一种制备高辛烷值汽油的方法及用于实施该方法的装置
技术领域
本发明属于费托合成产物深加工的技术领域,具体涉及一种由费托合成产物(费托合成轻质油、重质油、蜡等)二次加工后得到的石脑油来制备清洁的高辛烷值汽油,并副产苯、甲苯和二甲苯等芳烃产品的方法及装置。
背景技术
近年来随着环境法规日益严格以及石油资源日益短缺,世界各国正在积极开发利用石油资源的可代替品。我国能源结构总的特点是“富煤、缺油、少气”,以煤为原料生产合成气经费托合成生产液态烃类是解决液体燃料供应不足的重要途径之一。费托合成油是一种混合烃类,主要由直链烷烃和烯烃构成,且含有一定量的氧化合物,基本不含硫、氮等元素。
费托合成工艺主要有钴基催化剂费托合成工艺和铁基催化剂费托合成工艺。钴基催化剂的成本较高,采用铁基催化剂的费托合成工艺路线在工业上更具优势。由中科合成油技术有限公司历经多年的自主技术开发,获得了以费托合成高温浆态床工艺与高温浆态床铁基催化剂为技术核心的成套的煤炭间接液化工程技术(见中国发明专利ZL200410012189.2;ZL200410012191.X;ZL200710161575.1)。
费托合成油各馏分需要经过相应的再加工处理,才能得到符合使用规格的液体产品。近年来雾霾天气频繁,PM 2.5指数居高不下,空气污染成为社会各界讨论的焦点。燃油中的硫、氮、烯烃等是造成雾霾天气的元凶之一,对汽油的升级、提质是解决空气污染的有效途经之一。低硫、低氮、低烯烃等特点是清洁油品的未来发展趋势,是解决我国环境污染的重要课题之一。
目前对费托合成油的改质主要是加氢处理。例如采用加氢精制、加氢裂化、加氢异构降凝工艺可使含氧化合物和烯烃饱和、使长链烃类断裂成低温性能好的短链正构烃或异构烃,从而得到柴油和石脑油组分。因此,将费托合成产物加工成具有高经济效益的汽油产品可以缓解我国的油品供需矛盾,减少原油的进口量,同时由于费托合成油品低硫、低氮的特点,将费托合成产物加工成高辛烷值汽油是减少环境污染的重要举措。
发明内容
本发明的目的是实现从费托合成产物制备超清洁的高辛烷值汽油,根据费托合成产物的特点,提出一种改进的、经济性更好的汽油生产流程,制取清洁的高辛烷值汽油,并可副产苯、甲苯、二甲苯等芳烃产品,并且还可副产LPG(液化石油气)和氢气等。
本发明一个方面涉及一种制备清洁的高辛烷值汽油的方法,其中,所述方法包括如下步骤:
(1)将费托合成重质油和费托合成蜡分别进行二次加工,得到石脑油,然后使所述石脑油进行分馏和/或重整反应;当使所述石脑油进行分馏时,通过所述分馏产生C5馏分、C6馏分或者C5和C6混合馏分、以及C6+馏分;
(2)使所述石脑油和/或所述C6馏分和C6+馏分进行重整反应,得到富含芳烃的重整油,同时副产氢气;以及
(3)使所述重整油进行重整分馏,得到高辛烷值汽油、LPG以及芳烃产品。
本发明另一方面涉及一种用于实施上述方法的装置,其中,所述装置包括:
二次加工单元;
任选的分馏单元,所述分馏单元以流体连通的方式连接至所述二次加工单元;
重整反应单元,所述重整反应单元以流体连通的方式连接至所述二次加工单元和/或分馏单元;以及
重整分馏单元,所述重整分馏单元以流体连通的方式连接至所述重整反应单元。
本发明的技术方案能够实现如下优点以及其它的优点:
(1)通过对费托合成产物进行加工,能够使费托合成产物得到更加有效的利用。
(2)通过将二次加工得到的低品质的石脑油转化为清洁的高辛烷值汽油产品(基本上不含硫、不含氮且不含烯烃),提高了费托合成工厂的经济效益;并且使用该汽油可减少有害气体的排放,减少环境污染。
(3)分馏得到的C5馏分或者C5和C6混合馏分(在本文中也称为“C5/C6馏分”)可以进行异构化反应,进一步生产得到异构化汽油。
(4)副产得到的氢气纯度可高达50%~99%。
附图说明
图1为示例性的利用费托合成重质油和费托合成蜡二次加工得到的石脑油以及费托合成轻质油生产高辛烷值汽油,并副产LPG、氢气、芳烃产品和异构化汽油的流程的示意图。
