用于生產(chǎn)具有低沉積物含量的燃料油的石油原料轉(zhuǎn)化方法
【專利說明】用于生產(chǎn)具有低沉積物含量的燃料油的石油原料轉(zhuǎn)化方法
[0001] 本發(fā)明涉及尤其包含含硫雜質(zhì)的重烴餾分的精煉和轉(zhuǎn)化。其更特別地涉及用于重 餾分生產(chǎn)的常壓殘余物和/或真空殘余物類型的重油原料的轉(zhuǎn)化方法，所述重餾分可用作 具有低沉積物含量的燃料油基料，特別是船用油基料。本發(fā)明的方法還使得可生產(chǎn)常壓餾 出物(石腦油、煤油和柴油）、真空餾出物和輕瓦斯(C1-C4)。
[0002] 船用燃料的品質(zhì)需求在標準ISO 8217中描述。從現(xiàn)在開始，關(guān)于硫的規(guī)格涉及S0X 排放（國際海事組織的MARP0L協(xié)定的附錄VI)，并表示為推薦硫含量，對于2020-2025的時 限，硫排放控制區(qū)（SECA)外部要小于或等于0.5重量％，且在SECA內(nèi)小于或等于0.1重量％。另 一個非常有限制性的推薦為，根據(jù)ISO 10307-2(又稱為IP390)，老化后沉積物含量必須小 于或等于0.1%。
[0003] 根據(jù)ISO 10307-1(又稱為IP375)的沉積物含量不同于根據(jù)ISO 10307-2(又稱為 IP390)的老化后沉積物含量。根據(jù)ISO 10307-2的老化后沉積物含量為限制性大得多的規(guī) 格，并且對應(yīng)于適用于船用油的規(guī)格。
[0004] 根據(jù)MARP0L協(xié)定的附錄VI，如果船裝備有處理煙的系統(tǒng)，使之可減少硫氧化物的 排放，船就因此能使用含硫燃料油。
[0005] 重油原料的精煉和轉(zhuǎn)化方法包含固定床加氫處理的第一階段，和然后在專利文獻 FR 2764300和EP 0665282中已經(jīng)描述的沸騰床加氫裂化階段。EP 0665282描述了用于重油 加氫處理的方法，其目標為延長反應(yīng)器的使用壽命。在FR 2764300中描述的方法描述了以 獲得燃料(氣油和柴油）（特別是具有低硫含量)為目標的方法。在該方法中處理的原料不含 有瀝青稀。
[0006] 用于海運的燃料油通常包含源自直接蒸餾或源自精煉過程，特別是來自加氫處理 和轉(zhuǎn)化過程的常壓餾出物、真空餾出物、常壓殘余物和真空殘余物，這些餾分能單獨使用或 以混合物使用。雖然這些方法已知適于負載有雜質(zhì)的重質(zhì)原料，它們?nèi)匀簧a(chǎn)包含催化劑 粉末和沉積物的含烴餾分，所述催化劑粉末和沉積物必須移除以滿足產(chǎn)品品質(zhì)，例如船用 油。
[0007] 沉積物可為沉淀的瀝青烯。初始，轉(zhuǎn)化條件和特別是原料的溫度致使它們經(jīng)受引 起它們沉淀的反應(yīng)(脫烷、聚合等）。獨立于原料的特性，當使用帶來高轉(zhuǎn)化率(對于在大于 540°C: 540+°C下沸騰的化合物），即大于30、40或50%的嚴苛條件時，通常發(fā)生這些現(xiàn)象。
[0008] 在其研究中，申請人開發(fā)了新方法，在固定床加氫處理階段以及加氫裂化階段下 游結(jié)合沉積物的成熟和分離階段。意外地發(fā)現(xiàn)，這種方法使得能獲得具有低的老化后沉積 物含量的液體含烴餾分，所述餾分有利地能完全或部分地用作符合未來規(guī)格的燃料油或燃 料油基料，即具有小于或等于0.1重量%的老化后沉積物含量。
[0009] 本發(fā)明的目的之一為提出一種轉(zhuǎn)化重油原料的方法，用于生產(chǎn)具有小于或等于 0.1重量%的低的老化后沉積物含量的燃料油和燃料油基料，特別是船用油和船用油基料。
