一種柴油餾分深度脫硫、脫芳的處理方法技術

本發明專利技術公開了一種柴油餾分深度脫硫、脫芳的處理方法。其特點在于：原料油經過裝有非貴金屬催化劑的固定床反應器進行脫硫、脫氮和部分芳烴飽和后，進入裝有貴金屬催化劑的超重力反應器，與氫氣逆流接觸進行芳烴飽和反應。該工藝過程可以取消汽提分離系統，并能大幅度降低原料中的硫和芳烴含量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種柴油加氫處理方法，特別是柴油餾分深度加氫脫硫、脫芳的處理方法。
技術介紹
隨著環保法規的日趨嚴格，世界各國紛紛修訂了柴油規格，要求煉油企業生產環境友好的燃料?！妒澜缛加鸵幏丁分蠭I類柴油要求:硫含量不大于30(^g/g，總芳烴含量不高于24%，其中多環芳烴含量不高于5%，十六烷指數不低于50 ；111類柴油要求:硫含量不大于3(^g/g，總芳烴含量不高于15%，其中多環芳烴含量不高于2%，十六烷指數不低于52。這些標準對各國柴油標準的制定和柴油生產都會產生深遠的影響。與此同時，由于市場對輕質燃料的需求不斷增加，重渣油的深度轉化程度也不斷提高，使二次加工產品如催化柴油(LCO)等的質量下降，很難找到充足的低硫、低芳烴柴油組分與之調和?，F有的操作手段如降低空速或提高溫度可以使餾分油特別是催化柴油中硫含量達到要求，但是降低產品中的芳烴卻一直是一大難題。主要原因是芳烴飽和反應受熱力學控制，當提高溫度更多 地脫除硫時，芳烴的飽和將受到抑制。因此，普通加氫精制條件下很難兼顧深度脫硫和脫芳的任務。為實現低硫、低芳烴的目標，國內外公司普遍采用兩段法操作。US5114562描述了一種中間餾分油加氫脫硫和芳烴飽和的兩段法加工流程。該方法有兩個獨立的反應器，在第一反應器中進行加氫脫硫，脫硫后的產物進入汽提塔，采用氫氣逆流汽提脫除H2S和NH3。然后再進入第二個反應器，第二個反應器采用貴金屬催化劑，操作條件為高壓低溫，主要進行芳烴的加氫飽和反應。此方法是現階段較為成熟的加氫工藝過程，工業應用也比較多。但是因其需要一套汽提系統，所以投資和操作費用較高。US5183556描述了一種柴油兩步法加氫脫硫、脫芳的工藝。第一步原料與富氫氣體并流通過非貴金屬催化劑，然后通過氣液分離裝置除去第一步物流中的氣體，進入第二步與新鮮氫氣逆流接觸，進行深度加氫。第二步所用催化劑可以是非貴金屬催化劑，也可以是貴金屬催化劑。該工藝可以在一個反應器內進行，也可以在兩個不同的反應器內進行。由于第二步采用逆流操作，會受到流體力學的限制，為防止液泛的發生，只能在較低的氫油比條件下操作，這樣對深度加氫脫芳反應有不利的影響。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術提供，特別是劣質柴油深度加氫脫硫、脫芳工藝。與兩段加氫處理工藝相比，可以減少一套汽提系統，具有工藝流程簡單、操作彈性大的特點。本專利技術柴油餾分深度脫硫、脫芳的處理方法包含有兩個反應區:第一反應區和第二反應區。第一反應區包含固定床加氫反應器，第二反應區包含超至少一個重力加氫反應器，包括如下步驟:a、原料油與氫氣混合后以并流的方式進入第一反應區的固定床加氫反應器，與非貴金屬催化劑接觸進行深度加氫脫硫、脫氮和部分芳烴飽和反應； b、步驟a排出的物料不經過分離直接進入第二反應區的超重力加氫反應器，第二反應區內裝填貴金屬催化劑，采用氣液逆流操作方式，進行芳烴的深度加氫飽和；第二反應區排出的液相物料一部分作為生成油，一部分循環至第二反應區入口。步驟a所述的第一反應區的反應器為常規的固定床加氫反應器，其反應條件為:反應壓力2.0MPa 15.0MPa，優選3.0MPa^l0.0MPa,反應溫度為250°C 500°C，優選3000C 400°C，液時體積空速一般為0.1tT1 5.0h—1，優選0.51Γ1 3.0h—1，氫油標準狀態下的體積比為100 3000，優選300 1000。步驟a所述的非貴金屬催化劑為本領域技術人員所熟悉的催化劑，一般是以氧化鋁、無定型硅鋁和(或)分子篩為載體，以第VIB和VIII族金屬如W、Mo、Co、Ni等的氧化物為活性組分，以氧化物重量計活性金屬組分的含量為20% 60%，選擇性地加入其它各種助劑如P、S1、F、B等元素，非貴金屬催化劑在使用前進行硫化，將活性金屬的氧化物轉化為活性更高的硫化物，硫化處理是本領域的常規方法。