CN109988615B

CN109988615B - 一种灵活蜡油加氢处理工艺

Info

Publication number: CN109988615B
Application number: CN201711468997.3A
Authority: CN
Inventors: 刘涛; 李宝忠; 张学辉; 彭绍忠; 崔哲; 乔凯
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: Sinopec Dalian Petrochemical Research Institute Co ltd; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2021-07-09
Anticipated expiration: 2037-12-29
Also published as: CN109988615A

Abstract

本发明公开了一种灵活蜡油加氢处理工艺。蜡油原料与氢气混合后进入第一加氢处理反应器，通过上部加氢处理催化剂床层后的物料分成两股；一股物料经床层中间抽出第一加氢处理反应器，并与LCO混合进入第二加氢处理反应器进行加氢反应；另一股物料继续向下流经下部的加氢处理催化剂床层，所得第一加氢处理反应物料和第二加氢处理反应物料进行气液分离和分馏，得到石脑油、柴油和加氢重馏分等。本发明提供了一种在一套加氢装置上灵活加工不同原料油，生产优质催化裂化原料的灵活加氢处理工艺，可以充分利用部分第一加氢处理物料所携带的热量，实现第一加氢处理反应器与第二加氢处理反应器的耦合操作。

Description

一种灵活蜡油加氢处理工艺

技术领域

本发明属于石油炼制领域，具体涉及一种以蜡油和LCO为原料油灵活生产优质催化裂化原料的灵活加氢处理工艺。

背景技术

流化催化裂化（FCC）是重质油轻质化的重要手段之一，但是随着催化裂化加工原料的劣质化和重质化，其操作条件越来越苛刻，轻质产品收率和产品性质变差，而催化裂化原料加氢处理技术不仅可以除去硫、氮、金属等杂质的含量，还可改善进料的裂化性能，降低FCC操作苛刻度，改善产品分布，提高目的产品选择性，降低干气和焦炭产率，提高FCC装置的经济性，降低目的产品硫含量，减少再生烟气中SOx及NOx含量等。催化裂化轻循环油（LCO）中有一定含量的硫和氮，均以有机化合物的形式存在，而且芳烃含量高，尤其是两环以上芳烃的含量高，通常LCO直接循环回催化裂化装置内继续转化，或者进入加氢处理装置加氢后再进入催化裂化装置，或者进入其他装置加工或者直接作为产品。

CN103773495A、CN101875856A、CN102465035A和CN001896192A公开了一种蜡油加氢处理工艺中掺炼LCO的工艺技术，主要目的是生产优质催化裂化原料，或者让LCO在蜡油加氢处理装置与催化裂化装置间循环的耦合技术，实现催化裂化装置的清洁生产。但是由于蜡油与LCO混合后直接加氢，LCO的加氢深度不能有效控制，只能以混合加氢产物（催化裂化原料）的硫含量或者氮含量作为控制目标，不利于以LCO生产优质汽油的有效控制。

综上所述，对比现有的LCO加氢技术和蜡油加氢处理技术，通常都是LCO直接掺炼至蜡油加氢处理装置中进行加氢，混合加氢后得到的加氢蜡油和加氢LCO共同作为催化裂化装置的原料，即LCO加氢后再返回催化裂化装置，由于未刻意控制LCO的加氢深度，催化裂化汽油的质量并没有达到最好，而且没有反应物料耦合的组合加工技术。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种灵活蜡油加氢处理工艺，即通过从使用第一加氢处理反应器中部抽出部分反应物流，将所述的蜡油原料油和LCO原料油通过两个加氢处理反应区的组合工艺生产优质催化裂化原料。

本发明的一种灵活蜡油加氢处理工艺，包括如下步骤：

a、蜡油原料油首先在加氢处理条件下通过第一加氢处理反应器上部加氢处理催化剂床层，得到第一加氢处理物流，这部分反应物流分成两部分，其中一部分抽出第一加氢处理反应器；

b、步骤a中剩余部分的第一加氢处理物流继续在加氢处理条件下通过第一加氢处理反应器的下部加氢处理催化剂床层，得到第一加氢处理反应器生成物流经过分离、分馏（或汽提）后得到第一加氢气体产品、第一加氢石脑油产品、第一加氢柴油和第一加氢重馏分；

c、步骤a所得的抽出第一加氢处理反应器的第一加氢处理物流与LCO混合后在加氢处理条件下通过第二加氢处理反应器的加氢处理催化剂床层，得到第二加氢处理反应器生成物流经过分离、分馏（或汽提）后得到第二加氢气体产品、第二加氢石脑油产品、第二加氢柴油和第二加氢重馏分。

