一种生产清洁燃料的加氢方法.pdf

本发明提供了一种生产清洁燃料的加氢方法，利用现有加氢裂化工艺中的热低压分离器具有相对较高的温度和压力、同时具备临氢环境这一特点，通过在热低压分离器上部装填精制催化剂床层或在热低压分离器和冷低压分离器之间设置加氢精制反应器，来精制加氢裂化本装置产品和来自装置外的其它需精制烃油，具有利用一套加氢裂化装置就可同时实现生产轻质和清洁燃料产品的效果。

1、  一种生产清洁燃料的加氢方法，其特征在于：加氢裂化反应产物经换热后进入热高压分离器进行气、液分离，热高压分离器气相进入冷高压分离器进行气、液分离，冷高压分离器气相为富氢气体，经循环氢脱硫系统脱硫处理后，进压缩机升压，升压后的气体作为循环氢与新氢混合成为混合氢气体，返回加氢裂化反应系统；热高压分离器液相减压后单独或和需精制的烃油组分一起进入热低压分离器进行低压气、液分离，在热低压分离器上部装填精制催化剂床层，热低压分离器气相由下向上地通过设置在热低压分离器上部的精制催化剂床层，发生脱硫、脱氮，烯烃、芳烃饱和反应，然后进冷低压分离器再次分离，热低压分离器液相进分馏部分分离出各种产品；冷高压分离器液相经减压后也进入冷低压分离器；冷低压分离器气相为富氢气体，进氢回收装置回收氢气或作为燃料气送出装置，冷低压分离器液相进分馏部分分离出各种产品。

2、  一种生产清洁燃料的加氢方法，其特征在于：加氢裂化反应产物经换热后进入热高压分离器进行气、液分离，然后进入冷高压分离器进行气、液分离，冷高压分离器气相为富氢气体，经循环氢脱硫系统脱硫处理后，进压缩机升压，升压后的气体作为循环氢与新氢混合成为混合氢气体，返回加氢裂化反应系统；热高压分离器液相减压后单独或和需精制的烃油组分一起进入热低压分离器进行低压气、液分离，在热低压分离器和冷低压分离器之间设置加氢精制反应器，热低压分离器气相单独或和需精制的烃油组分一起进入加氢精制反应器，发生脱硫、脱氮，烯烃、芳烃饱和反应，反应后气体进冷低压分离器再次分离，热低压分离器液相进分馏部分分离出各种产品；冷高压分离器液相经减压后也进入冷低压分离器；冷低压分离器气相为富氢气体，进氢回收装置回收氢气或作为燃料气送出装置，冷低压分离器液相进分馏部分分离出各种产品。

3、  如权利要求2所述的一种生产清洁燃料的加氢方法，其特征在于：所述的热高压分离器液相减压后单独进入热低压分离器进行低压气、液分离，所述的热低压分离器气相和需精制的烃油组分一起进入加氢精制反应器，发生脱硫、脱氮，烯烃、芳烃饱和反应。