图2为示例性的利用费托合成轻质油和费托合成重质油二次加工得到的石脑油以及费托合成蜡二次加工得到的石脑油生产高辛烷值汽油,并副产LPG、氢气、C6和C7混合馏分(在本文中也称为“C6/C7馏分”和“C6和C7馏分”)、二甲苯和异构化汽油的流程的示意图。
图3为示例性的利用费托合成轻质油和费托合成重质油二次加工得到的石脑油以及费托合成蜡二次加工得到的石脑油生产高辛烷值汽油、并副产氢气、LPG、C5馏分、C6和C7混合馏分以及二甲苯的流程的示意图。
图4为示例性的利用费托合成重质油和费托合成蜡以及费托合成轻质油生产高辛烷值汽油,并副产LPG、氢气、芳烃产品和异构化汽油的流程的示意图。
具体实施方式
为更好地理解本发明,下面结合具体实施方式进一步阐述,但这些实施方式不应理解为对本发明的任何限制。
在本发明中,除非另有说明,术语“轻质油”或“费托合成轻质油”是指馏程在35~190℃烃类的混合物。
在本发明中,除非另有说明,术语“重质油”或“费托合成重质油”是指馏程在150~370℃的烃类混合物。
在本发明中,除非另有说明,术语“蜡”或“费托合成蜡”是指馏程在330℃以上的烃类混合物。
在本发明中,除非另有说明,术语“高辛烷值汽油”是指RON为82以上的汽油。
在本发明中,除非另有说明,术语“芳烃产品”是指分子中含有苯环结构的碳氢化合物,包括但不限于苯、甲苯和/或二甲苯。
在一个实施方式中,本发明涉及一种制备清洁的高辛烷值汽油的方法,其中,所述方法包括如下步骤:
(1)将费托合成重质油和费托合成蜡分别进行二次加工,得到石脑油,然后使所述石脑油进行分馏和/或重整反应;当使所述石脑油进行分馏时,通过所述分馏产生C5馏分、C6馏分或者C5和C6混合馏分、以及C6+馏分;
(2)使所述石脑油和/或所述C6馏分和C6+馏分进行重整反应,得到富含芳烃的重整油,同时副产氢气;以及
(3)使所述重整油进行重整分馏,得到高辛烷值汽油、LPG以及芳烃产品。
在一个优选的实施方式中,上述步骤(1)中,进一步包括使费托合成轻质油进行二次加工后,得到的产物进行分馏和/或重整反应。
在一个优选的实施方式中,上述步骤(1)中,进一步包括使费托合成轻质油与所述石脑油一起进行所述分馏。
在一些优选的实施方式中,上述步骤(1)中,所述二次加工包括但不限于:加氢精制、加氢裂化、加氢改质、催化裂化、催化裂解、加氢降凝、深冷分离、异辛烷烷基化、叠合反应和/或低温油洗等。优选地,所述二次加工选自加氢精制、加氢裂化和/或催化裂化。
在一些优选的实施方式中,上述步骤(1)中,将所述费托合成重质油通过加氢精制进行二次加工。优选地,所述加氢精制采用以氧化铝或含硅氧化铝为载体且以VIB(如Mo、W等)和/或VIII(如Ni、Fe、Co等)族非贵金属为活性组分的催化剂,该催化剂可以根据本领域技术人员熟知的方法制备,也可以选自各种商业可购的催化剂,例如抚顺石油化工研究院研制的各种加氢精制、加氢处理催化剂等,包括但不限于FZC-33、FZC-203催化剂等,又例如中科合成油技术有限公司研制的ZKM、ZKH催化剂等。
在进一步优选的实施方式中,所述加氢精制的反应条件为:氢分压2~15MPaG,反应温度200~400℃,液相物料液时体积空速(LHSV)0.2~6.0h-1,氢油体积比200~1000。优选地,所述加氢精制的反应条件为:氢分压5~10MPaG(例如6~8MPaG),反应温度250~350℃(例如250~280℃),液相物料液时体积空速(LHSV)0.5~4.0h-1(例如1.5~2.5h-1),氢油体积比300~800(例如350~800)。