根据本发明的灵活蜡油加氢处理工艺，步骤b和步骤c中的分离和分馏过程优选共用一套分离、分馏系统。其中，分离过程所得高压富氢气体分别循环使用或者混合后循环使用。

产品质量、环保要求、工艺操作等的要求都对催化裂化装置的原料油性质进行了限制，尤其是硫含量的限制，而且由于原料油组成的不同，催化裂化产品的分布和性质也有较大的差别；研究表明：LCO的芳烃加氢饱和深度对催化裂化汽油产品质量的影响较大，尤其是汽油中单环芳烃是高辛烷值组分，增加加氢LCO中单环芳烃的含量即可增加催化裂化汽油的辛烷值，而抽出的第一加氢处理物流因已经经过了部分加氢反应，加氢难度降低，因此其与LCO混合后可以在较缓和的操作条件下达到加氢脱硫、加氢脱氮的目的要求，而此时刚好可以控制LCO的加氢深度，即在满足硫含量的前提下将LCO中的两环芳烃和多环芳烃加氢至单环芳烃，而不是加氢深度过度而生成环烷烃，或者加氢深度不足而生成两环芳烃，这样加氢处理后的产物再次进入到催化裂化装置时可以提高催化裂化汽油中芳烃的含量，从而提高催化裂化汽油的辛烷值。

与现有技术相比较，本发明灵活蜡油加氢处理工艺的优点在于：

1、本发明中，第一加氢处理反应器中包括至少两个加氢处理催化剂床层。通过设置在第一加氢处理反应器床层中间的第一处理物料抽取步骤，无需特殊操作，即可实现对第一加氢处理物料股的有效分配，再使所得到的物料经过加氢组合工艺，从而可以生产优质的目的产品。同时，在反应器床层中间抽取反应物流在技术上也是易于实现的。而在现有技术中，LCO通常直接与蜡油原料油混合进入一个加氢处理反应器直接生产催化裂化原料。

2、本发明通过在第一加氢处理反应器的催化剂床层中间设置第一加氢处理物流抽出装置，将蜡油原料经过第一加氢处理的第一加氢处理物流抽取出反应器，并将其与LCO混合送入单独设置的第二加氢处理反应器进行加氢反应，由于已经有一部分蜡油原料中的硫、氮等杂质已经被加氢脱除，因此进一步加氢的难度降低，因此可以控制反应条件来控制LCO的加氢深度，即控制LCO中两环芳烃和多环芳烃加氢饱和的深度，控制在尽量将两环芳烃好多环芳烃加氢至单环芳烃，这样将加氢后LCO再次进行催化裂化时降低反应难度或者提高催化裂化汽油中的芳烃含量，提高汽油的辛烷值。

3、本发明中，第一加氢处理反应器加氢预处理催化剂床层中间得到的抽出物流本身具有很高的温度和压力，其与LCO混合后可以直接进入新设置的第二加氢处理反应器中进行反应，从而充分利用这股部分加氢处理物料所携带的热量，实现第一加氢处理反应器与第二加氢处理反应器的耦合操作。

4、本发明中，第一加氢处理反应系统和第二加氢处理反应系统的操作压力相同，因此两个系统中的高压富氢气体可以使用一套氢气脱硫系统和一套氢气循环系统，若进一步两个系统共用一套分离、分馏（或汽提）系统，则可以大幅度节省设备投资和操作费用。

附图说明

图1为本发明的原则流程示意图。

图2为本发明的另一原则流程示意图。

其中：1-蜡油原料油，2-第一加氢处理反应器，3-第一加氢处理抽出物流，4-LCO原料油，5-第一加氢处理反应器循环氢，6-第一加氢处理反应器生成物流，7-第二加氢处理反应器，8-第二加氢处理反应器生成物流，9-第二高压分离器，10-第二分馏塔，11-第二加氢处理石脑油，12-第二加氢处理柴油，13-第二加氢处理重馏分油，14-第二高压分离器富氢气体，15-补充氢，16-第一高压分离器，17-第一分馏塔，18-第一加氢处理石脑油，19-第一加氢处理柴油，20-第一加氢处理重馏分油，21-第一高压分离器富氢气体，22-混合高压分离器，23-混合分馏塔，24-混合加氢处理石脑油，25-混合加氢处理柴油，26-混合加氢处理重馏分油，27-混合高压分离器富氢气体。