一种生产清洁燃料的加氢方法
技术领域
本发明属于石油炼制领域，涉及一种生产清洁燃料的加氢方法。
背景技术
随着环保意识的加强，生产和使用清洁燃料已成为大的发展趋势。由于采用加氢精制方法生产清洁燃料，有着产品收率高、污染小和不产生难于处理的废物等特点，加氢精制装置已经成为炼油厂提高产品质量的重要选择。中国专利CN1552812A就公开了一种柴油深度脱硫、脱芳工艺。采用加氢精制方法生产清洁燃料，由于在临氢、高温和高压下操作，装置投资和操作费用较高，给炼油厂生产清洁燃料带来了高成本，降低了经济效益。
加氢裂化装置是炼油厂另一重要装置，以其加工原料油范围广、产品结构灵活、产品质量好、液体收率高等特点日益成为平衡炼厂生产和市场需求的关键手段。目前按加氢裂化装置反应流出物的分离方法可将反应部分的流程划分为热高压分离器流程(简称热分流程)和冷高压分离器流程(简称冷分流程)。热分流程，即反应产物通常在换热至250～300℃这一较高温度水平时，进入热高压分离器进行气、液分离，热高压分离器气相进入冷高压分离器进行气、液分离，热高压分离器液相减压后进入热低压分离器进行低压气液分离，热低压分离器气相进冷低压分离器再次分离，而热低压分离器液相在较高的温度条件下直接进入分馏部分。相对于冷分流程而言，热分流程提高了装置热利用效率，同时可以防止稠环芳烃在低温部位析出堵塞换热器和冷却器，因此在加氢裂化的工艺设计中被广泛采用。
然而随着社会对清洁油品需求的持续升级，以生产清洁油品著称的加氢装置也开始面临产品质量的问题。在常规加氢裂化装置上，仅通过催化剂的升级换代来达到满足产品要求的目的，变的越来越困难，成本也越来越高。因此，如何有效利用加氢裂化本身高温、高压、临氢的特性，将加氢反应进一步扩大和延伸，成为加氢技术进步的一个发展方向。
中国专利CN1476475A公开了一种加氢裂化方法，在加氢裂化反应区设置热高压气提塔，热高压气提塔下端设置加氢区，单独引高压氢气至加氢区，利用该加氢区来氢化与向上流动的氢气相接触的向下流动的液态烃，从而将其转化为更低沸点的烃类。该方法的特点在于：由于经过热高压气提塔中加氢区域的向下流动的烃已经气提出硫化氢和氨，所以氢化在称作低硫环境的条件下进行，有利于从烃中除去相对低含量的硫。该方法要求加氢裂化反应流出物在气提前不进行冷却，仅允许发生因不可避免的热损失而导致的温度降低，并且气提的压力也维持在与加氢裂化反应基本相同的压力，其实质是对主反应的一种补充或延伸，或者理解为加氢裂化反应的后精制过程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产清洁燃料的加氢方法，利用现有加氢裂化工艺热高压分离器流程中的热低压分离器具有相对较高的温度和压力、同时具备临氢环境这一特点，来精制加氢裂化本装置产品和来自装置外的其它需精制烃油，从而利用一套装置来同时达到生产轻质和清洁燃料产品的目的。
为此本发明采用的一种技术方案为：一种生产清洁燃料的加氢方法，其特征在于：加氢裂化反应产物经换热后进入热高压分离器进行气、液分离，热高压分离器气相进入冷高压分离器进行气、液分离，冷高压分离器气相为富氢气体，经循环氢脱硫系统脱硫处理后，进压缩机升压，升压后的气体作为循环氢与新氢混合成为混合氢气体，返回加氢裂化反应系统；热高压分离器液相减压后单独或和需精制的烃油组分一起进入热低压分离器进行低压气、液分离，在热低压分离器上部装填精制催化剂床层，热低压分离器气相由下向上地通过设置在热低压分离器上部的精制催化剂床层，发生脱硫、脱氮，烯烃、芳烃饱和反应，然后进冷低压分离器再次分离，热低压分离器液相进分馏部分分离出各种产品；冷高压分离器液相经减压后也进入冷低压分离器；冷低压分离器气相为富氢气体，可进氢回收装置回收氢气或作为燃料气送出装置，冷低压分离器液相进分馏部分分离出各种产品。
本发明采用的另一种技术方案为：一种生产清洁燃料的加氢方法，其特征在于：加氢裂化反应产物经换热后进入热高压分离器进行气、液分离，然后进入冷高压分离器进行气、液分离，冷高压分离器气相为富氢气体，经循环氢脱硫系统脱硫处理后，进压缩机升压，升压后的气体作为循环氢与新氢混合成为混合氢气体，返回加氢裂化反应系统；热高压分离器液相减压后单独或和需精制的烃油组分一起进入热低压分离器进行低压气、液分离，在热低压分离器和冷低压分离器之间设置加氢精制反应器，热低压分离器气相单独或和需精制的烃油组分一起进入加氢精制反应器，发生脱硫、脱氮，烯烃、芳烃饱和反应，反应后气体进冷低压分离器再次分离，热低压分离器液相进分馏部分分离出各种产品；冷高压分离器液相经减压后也进入冷低压分离器；冷低压分离器气相为富氢气体，可进氢回收装置回收氢气或作为燃料气送出装置，冷低压分离器液相进分馏部分分离出各种产品。