在一些优选的实施方式中,上述步骤(1)中,将所述蜡通过加氢裂化进行二次加工。优选地,所述加氢裂化采用以氧化铝或含硅氧化铝为载体且以VIB(如Mo、W等)和/或VIII(如Ni、Fe、Co等)族非贵金属为活性组分的催化剂,该催化剂可以根据本领域技术人员熟知的方法制备,也可以选自各种商业可购的催化剂,例如抚顺石油化工研究院研制的各种加氢裂化、加氢改质、异构降凝催化剂等,包括但不限于抚顺石油化工研究院研制产的FC-12、FC-14、FC-16、FC-20、FC-22、FC-24、FC-26、FC-28、ZHC-02催化剂等。
在进一步优选的实施方式中,所述加氢裂化的反应条件为:氢分压2~15MPaG,反应温度200~450℃,液相物料液时体积空速(LHSV)0.2~6.0h-1,氢油体积比300~2000。优选地,所述加氢裂化的反应条件为:氢分压5~10MPaG(例如7~9MPaG、如8MPaG),反应温度300~400℃(例如300~350℃、如335℃),液相物料液时体积空速(LHSV)0.5~4.0h-1(例如1.5~2.5h-1、如2.0h-1),氢油体积比400~1000(例如400~600、如500)。
在另一些优选的实施方式中,上述步骤(1)中,将所述蜡通过催化裂化进行二次加工。优选地,所述催化裂化的催化剂为硅酸铝催化剂、粘土催化剂、沸石分子筛催化剂。在沸石分子筛催化剂中,沸石作为活性组分优选可选自中孔沸石(孔径为2-50nm)和/或大孔沸石(孔径大于等于50nm)。优选地,中孔沸石选自ZSM系列沸石和/或ZRP沸石;另外优选地,大孔沸石选自稀土Y(REY)沸石、稀土氢(REHY)沸石、超稳Y沸石和/或高硅Y沸石等。在一些实施方式中,所述催化裂化的反应条件为:进料温度150~300℃,雾化蒸汽占进料量3wt%~10wt%,提升管出口温度480~550℃,油气停留时间0.5~4秒。优选地,所述催化裂化的反应条件为:进料温度为180~250℃(例如200~220℃),雾化蒸汽占进料量6wt%~7wt%(例如6.5wt%),提升管出口温度500~530℃(例如520℃),油气停留时间1~2秒(例如1.5~1.6秒)。
在一些进一步优选的实施方式中,上述步骤(1)中,所述二次加工进一步包含初步分馏。优选地,所述初步分馏的反应条件为:理论塔板数10~60,塔顶温度60~200℃,塔底温度150~450℃,操作压力0.01~1.0MPaG。更优选地,所述初步分馏的反应条件为:理论板数20~40(例如20~30),塔顶温度80~150℃(例如115~140℃),塔底温度250~400℃(例如280~315℃),操作压力为0.02~0.2MPaG(例如0.03~0.1MPaG)。
在一些实施方式中,上述步骤(1)中,所述分馏的反应条件为:理论塔板数10~50,塔顶温度50~180℃,塔底温度100~350℃,操作压力0.05~2.0MPaG;优选地,理论塔板数20~35(例如28~30),塔顶温度60~140℃(例如70~90℃),塔底温度120~200℃(例如170~180℃),操作压力0.1~0.6MPaG(例如0.1~0.15MPaG)。
在一些优选的实施方式中,上述步骤(1)和(2)中,所述重整反应包括芳构化、异构化和脱氢。
在一些优选的实施方式中,上述步骤(2)中,使所述C6+馏分进一步经加氢预处理后进行所述重整反应。
在一些优选的实施方式中,上述步骤(2)中,所述重整反应的催化剂为Pt-Al2O3。优选地,所述重整反应的反应条件为:反应压力0.05~2.0MPaG,反应温度为400~650℃,液相物料液时质量空速为0.2~6.0h-1,氢油摩尔比为0.2~30。更优选地,所述重整反应的反应条件为:反应压力0.1~1.0MPaG(例如0.3~1.0MPaG),反应温度为500~550℃(例如520~540℃),液相物料液时质量空速为1.0~4.0h-1(例如2.0~3.0h-1),氢油摩尔比为1.0~4(例如3~3.5)。