具体实施方式

步骤a所述蜡油原料的初馏点为100～400℃，终馏点为405～650℃。所述的蜡油原料油可以是石油加工得到的直馏蜡油、焦化蜡油、脱沥青油等中的一种，从煤得到的煤焦油、煤直接液化油、煤间接液化油、合成油、页岩油等中的一种，也可以是它们其中几种的混合油。

步骤a、步骤b和步骤c所述的加氢处理催化剂均为常规的蜡油加氢处理催化剂。一般以ⅥB族和/或第Ⅷ族金属为活性组分，以氧化铝或含硅氧化铝为载体，第ⅥB族金属一般为Mo和/或W，第Ⅷ族金属一般为Co和/或Ni。以催化剂的重量计，第ⅥB族金属含量以氧化物计为10wt%～35wt%，第Ⅷ族金属含量以氧化物计为3wt%～15wt%，其性质如下：比表面为100～650m²/g，孔容为0.15～0.6mL/g。主要的催化剂有抚顺石油化工研究院研制开发的3936、3996，FF-16、FF-26、FF-36、FF-46、FF-56系列等加氢预处理催化剂，也可以是国内外催化剂公司开发的功能类似催化剂，如UOP公司的HC-K、HC-P，Topsoe公司的TK-555、TK-565催化剂，和Akzo公司的KF-847、KF-848等。步骤a、步骤b和步骤c所述的加氢处理催化剂可以使用相同的催化剂，也可以不同的催化剂。

步骤a所述加氢处理的操作条件可采用常规的加氢操作条件，一般为反应压力3.0MPa～19.0MPa，反应温度为300℃～450℃，液时体积空速0.2h^-1～6.0h^-1，氢油体积比为100:1～2000:1。

步骤a所述的第一加氢处理反应器的入口，即上部加氢催化剂床层的顶部装填加氢保护剂，加氢保护剂为常规的加氢保护剂，保护剂床层通常级配使用2种及以上的保护剂品种。保护剂的操作条件可采用常规的操作条件，一般为反应压力3.0MPa～19.0MPa，反应温度为280℃～420℃，液时体积空速0.5h^-1～20.0h^-1，氢油体积比为100:1～2000:1。

步骤a中所述抽出的部分物流以液相计占蜡油原料油的质量比例为5～95 wt%，优选为10～60 wt%。

步骤b所述的操作条件可采用常规的加氢操作条件，一般为反应压力3.0MPa～19.0MPa，反应温度为300℃～450℃，液时体积空速0.2h^-1～6.0h^-1，氢油体积比为100:1～2000:1。

步骤b中所述的分离通常包括为第一加氢处理高压分离器和低压分离器分离两部分。其中高压分离器分离得到加氢处理高压富氢气体和液体，高压分离器分离得到的液体进入低压分离器。低压分离器将高压液体产物分离得到富烃气体和低压液体产物。富烃气体经分离得到需要的加氢处理气体产物。

步骤b中所述的分馏（或汽提）在加氢处理分馏塔（或汽提塔）系统中进行。低压液体产物在分馏塔中分馏得到第一加氢处理石脑油产品、第一加氢处理柴油和第一加氢处理重馏分。

步骤c所述LCO原料为催化裂化装置的轻循环油，其初馏点为100～200℃，终馏点为320～400℃。所述的LCO原料油中也可以掺混一些焦化柴油、乙烯裂解焦油、煤焦油等芳烃含量高的柴油馏分中的一种或几种。

步骤c所述的操作条件可采用常规的加氢操作条件，一般为反应压力3.0MPa～19.0MPa，反应温度为300℃～450℃，优选为320℃～410℃，液时体积空速0.2h^-1～6.0h^-1，氢油体积比为100:1～2000:1。

步骤c中所述的分离在第二加氢处理高压分离器和低压分离器内进行。其中加氢处理高压分离器分离得到加氢处理高压富氢气体和液体，高压分离器分离得到的液体进入低压分离器。低压分离器将高压液体产物分离得到富烃气体和低压液体产物。富烃气体经分离得到需要的第二加氢处理气体产物。

步骤c中所述的分馏（或汽提）在第二加氢处理分馏塔（或汽提塔）系统中进行。低压液体产物在分馏塔中分馏得到第二加氢处理石脑油产品、第二加氢处理柴油和第二加氢重馏分油。

