CN109504436B - 一种加氢裂化多产航煤的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种加氢裂化多产航煤的方法，包括以下步骤：S1原料油、氢气经第一反应器进行加氢精制后依次进入高压分离器、低压分离器，低压分离器的液相物流经分馏塔切出石脑油和航煤馏分；S2高压分离器的气相物流经循环氢压缩机后与分馏塔的底部物料混合进入第二反应器进行加氢裂化反应，然后反应流出物返回第一反应器。其中第一、第二反应器分别装填加氢处理催化剂和加氢裂化催化剂或其组合剂。加氢裂化催化剂载体由多级孔Beta复合分子筛、氧化铝、无定型硅铝组成。本发明的方法在中压下生产低芳烃含量，高烟点的航空煤油，具有投资低、操作费用低、操作简单等特点，同时可生产石脑油做乙烯原料。
Description
技术领域
本发明属于一种加氢裂化多产航煤的方法，采用具有良好裂化和异构性能的多级孔Beta分子筛作为加氢裂化催化剂的酸性组分，加氢裂化后再进行航煤精制，从而降低航煤馏分中的芳烃改善产品质量，同时分馏塔设置在加氢精制和加氢裂化之间，避免过度裂化提高航煤收率。
背景技术
加氢裂化技术作为重油轻质化、劣质油品改质和炼化一体化的重要加工手段，具有生产方案灵活、原料适应性强、目的产品选择性高、质量好和尾油附加值高等优点。近年来柴汽比持续降低，柴油需求量增长较慢，而航空煤油、化工及芳烃原料自给率严重不足。因此，加氢裂化技术正在由中油型向航空煤油或化工原料型调整转变。相对于传统的高压加氢裂化，中压加氢裂化具有投资低、操作成本低等优势。但中压下操作，中间馏分产品质量相对于高压操作略差，尤其是航空煤油馏分芳烃含量高、烟点低，需进一步加氢处理，或者通过与其他产品调和。如何解决中压下加氢裂化装置生产合格航煤产品是该技术急需解决的关键问题。
CN98121079.1公开了一种能够生产合格航煤产品的中压加氢裂化工艺方法。原料油经过加氢裂化反应后高分分离出气液两相，气相产物作为循环氢循环至加氢裂化单元；液相产物进入分馏塔分离出石脑油、航煤、柴油以及尾油，航煤馏分的一部分进入航煤加氢饱和单元进行芳烃饱和，气体作为补充氢继续进入加氢裂化单元。
CN200410068935.X公开了一种生产喷气燃料的中压加氢裂化方法，原料油与氢气混合先进行加氢处理，加氢处理流出物经热高压分离后的气相物流直接进入第二个加氢处理反应器进行芳烃饱和，热高压分离器液相物流经降压后依次进入热低压分离器、冷低压分离器、分馏塔；第二个加氢处理反应器流出物经冷高压分离得到液相物流和气相物流，其中气相物流循环使用，液相物流经降压后依次进入冷低压分离器、分馏塔；分馏塔内液相物流经分离得到石脑油馏分、喷气燃料馏分、柴油馏分和尾油。
重质蜡油和催化柴油由于芳烃含量高，不适合做中压加氢裂化生产航煤的原料。轻蜡油、直馏柴油或者其混合原料，经加氢精制、加氢裂化后，航煤馏分再经后处理芳烃饱和，才能达到航空煤油标准要求。加氢裂化多产航煤技术，可从催化剂和工艺两方面入手，加氢裂化催化剂活性组分选择具有裂化和开环功能的酸性载体，在提高催化剂选择性的同时，可在工艺上控制裂化程度来最大量生产航煤。
本发明将分馏塔设置于第一反应器和第二反应器之间，分馏出石脑油和航煤馏分后尾油馏分进行加氢裂化，加氢裂化后产物再进入第一反应器进行芳烃饱和，后进入分馏塔分馏出石脑油和航煤馏分。其中加氢裂化催化剂采用了一种多级孔复合分子筛，该分子筛为介孔的无定型硅铝包覆微孔Beta分子筛，在保证其良好的裂化和异构性能的同时，更好地与重油分子接触进行逐级裂化。从工艺和催化剂两个方面提高航煤的收率，改善航煤质量。
发明内容