在一些优选的实施方式中,上述步骤(3)中,所述重整分馏包括如下过程:在理论塔板数为25~30(例如28)、温度为200℃~240℃(例如210℃~230℃、如220℃)、操作压力为0.9~1.3MPaG(例如1.0~1.2MPaG、如1.1MPaG)的条件下将所述重整油进行分馏,得到C5油、以及C5+油,然后,将C5+油在理论塔板数34~38(例如36)、温度为160℃~200℃(例如170℃~190℃、如180℃)、操作压力为0.5~0.9MPaG(例如0.6~0.8MPaG、如0.7MPaG)的条件下进行分馏,得到C8+馏分、以及C6和C7混合馏分;进一步地,将所述C8+馏分在理论塔板数为34~38(例如36)、温度为230℃~270℃(例如240℃~260℃、如250℃)、压力为0.25~0.65MPaG(例如0.35~0.55MPaG、如0.45MPaG)的条件下进行分馏,得到C9+油以及芳烃产品和LPG,将所述C5油和C9+油混合作为高辛烷值汽油,优选地,可将得到的芳烃产品、例如二甲苯送往副产物罐区。
在一些优选的实施方式中,所述方法进一步包括:在上述步骤(3)之后,对所述C6和C7混合馏分进行精馏处理(优选环丁砜抽提处理),得到芳烃产品(包括例如苯和甲苯)。
在一些实施方式中,所述环丁砜抽提处理的条件为:理论塔板数为10~50,塔顶温度为70~250℃,塔底温度为100~250℃,操作压力为0.01~1.5MPaG。优选地,所述环丁砜抽提处理的条件为:理论塔板数为20~40(例如30),塔顶温度为80~130℃(例如90~110℃、如100℃),塔底温度为120~180℃(例如160~180℃、如175℃),操作压力为0.05~0.1MPaG(例如0.06~0.08MPaG、如0.07MPaG)。
在一些优选的实施方式中,所述方法还包括如下步骤:将所述C5馏分或者将所述C5和C6混合馏分在催化剂和氢气的作用下进行异构化反应,得到异构化汽油和燃料气。优选地,所述催化剂为Pt-Cl/Al2O3。
在一些实施方式中,所述异构化反应的反应条件为:反应压力0.5~4.5MPaG,反应温度80~350℃,液相物料液时体积空速(LHSV)0.2~6.0h-1,氢油体积比0.2~20。优选地,所述异构化反应的反应条件为:反应压力2~4MPaG(例如3MPaG),反应温度100~200℃(例如160~180℃、如175℃),液相物料液时体积空速(LHSV)1.0~2.5h-1(例如2.0h-1),氢油体积比0.6~1(例如0.8)。通过该异构化处理可以进一步提高C5、C6馏分的辛烷值。优选地,将所述燃料气送往全厂燃料气管网。
在一些优选的实施方式中,上述方法进一步包括将所述异构化汽油以及所述高辛烷值汽油进行调和,得到调和汽油。
在另一实施方式中,本发明涉及一种用于实施上述方法的装置,其中,所述装置包括:
二次加工单元;
任选的分馏单元,所述分馏单元以流体连通的方式连接至所述二次加工单元;
重整反应单元,所述重整反应单元以流体连通的方式连接至所述二次加工单元和/或分馏单元;以及
重整分馏单元,所述重整分馏单元以流体连通的方式连接至所述重整反应单元。
在一些优选的实施方式中,所述二次加工单元包括但不限于选自如下的反应单元:加氢精制单元、加氢裂化单元、加氢改质单元、催化裂化单元、催化裂解单元、加氢降凝单元、深冷分离单元、异辛烷烷基化单元、叠合单元和/或低温油洗单元等。优选地,所述二次加工单元包括选自如下的反应单元:加氢精制单元、加氢裂化单元和/或催化裂化单元。
在另一优选的实施方式中,所述二次加工单元进一步包括以流体连通方式连接至所述反应单元的分馏塔。
在优选的实施方式中,所述装置还包括精馏单元,所述精馏单元以流体连通的方式连接至所述重整分馏单元。在进一步优选的实施方式中,所述精馏单元为环丁砜抽提单元。
在优选的实施方式中,所述装置还包括异构化单元,所述异构化单元以流体连通的方式连接至所述分馏单元。
本发明的示例性的技术方案可通过如下编号段落中的内容进行说明,但本发明的保护范围并不限于此:
1.一种制备清洁的高辛烷值汽油的方法,其中,所述方法包括如下步骤:
