CN100548442C - 具有改进的氢控制的加氢处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及改进的加氢处理工艺，其用于从石脑油和馏出物进料物流中除去硫。该改进的工艺使用加氢处理区域，酸性气体脱除区域，和总循环时间小于约30秒的变压吸附区域，用于提高用于工艺中的氢浓度。

Description

具有改进的氢控制的加氢处理工艺
发明领域
本发明涉及用于从石脑油和馏出物原料物流中除去硫的改进的加氢处理工艺。该改进的工艺使用加氢处理区域，酸性气体脱除区域，和总循环时间小于约1分钟的变压吸附区域，所述变压吸附区域用于提高工艺中利用的氢浓度。
发明背景
炼油厂使用加氢处理工艺以从烃类物流，如石脑油、煤油、柴油、汽油、减压汽油(VGO)、和减压渣油中除去杂原子，如硫和氮。加氢处理深度的选择需要平衡所希望的产品收率和所希望的低的杂原子浓度。美国和国外提高的法规压力导致加氢处理工艺的深度和/或选择性越来越强，以形成硫浓度极低的烃类产品。
通常通过在加氢处理反应容器、或区域中，在高温和高压的加氢处理条件下，及含氢的处理气体存在下，使烃原料与适合的加氢处理催化剂接触而实现加氢处理，以得到具有所希望硫浓度的产物。操作条件和所使用的加氢处理催化剂会影响所得加氢处理产物的质量。
通常，即加氢处理及其他形式氢加工的本领域技术人员已知，可将至少一部分加氢处理产物中未反应的氢分离并再循环，从而其可以与新鲜的处理气体(又名补给气体)和烃类原料结合。这一分离在，例如，加氢处理反应器下游的闪蒸罐或分离器容器中完成。还希望提高再循环物流中氢的纯度(浓度)。因此，本领域的目标是提供提高的氢利用效率同时使用少量的额外能量消耗，并且对加氢处理设备的维护或操作没有过度的有害影响。还认识到通过提高氢的使用效率，可以利用原有设备提高原料的处理能力从而得到更高的产品收率。更有效利用氢的另外的优点是降低补给氢气的量，其必须通过，例如，制氢设备或深冷单元提供。
待加工原料的类型、需要的产品质量、收率、及特定催化剂循环寿命的转化量，决定了加氢处理单元操作所需的氢分压。单元的操作压力和处理气体的纯度决定了加氢处理单元的氢分压。因为对来自下游加氢处理装置分离器或闪蒸罐的闪蒸气体组成的控制有限，再循环闪蒸气体的氢组成限制了最终输送至加氢处理装置反应器的氢分压。使用再循环时，循环气物流中相对较低的氢分压有效降低了到反应器的氢气输入成分的分压，并从而不利地影响产品数量和质量、催化剂循环寿命等的工作性能。为补偿这一性能上的下降，不得不提高加氢处理反应器的操作压力，这从操作的角度上是不希望的。相反地，通过提高氢气回收的效率和氢浓度，循环气物流的氢分压得到提高。通过测定这些参数来看，这导致加氢处理工艺设备总体性能的提高。
已经提出一些常规的方法，试图通过提高循环气物流中氢的浓度，以提高加氢处理单元中氢的利用效率。这样的工艺通常导致大量额外的设备成本和/或需要操作条件的显著变化，如温度和压力，这通常导致投资和操作成本的提高。
一个已经用于提高加氢处理单元中再循环物流氢气纯度的工艺是传统的变压吸附。参见，例如，于Jul.3，1984授权给Lummus Crest，Inc的美国专利4,457,384。但是，为了引入PSA单元，反应器流出物气流的压力必须从约2,500psig(175.8kg/cm2)降低到约350psig(24.6kg/cm2)。尽管循环氢物流的纯度可以提高到约99mol％，循环气态物流在被引入加氢处理原料物流之前必须进行压缩以回到2,500psig(175.8kg/cm2)。净的结果是由于添加了使用传统的PSA单元时需要的大型压缩机而实质上增加了投资，操作和维持成本。