步骤b和步骤c中所述的第一加氢处理气体产品和第二加氢处理气体产品可以单独作为产品，也可以混合为混合气体产品。

步骤b和步骤c中中所述的第一加氢处理石脑油产品和第二加氢处理石脑油产品可以单独作为产品，也可以混合为混合石脑油产品。

步骤b和步骤c中所述的第一加氢处理柴油和第二加氢处理柴油可以单独作为产品，也可以混合作为催化裂化装置的原料油。

步骤b和步骤c中所述的第一加氢处理重馏分和第二加氢处理重馏分混合作为催化裂化装置的原料油。

步骤b和步骤c中所述的分离可以在混合加氢处理高压分离器和混合低压分离器内进行，即两个加氢处理反应器的生成物流混合进入同一个加氢处理高压分离器和同一个低压分离器。其中混合加氢处理高压分离器分离得到混合加氢处理高压富氢气体和混合液体，混合高压分离器分离得到的混合液体进入混合低压分离器。混合低压分离器将高压液体产物分离得到混合富烃气体和混合低压液体产物。混合富烃气体经分离得到需要的混合加氢处理气体产物。

步骤b和步骤c中所述的分馏（或汽提）可以在混合加氢处理分馏塔（或混合汽提塔）系统中进行。混合低压液体产物在混合分馏塔中分馏得到混合加氢处理石脑油产品、混合加氢处理柴油和混合加氢重馏分油。

步骤b和步骤c中所述的混合高压富氢气体可以直接作为循环氢使用，也可以选择通过循环氢脱硫系统脱除硫化氢后再循环使用。

本发明中，所述第二加氢处理反应器内的加氢过程包括依次进行的两个反应阶段，第一反应阶段在含有加氢处理催化剂的催化剂床层A内进行，第二反应阶段在含有加氢处理催化剂的催化剂床层B内进行。本发明中还可以包括将LCO原料油切割为轻馏分和重馏分的过程，所述切割的温度为245~300℃。所述的重馏分与步骤a抽出的第一加氢预处理物流混合后通过催化剂床层A，催化剂床层A所得加氢处理物流与所述轻馏分混合后通过催化剂床层B。

进一步地，第二加氢处理反应器中第二反应阶段的反应温度y₂低于第一反应阶段的反应温度y₁，优选地y₂比y₁低5-20℃。

LCO原料油切割所得重馏分中以多环芳烃为主，其经过更多的加氢处理催化剂反应，可以达到控制芳烃加氢深度的目的，而轻馏分中双环芳烃经过较少的加氢处理催化剂反应，可以与重馏分同时达到控制芳烃加氢深度的目的，即加氢处理后的LCO满足硫含量的同时双环芳烃和多环芳烃均适度加氢至单环芳烃，其进一步催化裂化后可以满足硫含量要求的催化裂化汽油，而且可以提高汽油的辛烷值。此外，第二加氢处理反应器内催化剂床层B在低于催化剂床层A的温度下进行操作，也有利于双环芳烃加氢饱和转化为单环芳烃反应的进行。

本发明中，所述的催化剂床层A和催化剂床层B可以设置在一个加氢处理反应器内，或者可以分别设置在两个以上的加氢处理反应器内。本发明中优选采用第一种方式。

结合图1，本发明的方法具体如下：蜡油原料油1首先与循环氢5混合进入第一加氢处理反应器2，经过第一加氢处理催化剂床层的反应物流中抽出加氢处理抽出物流3，抽出加氢处理抽出物流3后的物流继续进入下部的加氢处理催化剂床层，抽出的加氢处理抽出物流3与LCO原料油4混合后进入第二加氢处理反应器7，通过加氢处理催化剂床层的生成物流8进入第二高压分离器9中进行气液分离，分离得到的液体进入第二分馏塔10中分馏得到第二加氢处理石脑油11、第二加氢处理柴油12、第二加氢处理重馏分13、第一加氢处理反应器生产物流6进入第一高压分离器16中进行气液分离，分离得到的液体进入第一分馏塔17中分馏得到第一加氢处理石脑油18、第一加氢处理柴油19、第一加氢处理重馏分20、第二高压分离器9分离得到的第二富氢气体14与第一高压分离器16分离得到的第一富氢气体21混合后经循环氢压缩机增压后进一步与补充氢15混合作为循环氢。

下面通过实施例说明本发明方案和效果。

实施例1-4

保护剂FZC-100、FZC-105和FZC106为中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院研制生产的加氢保护剂；催化剂FF-24为中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院研制生产的加氢处理催化剂。

表1 蜡油原料油的主要性质

	蜡油1	蜡油2	LCO
				密度，g/cm<sup>3</sup>	0.904	0.937	0.935
馏分范围，℃	325～550	345～620	156~380
				硫含量，wt％	2.2	1.5	1.1
氮含量，wt％	0.103	0.245	0.08
				芳烃含量，wt％	—	—	91.6