[0010] 本發(fā)明的另一個目標為通過相同的方法，聯(lián)合生產(chǎn)常壓餾出物(石腦油、煤油、柴 油）、真空餾出物和/或輕氣體(C1-C4)。石腦油和柴油類型的基料可在精煉廠中提高等級用 于汽車和航空燃料的生產(chǎn)，例如高級汽油、噴氣發(fā)動機燃料和瓦斯油。
[0011] 附圖簡述 圖1顯示本發(fā)明的過程的概略視圖，顯示加氫處理區(qū)域、用于分離來自加氫處理區(qū)域的 流出物的區(qū)域、加氫裂化區(qū)域、和用于分離來自加氫裂化區(qū)域的流出物的區(qū)域、和沉積物的 成熟和分離區(qū)域。
[0012] 圖2顯示了在一種變體中本發(fā)明的的過程的概略視圖，其中來自加氫處理區(qū)域的 流出物的分離區(qū)域經(jīng)簡化。
[0013] 圖3顯示了沒有用于分離來自加氫處理區(qū)域的流出物的區(qū)域的過程的概略視圖。 [0014] 詳述 原料 在本發(fā)明的方法中處理的原料有利地為具有至少340°C的初始沸騰溫度和至少440°C 的最終沸騰溫度的含烴原料。優(yōu)選地，它的初始沸騰溫度為至少350°C，優(yōu)選地至少375°C， 和它的最終沸騰溫度為至少450°C，優(yōu)選地至少460°C，更優(yōu)選至少540°C，和甚至更優(yōu)選至 少600°C〇
[0015] 本發(fā)明的含烴原料可選自單獨或作為混合物的源自直接蒸餾的常壓殘余物、真空 殘余物，原油，拔頂原油，脫瀝青樹脂，瀝青或脫瀝青柏油，源自轉(zhuǎn)化過程的殘余物，源自潤 滑油基料生產(chǎn)線的芳族提取物，瀝青砂或其衍生物，油頁巖或其衍生物，源巖油或其衍生 物。在本發(fā)明中處理的原料優(yōu)選地為常壓殘余物或真空殘余物，或這些殘余物的混合物。
[0016] 在所述方法中處理的含烴原料尤其可含有含硫雜質(zhì)。硫含量可為至少0.1重量％， 至少〇. 5重量％，優(yōu)選至少1重量％，更優(yōu)選至少4重量％，甚至更優(yōu)選至少5重量％。有利地，原料 可含有至少1%的C7瀝青稀和至少5ppm的金屬，優(yōu)選至少2%的C7瀝青稀和至少25ppm的金屬. 這些原料可有利地按它們原樣使用。備選地，它們可用輔原料稀釋。該輔原料可為含烴 餾分或含較輕質(zhì)烴餾分的混合物，其可優(yōu)選地選自源自流化催化裂化(FCC)過程的產(chǎn)物、輕 循環(huán)油0X0)、重循環(huán)油(HC0)、澄清油、FCC殘余物、瓦斯油餾分，特別是通過常壓或真空蒸 餾獲得的餾分，例如真空瓦斯油，或還可源自另一個精煉過程。輔原料還可有利地為源自煤 或生物質(zhì)的液化過程的一個或多個餾分、芳族提取物或任何其它的含烴餾分，或還為非石 油原料例如熱解油。本發(fā)明的含重質(zhì)烴原料可表示為通過本發(fā)明的方法處理的總含烴原料 的至少50%，優(yōu)選70%，更優(yōu)選至少80%，和甚至更優(yōu)選至少90重量％。
[0017] 因此，本發(fā)明的方法包含固定床加氫處理第一階段a)，將源自加氫處理階段a)的 流出物離為輕餾分和重餾分的任選階段b)，后接源自階段a)的流出物的至少一部分或源自 階段b)的重餾分的至少一部分的沸騰床加氫裂化階段c)，源自階段c)的流出物的分離階段 d)以便獲得至少一種氣態(tài)餾分和至少一種重質(zhì)液體餾分，和最終的成熟階段e)和分離階段 f)，其用于重質(zhì)液體餾分使得可獲得具有小于或等于0.1重量%的老化后沉積物含量的液體 含經(jīng)餾分。