另一个方法描述于MacLean的美国专利4,362,613中，其使用了压降高达150大气压的薄膜并且其同样引起相当大的投资和操作成本。
因此需要一个改进的工艺，用于通过与现存加氢处理单元相容的装置提高氢利用的效率。人们要求的是这样的方法不会对加氢处理装置的处理能力或系统的总体经济性产生不利的影响，其包括资金和操作费用，后者包括维护和能量消耗。
换言之，尽管有各种工业上可行的加氢处理工艺，本领域对于改进的加氢处理工艺仍然存在需求，即可以更有效率地实施并具有更高的反应器处理能力。
发明概述
在一个实施方案中，本发明包括从烃类原料中除去硫及其他杂原子的方法，包括：
a)烃类原料在加氢处理区域中与氢和催化有效量的加氢处理催化剂在加氢处理条件下接触从而产生加氢处理的产物，该产物由液相和含氢及轻质烃类的汽相组成；
b)从加氢处理的产物中分离液相及汽相；
c)在快速循环变压吸附单元中从汽相中除去轻质烃类，所述单元包含多个吸附床层且总循环时间小于约30秒，而各吸附剂床之内的压降大于约5英寸水柱/每英尺床层长度，以制备具有比汽相更高的vol％氢浓度的纯化的循环气物流；以及
d)将至少一部分纯化的循环气物流再循环至加氢处理区域。
在另一个实施方案中，在快速循环变压吸附单元中将轻质烃类从含氢的补给气体中除去，所述变压吸附单元包含多个吸附剂床层且总循环时间小于约30秒，各吸附床内部每英尺层床长度上压降大于约5英寸水柱，以制备较含氢的补给气体具有更高的vol％氢浓度的纯化的补给气体，用于加氢处理区域的氢至少包括一部分纯化的补给气体。
在又另一个实施方案中，本发明包括从烃类原料中除去硫及其他杂原子的方法，包括：
a)烃类原料在加氢处理区域中与氢和催化有效量的加氢处理催化剂在加氢处理条件下接触从而产生加氢处理的产物，该产物由液相和含有氢、硫化氢及轻质烃类的汽相组成；
其中至少一部分氢是纯化的补给气体，其通过从含氢的补给气体中除去轻质烃类制备，制备在包含多个吸附剂床层、总循环时间小于约30秒、内部各吸附床的压降大于约5英寸水柱/英尺床层长度的快速循环变压吸附中进行。且
其中纯化的补给气体具有较含氢的补给气体更高的氢vol％浓度；
b)从加氢处理的产物中分离液相及汽相；以及
c)将至少一部分汽相再循环至加氢处理区域。
在一个优选实施方案中，快速循环变压吸附工艺的总循环时间小于约10秒而压降大子约10英寸水柱/英尺层床长度。
在另一个优选实施方案中，快速循环变压吸附工艺的总循环时间小于约5秒而压降大于约20英寸水柱/英尺层床长度。
在又另一个优选实施方案中，加氢处理催化剂至少含有钴、镍、钨、氧化铝、氧化硅、氧化硅-氧化铝、沸石、和分子筛中的一个。
附图简述
图1是本发明一个优选实施方案的简图，其中在单段加氢处理单元的含氢循环气物流中利用RCPSA应用。
图2是本发明一个优选实施方案的简图，其中RCPSA应用用于单段加氢处理单元的含氢补给气体物流。
发明详述
在一个实施方案中，提供一种用于烃类原料的加氢处理方法。烃类原料的非限制性实例同时包括石脑油和/或馏出物沸程烃进料。这样的石脑油进料物流的非限制性实例是含有大气压下在约50°F至约450°F(约10至约232℃)范围中沸腾的组分。石脑油进料通常含有一种或多种裂化石脑油，如流化催化裂化装置石脑油(FCC催化石脑油)、焦化石脑油、加氢裂化石脑油、渣油加氢处理石脑油、脱丁烷天然汽油(DNG)、和来自其中可制备石脑油沸程物流的其他来源的汽油混合组分。