(1)将费托合成重质油和费托合成蜡分别进行二次加工,得到石脑油,然后使所述石脑油进行分馏和/或重整反应;当使所述石脑油进行分馏时,通过所述分馏产生C5馏分、C6馏分或者C5和C6混合馏分、以及C6+馏分;
(2)使所述石脑油和/或所述C6馏分和C6+馏分进行重整反应,得到富含芳烃的重整油,同时副产氢气;以及
(3)使所述重整油进行重整分馏,得到高辛烷值汽油、LPG以及芳烃产品。
2.如段落1所述的方法,在所述步骤(1)中,进一步包括使费托合成轻质油进行二次加工后,得到的产物进行分馏和/或重整反应。
3.如段落1所述的方法,在所述步骤(1)中,进一步包括使费托合成轻质油与所述石脑油一起进行所述分馏。
4.如段落1-3中任一段所述的方法,在所述步骤(1)中,所述二次加工选自加氢精制、加氢裂化、加氢改质、催化裂化、催化裂解、加氢降凝、深冷分离、异辛烷烷基化、叠合反应和/或低温油洗。
5.如段落4所述的方法,其中,所述二次加工选自加氢精制、加氢裂化和/或催化裂化。
6.如段落1-5中任一段所述的方法,在所述步骤(1)中,将所述费托合成重质油通过加氢精制进行二次加工。
7.如段落6所述的方法,其中,所述加氢精制采用以氧化铝或含硅氧化铝为载体且以VIB和/或VIII族非贵金属为活性组分的催化剂。
8.如段落7所述的方法,其中,所述加氢精制的催化剂选自FZC-33催化剂、FZC-203催化剂、ZKM催化剂和/或ZKH催化剂。
9.如段落6-8中任一段所述的方法,其中,所述加氢精制的反应条件为:氢分压2~15MPaG,反应温度200~400℃,液相物料液时体积空速0.2~6.0h-1,氢油体积比200~1000。
10.如段落9所述的方法,其中,所述加氢精制的反应条件为:氢分压5~10MPaG,反应温度250~350℃,液相物料液时体积空速0.5~4.0h-1,氢油体积比300~800。
11.如段落1-10中任一段所述的方法,在所述步骤(1)中,将所述费托合成蜡通过加氢裂化进行二次加工。
12.如段落11所述的方法,其中,所述加氢裂化采用以氧化铝或含硅氧化铝为载体且以VIB和/或VIII族非贵金属为活性组分的催化剂。
13.如段落12所述的方法,其中,所述加氢裂化的催化剂选自FC-12催化剂、FC-14催化剂、FC-16催化剂、FC-20催化剂、FC-22催化剂、FC-24催化剂、FC-26催化剂、FC-28催化剂和/或ZHC-02催化剂。
14.如段落11-13中任一段所述的方法,其中,所述加氢裂化的反应条件为:氢分压2~15MPaG,反应温度200~450℃,液相物料液时体积空速0.2~6.0h-1,氢油体积比300~2000。
15.如段落14所述的方法,其中,所述加氢裂化的反应条件为:氢分压5~10MPaG,反应温度300~400℃,液相物料液时体积空速,氢油体积比400~1000。
16.如段落1-10中任一段所述的方法,在所述步骤(1)中,将所述费托合成蜡通过催化裂化进行二次加工。
17.如段落16所述的方法,其中,所述催化裂化的催化剂为硅酸铝催化剂、粘土催化剂或沸石分子筛催化剂。
18.如段落16或17所述的方法,其中,所述催化裂化的反应条件为:进料温度150~300℃,雾化蒸汽占进料量3wt%~10wt%,提升管出口温度480~550℃,油气停留时间0.5~4秒。
19.如段落18所述的方法,其中,所述催化裂化的反应条件为:进料温度为180~250℃,雾化蒸汽占进料量6wt%~7wt%,提升管出口温度500~530℃,油气停留时间1~2秒。
20.如段落1-19中任一段所述的方法,在所述步骤(1)中,所述二次加工进一步包含初步分馏。
21.如段落20所述的方法,其中,所述初步分馏的反应条件为:理论塔板数10~60,塔顶温度60~200℃,塔底温度150~450℃,操作压力0.01~1.0MPaG。