本发明两种技术方案其共同的特征在于：都是利用热低压分离器气相温度、压力和含氢的条件，通过设置加氢精制催化床层，对热低压分离器气相或和需精制的烃油组分一起进行加氢精制反应，从而生产清洁产品。不同的地方仅在于加氢精制催化剂床层，在第一种方案中是直接设于热低压分离器上部，第二种方案中是单独设置一台加氢精制反应器，设于热低压分离器和冷低压分离器之间。
本发明方法具有的有益效果体现在：热高压加氢分离器液相单独或和需精制的烃油组分一起在热低压分离器中首次分离，氢气、轻烃、轻油甚至中油组分在规定的温度、压力下由热低压分离器顶部分出，通过在其顶部设置精制催化剂床层，实现这部分油品的加氢精制。其优势在于可以根据产品种类和质量要求实现对不同种类产品指标的有效控制，同时热低压分离器的温度和压力条件，不仅能实现汽油、煤油脱硫的目的，而且在这样一种压力相对较高、温度相对较低的条件下，更利于满足生产高品质汽油和煤油的要求。这样，根据需精制烃油的数量和产品要求，适当加大热低压分离器的体积，适当增加催化剂的用量，适当加大循环氢压缩机、加热炉的负荷，适当考虑分馏系统的适应能力，就可解决新建一套加氢精制装置所要解决的问题，因此从全厂流程优化的角度，本发明效果还在于大大降低了全厂生产清洁燃料的一次投资加工成本。
当采取本发明第二种技术方案，设置独立的加氢精制反应器时，需精制的烃油还可不进热低压分离器，而直接引入加氢精制反应器。该方案，对精制原料的适应性更广，反应的控制和调节更为灵活有效。
附图说明
图1：本发明的一种典型流程图；
图2：本发明的另种典型流程图；
图中，1-热高压分离器，2-热低压分离器，3-冷高压分离器，4-冷低压分离器，5-加氢精制反应器，6-高压换热器，7-换热器，8-加氢裂化反应流出物，9-热高压分离器气相，10-热高压分离器液相，11-精制反应后气相，12-冷高压分离器气相，13-冷高压分离器液相，14-热低压分离器气相，15-热低压分离器液相，16-冷低压分离器气相，17-冷低压分离器液相，18-需精制的烃油。
具体实施方式
以下结合附图对本发明技术方案作详细说明，附图只是为了说明本发明的基本内容而绘制的，并不限定本发明的范围。
如图1所示，加氢裂化反应流出物8经高压换热器6换热后进热高压分离器1进行气、液分离，热高压分离器1通常在压力5.0～20.0MPa、温度200～400℃的条件下操作。热高压分离器气相9经换热器7换热冷却后进入冷高压分离器3进行气、液分离，冷高压分离器3通常在压力5.0～20.0MPa、温度40～70℃的条件下操作。冷高压分离器气相12为富氢气体，经脱硫、压缩后进入加氢裂化反应系统。热高压分离器液相10减压后单独或和需精制烃油18一起进入热低压分离器2进行低压气液分离，热低压分离器2通常在压力1.0～5.0MPa、温度200～400℃的条件下操作，热低压分离器气相14为氢气和小分子烃类与轻油的混合物，由下至上的通过设置在热低压分离器顶部的精制催化剂床层，液时空速的通常范围(LHSV)为0.1～10hr^-1，进行深度脱硫和脱芳反应，精制反应后的气体11离开热低压分离器2进冷低压分离器4再次分离，热低压分离器液相15进分馏部分分离出各种产品。冷高压分离器液相13经减压后也进入冷低压分离器4，冷低压分离器4通常在压力1.0～5.0MPa、温度40～70℃的条件下操作。冷低压分离器气相16为富氢气体，可进氢回收装置回收氢气或作为燃料气送出装置，冷低压分离器液相17进分馏部分分离出各种产品。
图2与图1流程基本相同，不同点仅在于：不在热低压分离器2上部设置加氢精制催化剂床层，而在热低压分离器2和冷低压分离器4之间设置加氢精制反应器5。根据图2，需精制的烃油18可在热低压分离器2前与热高压分离器液相10一起进入热低压分离器2，也可直接自加氢精制反应器5上部与热低压分离器气相14一起进入加氢精制反应器5。
本发明涉及的加氢精制催化剂属本领域常规加氢精制催化剂，如金属活性组分为VIB族金属(主要包括钨或钼)以及VIII族金属(主要包括钴和镍)的加氢精制催化剂。