本发明的目的是在现有技术基础上，通过对工艺流程合理调整，实现在中压范围内，以轻蜡油、直馏柴油为原料，既可以最大量生产航空煤油，同时石脑油、尾油可做乙烯原料。
为此，本发明提供一种加氢裂化多产航煤的方法，包括以下步骤：
S1原料油、氢气经第一反应器进行加氢精制(脱硫脱氮及芳烃饱和)后依次进入高压分离器、低压分离器，低压分离器的液相物流经分馏塔切出石脑油馏分和航煤馏分；
S2高压分离器的气相物流经循环氢压缩机后与分馏塔的底部物料混合进入第二反应器进行加氢裂化反应，然后反应流出物返回第一反应器；
所述第一反应器和所述第二反应器装填的催化剂分别选自加氢处理催化剂和加氢裂化催化剂中的至少一种；
所述加氢处理催化剂是由1～10wt％的NiO、15～30wt％的MoO3、1～5wt％的F、1～3wt％的B和余量载体组成的，所述载体为氧化铝或无定型硅铝；
所述加氢裂化催化剂是由1～10wt％的NiO、10～25wt％的WO3和余量载体组成的，所述载体由20～60wt％多级孔复合分子筛、40～80wt％氧化铝、0～50wt％无定型硅铝组成；所述多级孔复合分子筛由介孔无定型硅铝包覆微孔Beta分子筛组成。
上述第一反应器既作为原料预处理进行脱硫脱氮又同时进行航煤芳烃加氢饱和，分馏塔设置在第一和第二反应器之间对加氢裂化产品进行切割的同时将原料中航煤馏分切割出避免过度裂化。
本发明所述的加氢裂化多产航煤的方法，其中，所述第一反应器和所述第二反应器的反应压力均优选为5～14MPa。
本发明所述的加氢裂化多产航煤的方法，其中，所述原料油的馏程范围优选为200～500℃。
本发明所述的加氢裂化多产航煤的方法，其中，优选的是，所述原料油选自轻蜡油、直馏柴油和焦化柴油中的至少一种，且所述原料油中焦化柴油的含量在15wt％以下。
本发明所述的加氢裂化多产航煤的方法，其中，所述第一反应器的反应条件优选为：反应温度260～420℃，体积空速0.5～3.0h-1，氢油体积比500～2000Nm3/m3；所述第二反应器的反应条件为：反应温度260～420℃，体积空速0.3～3.0h-1，氢油体积比500～2000Nm3/m3。
本发明所述的加氢裂化多产航煤的方法，其中，优选的是，所述第一反应器装填加氢处理催化剂，或者是上层装填加氢处理催化剂下层装填加氢裂化催化剂。
本发明所述的加氢裂化多产航煤的方法，其中，优选的是，所述第二反应器装填加氢裂化催化剂，或者是上层装有加氢裂化催化剂下层装有加氢处理催化剂。
本发明所述的加氢裂化多产航煤的方法，其中，优选的是，所述加氢处理催化剂的比表面120～300m2/g，总孔容0.25～0.50ml/g。
本发明所述的加氢裂化多产航煤的方法，其中，优选的是，所述加氢裂化催化剂的比表面200～450m2/g，总孔容0.30～0.65ml/g，红外酸量0.20～0.55mmol/g，B酸和L酸的比值为0.1～1.0。
本发明所述的加氢裂化多产航煤的方法，其中，优选的是，所述多级孔复合分子筛的比表面550～800m2/g，总孔容0.40～0.80ml/g，红外酸量0.20～0.60mmol/g，B酸和L酸的比值为0.5～1.5。
本发明的方法中，第二反应器加氢裂化后的产品再进入第一反应器，将预精制和后精制集中在第一反应器，不仅保证了航煤产品长周期的质量，还节省了装备和操作成本。并且，本发明采用具有良好裂化与开环性能的Beta、Y复合或混合分子筛为加氢裂化催化剂酸性组分，加氢裂化后再进行航煤精制，从而降低航煤馏分中的芳烃改善产品质量，同时分馏塔设置在加氢精制和加氢裂化之间，避免过度裂化提高航煤收率。
综上所述，本发明的方法在中压下生产低芳烃含量，高烟点的航空煤油，具有投资低、操作费用低、操作简单等特点，同时可生产石脑油做乙烯原料。