22.如段落21所述的方法,其中,所述初步分馏的反应条件为:理论板数20~40,塔顶温度80~150℃,塔底温度250~400℃,操作压力为0.02~0.2MPaG。
23.如段落1-22中任一段所述的方法,在所述步骤(1)中,所述分馏的反应条件为:理论塔板数10~50,塔顶温度50~180℃,塔底温度100~350℃,操作压力0.05~2.0MPaG。
24.如段落23所述的方法,其中,所述分馏的反应条件为:理论塔板数20~35,塔顶温度60~140℃,塔底温度120~200℃,操作压力0.1~0.6MPaG。
25.如段落1-24中任一段所述的方法,在所述步骤(1)和(2)中,所述重整反应包括芳构化、异构化和脱氢。
26.如段落1-25中任一段所述的方法,在所述步骤(2)中,使所述C6+馏分进一步经加氢预处理后进行所述重整反应。
27.如段落1-26中任一段所述的方法,在所述步骤(2)中,所述重整反应的催化剂为Pt-Al2O3。
28.如段落1-27中任一段所述的方法,在所述步骤(2)中,所述重整反应的反应条件为:反应压力0.05~2.0MPaG,反应温度为400~650℃,液相物料液时质量空速为0.2~6.0h-1,氢油摩尔比为0.2~30。
29.如段落28所述的方法,其中,所述重整反应的反应条件为:反应压力0.1~1.0MPaG,反应温度为500~550℃,液相物料液时质量空速为1.0~4.0h-1,氢油摩尔比为1.0~4。
30.如段落1-29中任一段所述的方法,在所述步骤(3)中,所述重整分馏包括如下过程:在理论塔板数为25~30、温度为200℃~240℃、操作压力为0.9~1.3MPaG的条件下将所述重整油进行分馏,得到C5油、以及C5+油,然后,将C5+油在理论塔板数34~38、温度为160℃~200℃、操作压力为0.5~0.9MPaG的条件下进行分馏,得到C8+馏分、以及C6和C7混合馏分;进一步地,将所述C8+馏分在理论塔板数为34~38、温度为230℃~270℃、压力为0.25~0.65MPaG的条件下进行分馏,得到C9+油以及芳烃产品和LPG,将所述C5油和C9+油混合作为高辛烷值汽油。
31.如段落1-30中任一段所述的方法,其中,所述方法进一步包括:在所述步骤(3)之后,对所述C6和C7混合馏分进行精馏处理,得到芳烃产品。
32.如段落31所述的方法,其中,所述精馏处理为环丁砜抽提处理。
33.如段落32所述的方法,其中,所述环丁砜抽提处理的条件为:理论塔板数为10~50,塔顶温度为70~250℃,塔底温度为100~250℃,操作压力为0.01~1.5MPaG。
34.如段落33所述的方法,其中,所述环丁砜抽提处理的条件为:理论塔板数为20~40,塔顶温度为80~130℃,塔底温度为120~180℃,操作压力为0.05~0.1MPaG。
35.如段落1-34中任一段所述的方法,其中,所述方法还包括如下步骤:将所述C5馏分或者将所述C5和C6混合馏分在催化剂和氢气的作用下进行异构化反应,得到异构化汽油和燃料气。
36.如段落35所述的方法,其中,所述催化剂为Pt-Cl/Al2O3。
37.如段落35或36所述的方法,其中,所述异构化反应的反应条件为:反应压力0.5~4.5MPaG,反应温度80~350℃,液相物料液时体积空速0.2~6.0h-1,氢油体积比0.2~20。
38.如段落37所述的方法,其中,所述异构化反应的反应条件为:反应压力2~4MPaG,反应温度100~200℃,液相物料液时体积空速,氢油体积比0.6~1。
39.如段落1-38中任一段所述的方法,其中,所述方法进一步包括将所述异构化汽油以及所述高辛烷值汽油进行调和,得到调和汽油。
40.一种用于实施段落1-39中任一段所述的方法的装置,其中,所述装置包括:
二次加工单元;
任选的分馏单元,所述分馏单元以流体连通的方式连接至所述二次加工单元;
重整反应单元,所述重整反应单元以流体连通的方式连接至所述二次加工单元和/或分馏单元;以及
