一種低能耗多產(chǎn)優(yōu)質(zhì)噴氣燃料的加氫裂化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種加氫裂化方法，具體的說是一種低能耗同時(shí)使用不同類型加氫裂 化催化劑最大量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)噴氣燃料的加氫裂化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著市場(chǎng)對(duì)中間餾分油需求的不斷增加，需要煉廠生產(chǎn)出更多的中間餾分油，新 的燃料標(biāo)準(zhǔn)對(duì)汽、柴油的指標(biāo)提出了更嚴(yán)格的要求。顯然，一次加工手段和FCC工藝已經(jīng)不 能滿足市場(chǎng)對(duì)清潔燃料的指標(biāo)要求。加氫裂化工藝不僅是重質(zhì)原料輕質(zhì)化的二次加工手 段，更是從劣質(zhì)原料獲取優(yōu)質(zhì)噴氣燃料和清潔柴油的一種重要手段。
[0003] 加氫裂化裝置一次性投資比較大，操作費(fèi)用也比較高。因此，世界各國(guó)各大研究 公司都在積極的為降低加氫裂化的成本進(jìn)行大量的研究，取得了很大的進(jìn)展。在催化劑方 面：世界各大專利商皆把催化劑的更新?lián)Q代作為自己技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)，近幾年來，不斷在催 化劑的材料，催化劑的活性、壽命、穩(wěn)定性以及降低催化劑成本等方面做了大量的工作。在 工藝方面：餾分油加氫裂化技術(shù)已相當(dāng)成熟，各大石油公司在進(jìn)一步優(yōu)化加氫裂化操作的 同時(shí)，把創(chuàng)新點(diǎn)放在與加氫裂化相關(guān)的組合工藝上，通過優(yōu)化組合工藝來降低成本；另外， 通過對(duì)加氫裂化的深入研究，探求催化劑性能與原料性質(zhì)以及目的產(chǎn)品質(zhì)量之間的內(nèi)在聯(lián) 系，建立合適的催化劑級(jí)配體系也是當(dāng)前該領(lǐng)域研究的一個(gè)重點(diǎn)。
[0004] 美國(guó)專利（US 4172815)公開了一種同時(shí)生產(chǎn)噴氣燃料和柴油的單段循環(huán)加氫裂 化方法，其工藝流程為：重質(zhì)原料油經(jīng)過加氫裂化后，其產(chǎn)品經(jīng)過分餾，得到噴氣燃料餾分、 柴油餾分和尾油；噴氣燃料餾分全部或部分與尾油混合，送回加氫裂化反應(yīng)器。此工藝流程 明顯的缺點(diǎn)是噴氣燃料再進(jìn)行加氫裂化雖然提高了質(zhì)量，但其收率降低較多、氫耗增加，且 投資也增加較多。
[0005] 美國(guó)專利（US 5026472)，公開了一種加氫裂化與產(chǎn)品饋分油再加氫精制聯(lián)合生產(chǎn) 優(yōu)質(zhì)噴氣燃料的方法。其工藝流程可簡(jiǎn)單描述為：裂化反應(yīng)器出來產(chǎn)品通過兩次熱高壓分 離器分離后，得到的煤油餾分在精制反應(yīng)器中再加氫精制，其中所用催化劑為貴金屬催化 劑；精制反應(yīng)器出來產(chǎn)品與裂化反應(yīng)器的重餾分油混合進(jìn)入分餾塔。該方法技術(shù)特點(diǎn)在于 只對(duì)煤油餾分進(jìn)行精制，達(dá)到生產(chǎn)噴氣燃料的目的。但該方法需要增加較多設(shè)備，而且加氫 精制所用的催化劑為貴金屬催化劑，成本較大，并且不能得到高質(zhì)量的加氫尾油。