在步驟b所述的超重力加氫反應器為本領域常用的旋轉床式反應器結構，催化劑床隨轉軸旋轉，轉軸優選為套筒結構，轉軸內筒設置物料分布孔，轉軸外筒與催化劑床固定為一體，外筒具有物料流通開口，外筒上部設置氣相物料排出通道。氫氣由超重力氣加氫反應器的外側殼體進入，由轉軸套筒的外筒處流出，第一反應區生成物料由轉軸套筒的內筒進入超重力加氫反應器，第一反應區生成物料的液相通過催化劑床層轉子的高速旋轉帶動，與氫氣形成逆流接觸，第一反應區生成物料的氣相在轉軸套筒的外筒隨超重力加氫反應器的氣相流出。由于催化劑床層轉子旋轉形成超重力場，使氣液接觸處產生5(Γ1000倍的重力加速度，從而極大強化了氣液傳質效率，促進芳烴的飽和反應。同時在超重力場的作用下，液相通過 催化劑床層的能力大大強于重力場下的固定床反應器，所以超重力加氫反應器在采用較高的氣液比操作時，也不會發生液泛現象。超重力加氫反應器的工藝條件為:反應壓力2.0MPa 15.0MPa，優選3.0MPa 10.0MPa,反應溫度為220°C 500。。，優選2500C 380°C，液時體積空速(總進料)一般為1.0h—1 8.0h—1，優選1.51Γ1 5.0h—1，氫油標準狀態下體積比為10(Γ3000，優選60(Γ1500。第二反應區循環油量和新鮮原料油的體積比(循環比)為0.1: f 5.0:1，優選為0.2: f 2.0:1。超重力反應器可以設置一個，也可以設置2 5個串聯使用。步驟b所述的貴金屬催化劑為本領域技術人員所熟悉的芳烴飽和活性高的貴金屬催化劑，一般以鉬和/或鈀為活性金屬祖分，以沸石、無機氧化物、活性碳、粘土等的一種或幾種混合物為載體，貴金屬催化劑的活性組分一般為Pt和/或Pt，以重量計含量一般為0.1% 3%。本專利技術的優點是: 1、第二反應區采用超重力加氫反應器，在超重力場的作用下氣液通過催化劑床層的速度大大提高，與重力場下的反應器相比，液泛曲線有較大幅度的提高，因此可以采用較高的氣液比進行操作，可以獲得較高的氫氣分壓，促進芳烴的飽和反應，同時將大量反應熱帶出反應器,防止反應器超溫。2、在超重力的條件下，由于逆流流體的相對速度變大，巨大的剪應力可以克服表面張力，使得氫氣與液相物料間的接觸面積增大，從而導致相間傳遞過程極大強化，超重力加氫反應器傳質效率遠高于重力場下的固定床加氫反應器，氣液通過能力也大大增強，所以第二反應區的操作彈性較大，可以采用部分生成油循環、高氫油體積比的操作模式，促進芳烴最大限度的飽和。3、合理地利用了超重力加氫反應器的結構特點，在第二反應區前將H2S和NH3脫除，取消汽提系統，工藝流程簡單。附圖說明圖1是本專利技術工藝方法流程示意圖。圖中:1-新鮮原料油和氫氣混合物料,2-固定床加氫反應器,3-第一反應區排出物料，4-新鮮氫氣，5-第一反應區和第二反應區的混合富氫氣體，6-超重力加氫反應器，7-催化劑床層轉子，8-循環油，9-生成油。具體實施方式為進一步闡述本專利技術的具體特征，將結合附圖加以說明。結合附圖1，本專利技術的一種工藝過程為: 新鮮原料油和氫氣混合物料I進入第一反應區的固定床加氫反應器2，進行深度加氫脫硫反應和部分芳烴飽和反應。第一反應區排出物料3與第二反應區的循環油混合進入第二反應區的超重力加氫反應器6。新鮮氫氣4由超重力加氫反應器的外側殼體進入，由轉軸套筒處流出。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種柴油餾分深度脫硫、脫芳的處理方法，包含有兩個反應區：第一反應區和第二反應區，其特征在于：第一反應區包含固定床加氫反應器，第二反應區包含超至少一個重力加氫反應器，包括如下步驟：（a）原料油與氫氣混合后以并流的方式進入第一反應區的固定床加氫反應器，與非貴金屬催化劑接觸進行深度加氫脫硫、脫氮和部分芳烴飽和反應；（b）步驟（a）排出的物料不經過分離直接進入第二反應區的超重力加氫反應器，第二反應區內裝填貴金屬催化劑，采用氣液逆流操作方式，進行芳烴的深度加氫飽和；第二反應區排出的液相物料一部分作為生成油，一部分循環至第二反應區入口。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王喜彬，曾榕輝，劉建宇，郭蓉，孫萬付，曹春清，曲濤，劉雪玲，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司， 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院，
類型：發明
國別省市：北京;11