重整分馏单元,所述重整分馏单元以流体连通的方式连接至所述重整反应单元。
41.如段落40所述的装置,其中,所述二次加工单元包括选自如下的反应单元:加氢精制单元、加氢裂化单元、加氢改质单元、催化裂化单元、催化裂解单元、加氢降凝单元、深冷分离单元、异辛烷烷基化单元、叠合单元和/或低温油洗单元。
42.如段落41所述的装置,其中,所述二次加工单元包括选自如下的反应单元:加氢精制单元、加氢裂化单元和/或催化裂化单元。
43.如段落41或42所述的装置,其中,所述二次加工单元进一步包括以流体连通方式连接至所述反应单元的分馏塔。
44.如段落40-43中任一段所述的装置,其中,所述装置还包括精馏单元,所述精馏单元以流体连通的方式连接至所述重整分馏单元。
45.如段落44所述的装置,其中,所述精馏单元为环丁砜抽提单元。
46.如段落40-45中任一段所述的装置,其中,所述装置还包括异构化单元,所述异构化单元以流体连通的方式连接至所述分馏单元。
实施例
下面通过具体实施例对本发明进行说明,但本发明并不局限于此。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法;下述实施例中所用的试剂、材料和装置等,如无特殊说明,均可从商业途径得到或可由本领域技术人员根据本领域的普通技术知识而制备得到。
实施例1
如图1所示,按照以下步骤通过将费托合成重质油和费托合成蜡进行二次加工得到石脑油,再通过引入费托合成轻质油,从而生产清洁的高辛烷值汽油、异构化汽油,并且副产芳烃产品(苯、甲苯和二甲苯),同时还生产得到氢气和LPG:
(i)使费托合成重质油进入加氢精制单元,在氢气下采用抚顺石油化工研究院研制的FZC-33催化剂在如下的条件下进行加氢精制反应:体积空速为2.0h-1、温度为280℃、氢分压为8.0MPaG、氢油体积比为350;
同时,使费托合成蜡进入加氢裂化单元,在氢气下采用抚顺石油化工研究院研制的FC-14催化剂在如下的条件下进行加氢裂化反应:体积空速为2.0h-1、温度为335℃、氢分压为8.0MPaG、氢油体积比为500;
使加氢精制单元和加氢裂化单元的反应产物经分馏塔的初步分馏得到二次加工后的石脑油,分馏塔的理论塔板数为30,塔顶温度为140℃,塔底温度为303℃,操作压力为0.05MPaG;
使所述石脑油和费托合成轻质油进入分馏单元中经分馏处理得到C5馏分、满足重整反应进料要求品质的C6馏分及C6+馏分;分馏单元的反应条件如下:理论塔板数为30,塔顶温度为86℃,塔底温度为180℃,操作压力为0.15MPaG。
(ii)将所述C5馏分送往异构化单元,在氢气和催化剂Pt-Cl/Al2O3的作用下于如下条件下进行异构化反应,得到异构化汽油和燃料气,随后将得到的燃料气送往全厂燃料气管网。异构化的操作条件:温度为175℃、压力为3.0MPaG、体积空速(LHSV)为2.0h-1,氢油体积比为0.8。
(iii)使C6馏分及C6+馏分进入重整反应单元,在氢气和催化剂Pt-Al2O3的作用下于如下的条件下通过芳构化、异构化和脱氢进行重整反应,得到富含芳烃的重整油,同时副产氢气。重整反应的操作条件:液相物料液时质量空速为2.0h-1、温度为520℃、压力为0.35MPaG、氢油摩尔比为3。
(iv)使富含芳烃的重整油进入重整分馏单元,在理论塔板数为28、温度为220℃、操作压力为1.1MPaG的条件下分馏得到C5油、以及C5+油,将C5油送往产品罐区作为汽油调和组分;将C5+油在理论塔板数为36、温度为180℃、操作压力为0.7MPaG的条件下分馏得到C6和C7混合馏分、C8+馏分;将C8+馏分在理论塔板数为36、温度为250℃、压力为0.45MPaG的条件下分馏,得到C9+油、LPG和二甲苯,将得到的二甲苯,同时将得到的C9+油和C5油混合作为高辛烷值汽油并送往产品罐区,将得到的LPG送往成品罐区。