[0006] 中國(guó)專利（CN 1272524)公開了一種中壓加氫裂化和煤油深度加氫處理組合的工 藝流程。該流程是將中壓加氫裂化過程中得到的較高芳烴含量的煤油餾分油在一個(gè)較低 壓力、氫氣純度較高、較低反應(yīng)溫度的條件下進(jìn)行芳烴飽和，所用催化劑為含Pt或Ni還原 態(tài)金屬的催化劑。該專利可以很好地對(duì)較高芳烴含量的煤油餾分進(jìn)行處理，得到合格的噴 氣燃料。但是該方法需要增加較多的設(shè)備，且煤油餾分的循環(huán)量較大，增加了裝置投資， 且操作更為復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)現(xiàn)有加工工藝的不足，本發(fā)明提供一種多產(chǎn)優(yōu)質(zhì)噴氣燃料的加氫裂化方法。 該方法將高溫高壓逆流傳熱技術(shù)與加氫裂化催化劑級(jí)配有機(jī)結(jié)合，綜合利用加氫裂化反應(yīng) 熱，從而降低了工程投資及操作能耗。本發(fā)明通過兩種不同類型加氫裂化催化劑在反應(yīng)器 中的分層裝填，充分發(fā)揮兩種不同類型加氫裂化催化劑的特點(diǎn)，可以最大量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的噴 氣燃料，也可以根據(jù)市場(chǎng)需求，兼產(chǎn)部分優(yōu)質(zhì)加氫尾油。
[0008] 本發(fā)明提供的一種低能耗多產(chǎn)優(yōu)質(zhì)噴氣燃料的加氫裂化方法，包括如下內(nèi)容： (1) 重質(zhì)原料油和氫氣混合后，經(jīng)過熱高分氣/冷混合進(jìn)料換熱器、反應(yīng)流出物/熱混 合進(jìn)料換熱器，兩次換熱升溫，再經(jīng)過或不經(jīng)反應(yīng)加熱爐升至反應(yīng)溫度，進(jìn)入加氫處理反應(yīng) 區(qū)與加氫精制催化劑接觸，進(jìn)行加氫精制反應(yīng)； (2) 加氫精制反應(yīng)生成物進(jìn)入第一加氫裂化反應(yīng)區(qū)，進(jìn)行加氫裂化反應(yīng)； (3) 步驟（2)所得反應(yīng)流出物進(jìn)入分離器進(jìn)行氣液分離，經(jīng)分離后得到富氫氣體和液 體產(chǎn)品；富氫氣體經(jīng)循環(huán)氫壓縮機(jī)循環(huán)使用，液體產(chǎn)品進(jìn)入分餾塔進(jìn)行分餾得到氣體、石腦 油、噴氣燃料和尾油； (4) 步驟（3)所得到的尾油可以全部，也可以部分與氫氣混合進(jìn)入第二加氫裂化反應(yīng) 區(qū)，進(jìn)一步進(jìn)行加氫裂化，剩余部分加氫尾油做為下一加工單元的原料； (5) 步驟（4)得到的反應(yīng)生成物返回步驟（3)，與第一加氫裂化反應(yīng)區(qū)得到的反應(yīng)流出 物混合后，進(jìn)行氣液分離和分餾，得到數(shù)量增加的氣體、石腦油以及噴氣燃料。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明所述的加氫裂化方法，其中所述的步驟（2)中，第一加氫裂化反應(yīng)區(qū)內(nèi) 包括至少兩種加氫裂化催化劑，按照與原料的接觸順序，分別為加氫裂化催化劑I和加氫 裂化催化劑II。所述的加氫裂化催化劑I以VI B族和/或VDI族金屬為活性金屬組分，以重 量計(jì)，催化劑I中含有改性Y分子篩的含量為15~50wt%，優(yōu)先為30~40wt%，所述加氫裂 化催化劑II同樣以VIB族和/或VDI族金屬為活性金屬組分，以重量計(jì)，催化劑中改性Y分子 篩的含量為3~30wt%，優(yōu)選為15~25wt%，其中加氫裂化催化劑I中改性Y分子篩的含量 較加氫裂化催化劑II中的改性Y分子篩含量高10~25個(gè)百分?jǐn)?shù)。