附图说明
图1是本发明提供的多产航空煤油的中压加氢裂化方法示意图，图中省略了许多必须要的设备如加热炉、泵等；其中，
1、第一反应器；2、高压分离器；3、低压分离器；4、分馏塔；5、第二反应器；6、底部物料；7、反应流出物；8、气相产物；9、原料油；10、新氢；11、液相物流；12、石脑油馏分；13、航煤馏分。
原料油9、新氢10和第二反应器的反应流出物7混合，经第一反应器1脱硫脱氮及芳烃饱和后进入高压分离器2、高压分离器的液相物流11再经低压分离器3后再经分馏塔4切出石脑油馏分12和航煤馏分13，高压分离器2的气相产物8经循环氢压缩机压缩后与分馏塔的底部物料6混合后再进入第二反应器5进行加氢裂化反应，反应流出物7与原料油9、新氢10混合后返回第一反应器1。
图2是一种现有中压加氢裂化多产航煤的工艺流程示意图，图中省略了许多必要的设备如加热炉、泵等。其中，
2-1、原料油；2-2、第一反应器；2-3、第二反应器；2-4、高压分离器；2-5、低压分离器；2-6、分馏塔；2-7、第三反应器；2-8、石脑油馏分；2-9、航煤馏分；2-10、循环氢；2-11、新氢；2-12、塔底流出物；2-13、航煤产品。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但需要指出的是，本发明内容并不局限于此。
实施例1
来自常减压装置的直馏柴油、减压蜡油以及来自焦化装置的焦化蜡油的混合原料经第一、第二反应器，第一反应器装填加氢精制催化剂A1，第二反应器装填加氢裂化催化剂B1。原料性质、催化剂性质、具体操作条件、产品分布和产品结果均列于表1。航煤收率可达63.3％，烟点27.9mm。
具体的工艺流程请参见图1，原料油9、新氢10和第二反应器的反应流出物7混合，经第一反应器1脱硫脱氮及芳烃饱和后进入高压分离器2、高压分离器的液相物流11再经低压分离器3后再经分馏塔4切出石脑油馏分12和航煤馏分13，高压分离器2的气相产物8经循环氢压缩机压缩后与分馏塔的底部物料6混合后再进入第二反应器5进行加氢裂化反应，反应流出物7与原料油9、新氢10混合后返回第一反应器1。
表1实施例1原料油、催化剂性质、操作条件及产品分布
表中，CB/CL为B酸和L酸的酸量比值(下同)。
实施例2
来自常减压装置的直馏柴油经第一、第二反应器，第一反应器装填加氢精制催化剂A2，第二反应器装填加氢裂化催化剂B2。原料性质、催化剂性质、具体操作条件、产品分布和产品结果均列于表2。航煤收率可达65.6％，烟点28.3mm。
具体的工艺流程同实施例1。
表2实施例2原料油、催化剂性质、操作条件及产品分布
实施例3
来自常减压装置的直馏柴油、减压蜡油的混合原料经第一、第二反应器，第一反应器装填加氢精制催化剂A3，第二反应器装填加氢裂化催化剂B3。原料性质、催化剂性质、具体操作条件、产品分布和产品结果均列于表3。航煤收率可达68.2％，烟点27.1mm。
具体的工艺流程同实施例1。
表3实施例3原料油、催化剂性质、操作条件及产品分布
对比例1
来自常减压装置的直馏柴油、减压蜡油的混合原料经第一反应器进行加氢精制后进第二反应器进行加氢裂化，经分馏后航煤馏分进第三反应器进行后精制。第一反应器装填加氢精制催化剂A3，第二反应器装填加氢裂化催化剂B3，第三反应器装填后精制催化剂C。原料性质、催化剂性质、具体操作条件、产品分布和产品结果均列于表4。航煤收率可达61.5％，烟点27.0mm。
