǎn)物排出口以及與第一混合輸出口連通的 第一混合物輸入口；
[0018] 所述第二混合室設(shè)有新氫進(jìn)氣口、第二混合輸出口以及與所述柴油餾分排出口連 通的柴油餾分進(jìn)入口；
[0019] 所述加氫異構(gòu)化反應(yīng)器上設(shè)有加氫異構(gòu)產(chǎn)物排出口以及與第二混合輸出口連通 的第二混合物輸入口；
[0020] 所述第二精餾塔上設(shè)有航煤產(chǎn)品排出口、柴油產(chǎn)品排出口以及與加氫裂化產(chǎn)物排 出口和加氫異構(gòu)產(chǎn)物排出口連通的混合加氫產(chǎn)物進(jìn)入口。