(v)使C6和C7混合馏分进入环丁砜抽提单元,在理论塔板数为30、塔顶温度为100℃,塔底温度为175℃、压力为0.07MPaG的条件下经环丁砜抽提单元处理后,得到富含苯和甲苯的流股;使富含苯和甲苯的流股在理论塔板数为40、温度为120℃、压力为0.05MPaG的条件下进行精馏,得到苯和甲苯,将所述苯、甲苯和上述的二甲苯作为芳烃产品送往成品罐区。
实施例2
如图2所示,本实施例涉及的从费托合成产物生产清洁的高辛烷值汽油的方法与实施例1的方法中的步骤(ii)和(iv)相同,并且不再涉及实施例1中的步骤(v),另外的区别在于如下的步骤(i)和(iii):
(i)使费托合成蜡进入催化裂化单元,在氢气作用下采用超稳Y型沸石催化剂在如下的条件下进行催化裂化反应条件:进料温度为200℃,雾化蒸汽占进料量为6.5wt%,提升管出口温度为520℃,油气停留时间为1.5秒;
使催化裂化单元的反应产物经分馏塔的初步分馏得到二次加工后的石脑油,分馏塔的理论塔板数为20,塔顶温度为115℃,塔底温度为313℃,操作压力为0.1MPaG;
使来自催化裂化单元的所述石脑油进入分馏单元中经分馏处理得到C5馏分、满足重整反应进料要求品质的C6馏分和C6+馏分;分馏单元的反应条件如下:理论塔板数为28,塔顶温度为76℃,塔底温度为170℃,操作压力为0.11MPaG;
使费托合成轻质油和重质油进入加氢精制单元,在氢气下采用中科合成油技术有限公司开发的ZKH催化剂在如下的条件下进行加氢精制反应:体积空速为2.5h-1、温度为250℃、氢分压为7.0MPaG、氢油体积比为500;使加氢精制单元的反应产物经分馏塔的初步分馏得到石脑油,分馏塔的理论塔板数为30,塔顶温度为120℃,塔底温度为280℃,操作压力为0.05MPaG。
(iii)使来自加氢精制单元的石脑油以及上述的C6馏分和C6+馏分进入重整反应单元;在氢气和催化剂Pt-Al2O3的作用下于如下的条件下通过芳构化、异构化和脱氢进行重整反应,得到富含芳烃的重整油,同时副产氢气:液相物料液时质量空速为2.5h-1、温度为530℃、压力为0.32MPaG、氢油摩尔比为3.0。
实施例3
如图3所示,本实施例涉及的从费托合成产物生产清洁的高辛烷值汽油的方法与实施例2的方法中的步骤(iv)相同,并且不再涉及实施例2中的步骤(ii),另外的区别在于如下的步骤(i)和(iii):
(i)使费托合成蜡进入催化裂化单元,采用REY型沸石催化剂,在如下的条件下进行催化裂化反应条件:进料温度为220℃,雾化蒸汽占进料量为7wt%,提升管出口温度为530℃,油气停留时间为1.6秒;
使费托合成轻质油和重质油进入加氢精制单元进行处理,在氢气下采用抚顺石油化工研究院开发的FZC-33催化剂,在如下的条件下进行加氢精制反应:体积空速为1.5h-1、温度为260℃、氢分压为6.0MPaG、氢油体积比为800;
使加氢精制单元和催化裂化单元的反应产物经分馏塔的初步分馏得到二次加工后的石脑油,分馏塔的理论塔板数为28,塔顶温度为125℃,塔底温度为300℃,操作压力为0.03MPaG;
(iii)使上述石脑油进入重整反应单元中;在氢气和催化剂Pt-Al2O3的作用下于如下的条件下通过芳构化、异构化和脱氢进行重整反应,得到富含芳烃的重整油,同时副产氢气:液相物料液时质量空速为3.0h-1、温度为540℃、压力为1.0MPaG、氢油摩尔比为3.5。
将实施例1-实施例3中得到的高辛烷值汽油的性质/组成列于下表1中,其中,可以看出上述实施例中制备的汽油的硫含量在5ppm以下,氮含量均处于检测限以下,同时,通过研究法进行测定,其RON均≥100。因此,本发明的方法制备得到了清洁的高辛烷值汽油。
表1
项目 |
实施例1 |
实施例2 |
实施例3 |
RON |
100 |
104 |
102 |
硫含量(mg/kg) |
2~5 |
2~5 |
2~5 |
氮含量 |
无 |
无 |
无 |