[0010] 其中在第一加氫裂化反應(yīng)區(qū)內(nèi)，加氫裂化催化劑I與加氫裂化催化劑II的裝填體 積比一般為1:5~5:1，優(yōu)選1:3~3:1。
[0011] 所述的第二加氫裂化反應(yīng)區(qū)內(nèi)可以裝填常規(guī)的加氫裂化催化劑。如可以單獨(dú)裝填 加氫裂化催化劑I或加氫裂化催化劑II，或者級(jí)配使用加氫裂化催化劑I和加氫裂化催化 劑II，以用于循環(huán)裂化加氫尾油。當(dāng)級(jí)配使用加氫裂化催化劑I和加氫裂化催化劑II時(shí)，所 述的加氫裂化催化劑I與加氫裂化催化劑II的體積比一般為1:5~5:1，優(yōu)選1:3~3:1。
[0012] 上面所述的加氫裂化催化劑I和加氫裂化催化劑II以改性Y分子篩和氧化鋁為 載體，或以改性Y分子篩、無定形硅鋁和氧化鋁為載體，以元素周期表VI B族(如鎢、鑰)和/ 或VID族(如鎳、鈷)金屬為活性組分，同時(shí)可添加一些助劑如磷、鈦、鋯等。一般工業(yè)上普遍使 用的是含分子篩和/或無定型加氫裂化催化劑。以催化劑的重量為基準(zhǔn)，加氫裂化催化劑 中I或II中VI B族和/或VDI族金屬活性組分的含量一般為15%~35%。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明披露的方法，在某些【具體實(shí)施方式】中，加氫裂化催化劑I中改性Y分 子篩的晶胞常數(shù)一般為2. 435~2. 445nm ;加氫裂化催化劑II中改性Y分子篩的晶胞常數(shù) 一般為 2. 425 ~2. 435nm，優(yōu)選為 2. 425 至小于 2. 435nm (2. 425 ~〈2. 435nm)。
[0014] 在更優(yōu)選的一些實(shí)施例中，加氫裂化催化劑I中改性Y分子篩的SiO2Al 2O3摩爾 比一般為5. O~70. 0,其相對(duì)結(jié)晶度為90~130% ;加氫裂化催化劑II中改性Y分子篩的 SiO2Al2O3摩爾比一般為5. 0~50. 0,相對(duì)結(jié)晶度為90~120%。
[0015] 符合要求的加氫裂化催化劑I和加氫裂化催化劑II可以選擇本領(lǐng)域中的商業(yè)催 化劑。也可以根據(jù)需要，按照本領(lǐng)域熟知的方法自行制備符合要求的加氫裂化催化劑。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明披露的方法，所述的加氫處理反應(yīng)區(qū)包括至少一個(gè)加氫精制催化劑床 層，通常包括2~3個(gè)加氫催化劑床層。所述的第一加氫裂化反應(yīng)區(qū)和第二加氫裂化反應(yīng)區(qū) 分別包括至少2個(gè)催化劑床層，通常分別包括3~5個(gè)催化劑床層。其中所述的2個(gè)或多 個(gè)催化劑床層可以設(shè)置于一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)，或者可以分別設(shè)置于兩個(gè)以上的反應(yīng)器內(nèi)。
[0017] 本發(fā)明所述的加氫裂化方法中，可以包括兩個(gè)大的反應(yīng)區(qū)，第一反應(yīng)區(qū)由加氫處 理反應(yīng)區(qū)和第一加氫裂化反應(yīng)區(qū)構(gòu)成，通常采用一臺(tái)反應(yīng)器或兩臺(tái)反應(yīng)器串聯(lián)操作，按照 與反應(yīng)物料的接觸順序，分別裝填加氫精制催化劑、加氫裂化催化劑I和加氫裂化催化劑 II (或組合裝填加氫精制催化劑、加氫裂化催化劑I和加氫裂化催化劑II)。第二反應(yīng)區(qū)（即 第二加氫裂化反應(yīng)區(qū)）設(shè)置于單獨(dú)一個(gè)小反應(yīng)器內(nèi)，可以單獨(dú)裝填加氫裂化催化劑I或加 氫裂化催化劑II，也可以級(jí)配裝填加氫裂化催化劑I和加氫裂化催化劑II，與第一反應(yīng)區(qū) 并聯(lián)操作，用于循環(huán)裂化加氫尾油；兩段共用高低壓分離器和分餾塔以及氫氣系統(tǒng)。