具体工艺流程参见图2，原料油2-1、新氢2-11、塔底流出物2-12以及循环氢2-10混合，经第一反应器2-2脱硫脱氮以及芳烃饱和后进入第二反应器2-3进行加氢裂化反应，后经高压分离器2-4和低压分离器2-5，后进入分馏塔2-6，切出石脑油馏分2-8和航煤馏分2-9，塔底流出物2-12返回与原料油2-1、新氢2-11以及循环氢2-10混合进入第一反应器2-2。高压分离器2-4的气相产物经循环氢压缩机压缩后，一部分循环氢2-10返回第一反应器2-2，另一部分循环氢2-10和航煤馏分2-9混合进入第三反应器2-7进行后芳烃饱和，经高压分离器、低压分离器后得航煤产品2-13。
表4对比例1原料油、催化剂性质、操作条件及产品分布
从实施例3与对比例1对比可看出，本发明与现有技术相比，具有投资低、航煤收率高、质量好等特点。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种加氢裂化多产航煤的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1原料油、氢气经第一反应器进行加氢精制后依次进入高压分离器、低压分离器，低压分离器的液相物流经分馏塔切出石脑油馏分和航煤馏分；
S2高压分离器的气相物流经循环氢压缩机后与分馏塔的底部物料混合进入第二反应器进行加氢裂化反应，然后反应流出物返回第一反应器；
所述第一反应器和所述第二反应器装填的催化剂分别选自加氢处理催化剂和加氢裂化催化剂中的至少一种；
所述加氢处理催化剂是由1～10wt％的NiO、15～30wt％的MoO3、1～5wt％的F、1～3wt％的B和余量载体组成的，所述载体为氧化铝或无定型硅铝；
所述加氢裂化催化剂是由1～10wt％的NiO、10～25wt％的WO3和余量载体组成的，所述载体由20～60wt％多级孔复合分子筛、40～80wt％氧化铝、0～50wt％无定型硅铝组成；所述多级孔复合分子筛由介孔无定型硅铝包覆微孔Beta分子筛组成；所述多级孔复合分子筛的比表面550～800m2/g，总孔容0.40～0.80ml/g，红外酸量0.20～0.60mmol/g，B酸和L酸的比值为0.5～1.5；
所述原料油选自轻蜡油、直馏柴油和焦化柴油中的至少一种，且所述原料油中焦化柴油的含量在15wt％以下。
2.根据权利要求1所述的加氢裂化多产航煤的方法，其特征在于，所述第一反应器和所述第二反应器的反应压力均为5～14MPa。
3.根据权利要求1所述的加氢裂化多产航煤的方法，其特征在于，所述原料油的馏程范围为200～500℃。
4.根据权利要求1所述的加氢裂化多产航煤的方法，其特征在于，所述第一反应器的反应条件为：反应温度260～420℃，体积空速0.5～3.0h-1，氢油体积比500～2000Nm3/m3；所述第二反应器的反应条件为：反应温度260～420℃，体积空速0.3～3.0h-1，氢油体积比500～2000Nm3/m3。
5.根据权利要求1所述的加氢裂化多产航煤的方法，其特征在于，所述第一反应器装填加氢处理催化剂，或者是上层装填加氢处理催化剂下层装填加氢裂化催化剂。
6.根据权利要求1所述的加氢裂化多产航煤的方法，其特征在于，所述第二反应器装填加氢裂化催化剂，或者是上层装有加氢裂化催化剂下层装有加氢处理催化剂。
7.根据权利要求1所述的加氢裂化多产航煤的方法，其特征在于，所述加氢处理催化剂的比表面120～300m2/g，总孔容0.25～0.50ml/g。
8.根据权利要求1所述的加氢裂化多产航煤的方法，其特征在于，所述加氢裂化催化剂的比表面200～450m2/g，总孔容0.30～0.65ml/g，红外酸量0.20～0.55mmol/g，B酸和L酸的比值为0.1～1.0。
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