表2 工艺条件

续表2 工艺条件

表3 试验结果

其中，LCO轻馏分与重馏分的切割温度为270℃。

由实施例可以看出，采用本发明的灵活蜡油加氢处理工艺，通过从第一加氢处理反应器内抽出一部分反应物流，抽出物流与LCO混合加氢处理生产优质催化裂化原料，抽出物流后的剩余加氢理物流继续加氢处理生产优质石脑油、加氢柴油和加氢重馏分的目的，提供优质催化裂化原料，生产方式灵活。

Claims

1.一种灵活蜡油加氢处理工艺，包括如下步骤：

b、步骤a中剩余部分的第一加氢处理物流继续在加氢处理条件下通过第一加氢处理反应器的下部加氢处理催化剂床层，得到第一加氢处理反应器生成物流经过分离、分馏或汽提后得到第一加氢气体产品、第一加氢石脑油产品、第一加氢柴油和第一加氢重馏分；

c、提供一个第二加氢处理反应器，所述第二加氢处理反应器内包括依次进行的两个反应阶段，分别在含有加氢处理催化剂的催化剂床层A和催化剂床层B内进行；将LCO原料油切割为轻馏分和重馏分，所述切割的温度为245~300℃；所得LCO重馏分与步骤a抽出的第一加氢预处理物流混合后通过催化剂床层A，催化剂床层A所得加氢处理物流与所得LCO轻馏分混合后通过催化剂床层B，得到第二加氢处理反应器生成物流经过分离、分馏或汽提后得到第二加氢气体产品、第二加氢石脑油产品、第二加氢柴油和第二加氢重馏分。

2.按照权利要求1所述的加氢处理工艺，其特征在于，步骤b和步骤c中的分离和分馏过程共用一套分离、分馏系统。

3.按照权利要求1所述的加氢处理工艺，其特征在于，所述蜡油原料油的初馏点为100～400℃，终馏点为405～650℃。

4.按照权利要求3所述的加氢处理工艺，其特征在于，所述的蜡油原料油选自直馏蜡油、焦化蜡油、脱沥青油、煤焦油、煤直接液化油、煤间接液化油、合成油和页岩油中的至少一种。

5.按照权利要求1所述的加氢处理工艺，其特征在于，所述的LCO的初馏点为100～200℃，终馏点为320～400℃。

6.按照权利要求1所述的加氢处理工艺，其特征在于，所述的LCO中还掺混焦化柴油、乙烯裂解焦油和煤焦油中的至少一种。

7.按照权利要求1所述的加氢处理工艺，其特征在于，所述的加氢处理催化剂以ⅥB族和/或第Ⅷ族金属为活性组分，以氧化铝或含硅氧化铝为载体；以催化剂的重量计，第ⅥB族金属含量以氧化物计为10wt%～35wt%，第Ⅷ族金属含量以氧化物计为3wt%～15wt%；其性质如下：比表面积为100～650m²/g，孔容为0.15～0.6mL/g。

8.按照权利要求1所述的加氢处理工艺，其特征在于，步骤a所述加氢处理的条件为：反应压力3.0MPa～19.0MPa，反应温度为300℃～450℃，液时体积空速0.2h^-1～6.0h^-1，氢油体积比为100:1～2000:1。

9.按照权利要求1所述的加氢处理工艺，其特征在于，步骤a中抽出的部分物流以液相计占蜡油原料油的重量百分比为5～95 wt%。

10.按照权利要求1所述的加氢处理工艺，其特征在于，步骤b所述的加氢处理条件为：反应压力3.0MPa～19.0MPa，反应温度为300℃～450℃，液时体积空速0.2h^-1～6.0h^-1，氢油体积比为100:1～2000:1。

11.按照权利要求1所述的加氢处理工艺，其特征在于，步骤c加氢处理的条件为：反应压力3.0MPa～19.0MPa，反应温度为300℃～450℃，液时体积空速0.2h^-1～6.0h^-1，氢油体积比为100:1～2000:1。

12.按照权利要求1所述的加氢处理工艺，其特征在于，催化剂床层B的反应温度y₂低于催化剂床层A的反应温度y₁。

13.按照权利要求12所述的加氢处理工艺，其特征在于，y₂比y₁低5-20℃。

14.按照权利要求9所述的加氢处理工艺，其特征在于，步骤a中抽出的部分物流以液相计占蜡油原料油的重量百分比为10～60 wt%。