在另一个实施方案中，进料物流可以由沸程在约300至约500°F(约149至约260℃)范围内的煤油和喷气燃料馏分组成。又在另一个实施方案中，馏出物进料物流可以是加氢处理的，如沸程在约450至约800°F(约232至约427℃)范围内者，例如，常压汽油、减压汽油、脱沥青的减压和常压渣油、温和裂化的渣油、焦化馏出物、直馏馏出物、溶剂脱沥青油、热解衍生油、高沸点的合成油、循环油和催化裂解装置馏出物。优选的加氢处理进料是汽油或其他烃类馏分，其组分中含有至少50wt％，最通常至少75wt％沸程在约600°F(316℃)和1000°F(538℃)温度之间的烃。术语″烃类原料″包括一种或多种炼油厂，化学品或其他工厂的物流，其由烃类组成，包括这样的物流，其中烃类原料中可以存在低浓度(小于5wt％)的非烃杂质如，但不局限于，硫、水、氨、和金属。
关于此，图1举例说明了一个实施方案，其中在单段加氢处理单元的含氢循环气物流中使用了快速循环变压吸附(″RCPSA″)。待处理的烃类原料通过管线10输送至加氢处理反应器HT，在那里与经由线路120的纯化的循环气物流、经由线路110的含氢的补给气体以及加氢处理催化剂在加氢处理条件下接触。术语″加氢处理″用于本文时指这样的工艺，其中含氢的处理气体在适合的催化剂存在下使用，所述催化剂主要地对杂原子的去除，如硫和氮，和一些芳烃的加氢具有活性。适合的加氢处理催化剂对于选定的原料在催化转化条件下对于催化加氢处理是有效的那些，其包括在高表面积载体材料如氧化铝、氧化硅等等上负载的、至少含有一个VIII族金属，优选铁、钴和镍，更优选钴和/或镍和至少一个vI族金属，优选钼和钨的催化剂。取决于选定的原料，含沸石催化剂以及包含贵金属的催化剂是适合的，包括那些其中贵金属选自钯和铂的含贵金属催化剂。在一个实施方案中，单一反应器中使用多于一种的加氢处理催化剂。VIII族金属典型的存在量范围为从约2至约20wt.％，优选从约4至约12wt.％。VI族金属通常的存在量范围为从约1至约25wt％，优选从约2至约25wt％。加氢处理催化剂材料的非限制性实例包括钴、镍、钼、铂、钨、氧化铝、氧化硅、氧化硅-氧化铝、沸石、或分子筛。
如上文所述，典型的加氢处理温度范围从约400°F(204℃)至约900°F(482℃)，而压力从约500至约2500psig(约3.5至约17.3MPa)，优选从约500至约2000psig(3.5至约13.8MPa)，进料物流液时空速从约0.1hr-1至约10hr-1。
所得加氢处理器排出物20离开加氢处理反应器HT后被输送至分离区S，优选操作温度从约300°F(149℃)至约800°F(426℃)，以制备含有氢、硫化氢和轻质烃化合物的第一汽相物流，以及经由管线70收集的实质上含硫量较进料物流低的液相产物流。术语″轻质烃类″表示由含约1至约5个碳原子重量的烃化合物(即，C1至C5重量的烃化合物)组成的烃混合物。第一汽相物流经由管线30输送至酸性气洗涤区AS以降低杂原子物种如硫化氢的浓度，从而制备洗涤过的蒸汽物流。这一洗涤过的蒸汽流通常会含有从约40vol.％到约80vol.％的氢，其余主要是轻质烃类。任何适合的碱性溶液均可用于酸性气洗涤区AS，只要其从蒸汽流中吸收所希望浓度的酸性气体，优选硫化氢。这样的碱性溶液的非限制性实例是胺，优选二乙醇胺，单乙醇胺，等等。更优选二乙醇胺。富H2S洗涤溶液，其吸收了至少一部分，优选实质上全部的硫化氢，经由管线40输送至再生区域REG，其中实质上所有的硫化氢使用反萃剂，优选水蒸汽，被汽提出来。富H2S物流经由管线50离开再生器REG并通常被送到硫回收车间，如Claus装置。贫H2S洗涤溶液会经由管线60再循环至酸性气洗涤区域AS。