[0018] 加氫處理的目標為兩個:精煉，即大大地減少金屬、硫及其他雜質(zhì)的含量，同時改 進氫-碳比率(H/C)并將含烴原料或多或少地部分轉(zhuǎn)化為較輕餾分。在固定床加氫處理階段 a)獲得的流出物然后可直接地或在經(jīng)受輕餾分的分離階段之后發(fā)送至沸騰床加氫裂化階 段c)。階段c)允許原料的部分轉(zhuǎn)化以便生產(chǎn)特別地包含催化劑粉末和沉積物的流出物，所 述催化劑粉末和沉積物必須去除以滿足產(chǎn)品品質(zhì)，例如船用油。本發(fā)明的方法特征在于包 含成熟階段e)和分離階段f)，其實施條件使得可改善沉積物的分離有效性，并因此獲得具 有小于或等于0.1重量%的老化后沉積物含量的燃料油或燃料油基料。
[0019] 固定床加氫處理和然后的沸騰床加氫裂化的序列的益處之一是，沸騰床加氫裂化 反應(yīng)器的原料已經(jīng)至少部分地經(jīng)加氫處理。因此，在等同的轉(zhuǎn)化率下，可獲得較好品質(zhì)，特 別是較低硫含量的含烴流出物。此外，相對于無初步固定床加氫處理的方法，在沸騰床加氫 裂化反應(yīng)器中的催化劑消耗大大地減少。
[0020] 加氫處理的階段a) 本發(fā)明的原料根據(jù)本發(fā)明的方法經(jīng)受固定床加氫處理階段a)，其中使原料和氫在加氫 處理催化劑上接觸。
[0021] 加氫處理，通常稱為HDT，是指用供應(yīng)的氫催化處理使含烴原料精煉，即大大地減 少金屬、硫及其他雜質(zhì)的含量，同時改進原料中的氫-碳比率并將原料或多或少地部分地轉(zhuǎn) 化為較輕餾分。加氫處理特別地包含加氫脫硫反應(yīng)(通常稱為HDS)、加氫脫氮反應(yīng)(通常稱 為HDN)和加氫脫金屬反應(yīng)(通常稱為HDM)、伴隨有加氫、加氫脫氧、加氫脫芳烴、加氫異構(gòu) 化、加氫脫烷、加氫裂化、加氫脫瀝青和康拉特遜碳還原反應(yīng)。
[0022] 根據(jù)優(yōu)選的變體，加氫處理階段a)包含在一個或多個固定床加氫脫金屬區(qū)域內(nèi)進 行的加氫脫金屬(HDM)第一階段al)，和在一個或多個固定床加氫脫硫區(qū)域內(nèi)進行的加氫脫 硫(HDS)第二后續(xù)階段a2)。在所述加氫脫金屬第一階段al)的過程中，在加氫脫金屬的條件 下，使原料和氫在加氫脫金屬催化劑上接觸，然后在所述加氫脫硫第二階段a2)期間，在加 氫脫硫的條件下，使來自加氫脫金屬第一階段al)的流出物與加氫脫硫催化劑接觸。該方 法，被稱為HYVAHL-FTM，例如專利US 5417846中所述。
[0023] 本領(lǐng)域技術(shù)人員易于理解，在加氫脫金屬階段進行加氫脫金屬反應(yīng)，但并行地，也 進行加氫處理的其它反應(yīng)的一部分，特別是加氫脫硫。此外，在加氫脫硫階段中，進行加氫 脫硫反應(yīng)，但并行地，也進行加氫處理的其它反應(yīng)的一部分，特別是加氫脫金屬。本領(lǐng)域技 術(shù)人員應(yīng)理解，當加氫處理階段開始或金屬濃度最大時，加氫脫金屬階段開始。本領(lǐng)域技術(shù) 人員應(yīng)理解，當加氫處理階段結(jié)束或硫去除最困難時，加氫脫硫階段結(jié)束。在加氫脫金屬階 段和加氫脫硫階段之間，本領(lǐng)域技術(shù)人員有時限定過渡區(qū)域，在其中發(fā)生全部類型的加氫 處理反應(yīng)。
[0024]本發(fā)明的加氫處理階段a)在加氫處理條件下進行。有利地，其在300°C_500°C，優(yōu) 選350°C_420°C的溫度下，和5MPa-35MPa，優(yōu)選1 lMPa-20MPa的氫分壓下進行。習慣上，溫度 作為加氫處理的所需水平和所需的處理時間的變化因素來調(diào)節(jié)。通常，含烴原料的空間速 度，通常稱為HSV，定義為原料的體積流速除以反應(yīng)器的總體積，可為0. ΙΙ^-δΙΓ1，優(yōu)選0. lh 一^h-1，和更優(yōu)選0. lh-.45h-1。與原料混合的氫的量可為100-5000標準立方米(Nm3)/立 方米(m 3)液體原料，優(yōu)選200Nm3/m3-2