[0018] 本發(fā)明加氫裂化方法中，所述的加氫精制催化劑一般包括載體和加氫活性金屬。 以催化劑的重量為基準(zhǔn)，通常包括元素周期表中第VI B族金屬組分，如鎢和/或鑰以氧化 物計(jì)為10%~35%，優(yōu)選為15%~30% ;第VID族金屬如鎳和/或鈷以氧化物計(jì)為1%~7%， 優(yōu)選為1. 5%~6%。載體為無機(jī)耐熔氧化物，一般選自氧化鋁、無定型硅鋁、二氧化硅或氧 化鈦等?？梢赃x擇現(xiàn)有的各種商業(yè)催化劑，例如撫順石油化工研究院（FRIPP)研制開發(fā)的 FF-14、FF-24、3936、3996、FF-16、FF-26、FF-36、FF-46 等加氫精制催化劑；UOP 公司生產(chǎn)的 HC-K、HC-P催化劑；Topsoe公司生產(chǎn)的TK-555、TK-565催化劑，也可以根據(jù)需要按本領(lǐng)域 的常識(shí)進(jìn)行制備。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明所述的加氫裂化方法，其中步驟（3)中所述尾油的初餾點(diǎn)一般為 270 ~385。。。
[0020] 本發(fā)明所述的重質(zhì)原料油可以包括各種餾程適宜的烴原料。典型的加氫裂化原料 包括任何重油或合成油饋分，這類原料包括直饋錯(cuò)油、減壓錯(cuò)油、焦化錯(cuò)油、延遲焦化錯(cuò)油、 減粘瓦斯油、常壓渣油、費(fèi)-托合成油或脫浙青油等，也可以是煤合成油或煤焦油等。
[0021] 作為本領(lǐng)域常用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)，本申請(qǐng)中所指加氫精制反應(yīng)與加氫裂化條件一般 包括：反應(yīng)壓力5. OMPa~25. OMPa，優(yōu)選6. OMPa~19. OMPa ;反應(yīng)溫度200°C~480°C，優(yōu) 選270°〇~4501：;體積空速0.1111~15.0111，優(yōu)選0.211 1~3.0111;氫油體積比100:1~ 2500:1，優(yōu)選400:1~2000:1。在第一加氫裂化反應(yīng)區(qū)中，通常加氫裂化催化劑II的平均反 應(yīng)溫度較加氫裂化催化劑I的平均反應(yīng)溫度要高3~20°C，優(yōu)選高5~15°C。
[0022] 本發(fā)明方法中所述的換熱器，可以為本領(lǐng)域中的常規(guī)換熱器，優(yōu)選為高溫高壓逆 流傳熱纏繞管換熱器。所述的高溫高壓逆流傳熱纏繞管換熱器可以選取市場(chǎng)現(xiàn)有的各種相 關(guān)專利技術(shù)，如，鎮(zhèn)海石化建安工程有限公司開發(fā)的纏繞管換熱器CN 202902937U，可以實(shí) 現(xiàn)高溫高壓全逆流傳熱，具有傳熱效率高(冷熱端換熱溫差小，一般為：TC~8°C)、換熱面 積大、使用臺(tái)數(shù)少、制造費(fèi)用低和占地面積小等特點(diǎn)。
[0023] 本發(fā)明方法中所述的反應(yīng)加熱爐只用于滿足裝置開工升溫過程低溫區(qū)的升溫要 求，正常操作時(shí)反應(yīng)加熱爐只點(diǎn)長(zhǎng)明燈。反應(yīng)加熱爐的設(shè)計(jì)負(fù)荷遠(yuǎn)低于同類裝置相同處理 量的常規(guī)反應(yīng)加熱爐，一般為同