所得洗涤的蒸汽流，现在其实质上不含硫化氢，被从酸性气洗涤区域AS经由管线80输送到快速循环变压吸附单元(RCPSA)，在那里除去轻质烃类。取决于特定的RCPSA结构，其他杂质如，但不局限于CO2、水、和氨也可从原料中除去。如果希望，一部分洗涤的蒸汽流可以经由管线90绕过RCPSA。
由轻质烃类和杂质组成的尾气物流经由管线100从RCPSA区域除去。所得纯化的循环气物流120从体积浓度上看较输送至RCPSA单元的洗涤的蒸汽流更富含氢。即，在该应用中，得自RCPSA的纯化的循环气物流氢的vol％含量优选至少较RCPSA进口物流高出10％，更优选氢的vol％含量高出至少20％，而甚至更优选氢的vol％含量高出至少30％。纯化的循环气物流可以与任何比例的任选经由管线90绕过RCPSA单元的洗涤的蒸汽流结合，并与经由管线110进来的含氢的补给气体，以及要引入加氢处理反应器HT中的经由管线10的待结合进入烃类原料结合。
本文图2举例说明了另一个实施方案，其中RCPSA应用被用在单段加氢处理单元的含氢补给气体物流中。在这里，含氢的补充物流在RCPSA单元中加工以提高其氢浓度和/或除去特定的杂质。到RCPSA单元进口的含氢的补充物流可以输送自炼油厂之外或来自一个或多个炼油厂内部的生产装置，其中氢作为副产物或者作为主要产物生成，例如，但不局限于，重整装置或制氢设备。图2中所有部件具有与图1中相同的功能，不同之处在于图2中RCPSA单元不是如图1所示的那样安装在再循环物流的酸性气洗涤区域AS下游处。而是如图2的实施方案所示，洗涤的蒸汽流80返回并与经由管线130的含氢的纯化的补给气体物流，以及经由管线10的引入的烃类原料结合。
继续讨论图2，引入的含氢补给气体110通过快速循环变压吸附单元(RCPSA)，其中轻质烃类和杂质经由管线100除去。所得纯化的补给气体物流130将会较引入至RCPSA单元进口的含氢补充物流更富含氢。即，与送至RCPSA进口的含氢的补充物流相比，来自RCPSA的纯化的补给气体物流优选其氢的vol％含量高出至少10％，更优选氢的vol％含量高出至少20％。但是，应该注意到的是氢气纯度的增加取决于待处理物流的纯度。许多含氢的补给气体体系常常具有高的氢气纯度，常常高达80至95vol％的氢。因此在需要高的氢气纯度时，对于氢气纯度小于10％的增加，补给气体的RCPSA处理可能是有利的。如果希望，一部分引入的含氢补充物流也可以绕过RCPSA单元并经由管线140直接输送至加氢处理装置HT。
在另一个实施方案中，两个RCPSA单元被安装在单一加氢处理单元中，安装使得其中一个RCPSA单元纯化加氢处理单元的至少一部分循环气物流(即，洗涤的蒸汽流)，如图1中RSPCA所示，并安装使得一个RCPSA单元纯化引入至加氢处理单元的含氢补给气体，如图2中RSPCA所示。在又一个实施方案中，RCPSA可以应用于两段加氢处理单元。在该实施方案中，RCPSA单元可以安装在第一段加氢处理装置反应器的含氢补给气体物流中，第二段加氢处理装置反应器的含氢补给气体物流中，再循环至第一段加氢处理装置反应器的洗涤的蒸汽流中，或再循环到第二段加氢处理装置反应器的洗涤的蒸汽流中。在另一个实施方案中，取决于物流纯度及所需的氢浓度和经济因素，这四个物流的任意组合可以送至RCPSA工艺中。
在传统变压吸附(″传统的PSA″)中，气态混合物在压力下在一段时间内输送通过固体吸附剂的第一个床层，其中固体吸附剂对一种或多种通常认为是杂质的将从气流中除去组分具有选择性或相对的选择性。可以同时除去两种或多种杂质，但是为了方便，待除去的组分将会称为单数的形式并被称为杂质。气态混合物通过第一容器中的第一吸附床并在脱离该床层时成为贫杂质的，所述杂质一直被吸附在该床层中。预定时间之后，或者如果观察到杂质的穿透，气态混合物流被切换到第二容器中的第二吸附床中以继续纯化。当第二床层进行吸附的时候，被吸附的杂质通过减压从第一吸附床除去，通常伴随着气体的逆流以解吸杂质。当容器中的压力降低时，先前吸附在床层中的杂质逐渐地解吸进入尾气系统中，其通常包括一个大型的尾气罐，连同设计上要求将下游系统的压力波动减到最少的控制系统。可以用任何适合的方式从尾气系统中收集杂质并进一步加工或排放，视情况而定。脱附完成时，吸附剂床层可以用惰性气体物流吹扫，例如，氮或工艺气体的纯化物流。吹扫可以通过利用较高温度的吹扫气流得到促进。
例如，第二床层中发生穿透之后，和在已经再生第一床层从而其再一次准备用于吸附之后，气态混合物流从第二床层切换到第一床层，而第二床层被再生。总循环时间是从第一阶段中气态混合物第一次被送入第一床层时起，到在紧接着的后续循环中，即，在第一床层的单次再生之后，气态混合物第一次被送入第一床层时止的持续时间。在吸附时间短而脱附时间长的情况下，可能使用除第二容器之外的第三、第四、第五、等容器，这将会使循环时间增长。
因此，在一个结构中，变压循环包括一个进料步骤，至少一个减压步骤，一个吹扫步骤，以及最后的一个再加压步骤，以制备再用于进料步骤的吸附材料。杂质的吸附通常是通过物理吸附到吸附剂上而发生，吸附剂通常是多孔固体如活性碳、氧化铝、氧化硅或氧化硅-氧化铝，其对杂质具有亲和力。在许多应用中常常使用沸石，因为它们对特定的杂质可以表现出显著的选择性，这缘于其受控的且可预测的孔径尺寸。通常，考虑到化学结合到吸附剂上的物质实现解吸更为因难，与吸附剂的化学反应是不希望的，但如果例如通过使用较高温度和压力降低相结合而在所述循环的解吸部分中有效实现该吸附材料的解吸的话，绝不是排除化学吸附。变压吸附工艺更完全地描述于D.M.Ruthven，S.Farouq & K.S.Knaebel所著题目为Pressure SwingAdsorption(VCH Publishers，1994)的书中。
由于种种原因传统的PSA具有显著的固有缺点。例如，传统的PSA单元修建及操作成本高且与RCPSA相比当需要从含氢的气流中回收的氢量相同时其尺寸明显大出很多。同样，传统的变压吸附单元的循环时间通常超过一分钟，通常超过2至4分钟，这缘于组分通过传统PSA所用更大的床层，以及所包括的设备装置和阀时扩散所需的时间限制。相反，所使用快速循环变压吸附的总循环时间小于一分钟。RCPSA的总循环时间可以小于30秒，优选小于15秒，更优选小于10秒，甚至更优选小于5秒，并且甚至更优选小于2秒。另外，所用的快速循环变压吸附单元实质上可以使用不同的吸附剂，如，但不局限于，结构化的材料如整块料。
无论是传统的PSA还是RCPSA，吸附过程的总吸附速率由气相中的传质速率常数(τg)和固相中的传质速率常数(τs)表征。物质的材料传质速率取决于吸附剂、被吸附的化合物、压力和温度。气相中的传质速率常数定义为：
τg＝Dg/Rg 2    (单位为cm2/秒)        (1)
其中Dg是气相中的扩散系数而Rg是气体介质的特征尺寸。这里气相中的气体扩散，Dg，在本领域中为大家所熟知(即可以使用传统值)，而气体介质的特征尺寸，Rg定义为结构化的吸附材料两层间的通道宽度。
物质的固相传质速率常数定义为：
τs＝Ds/Rs 2    (单位为cm2/秒)        (1)
其中Ds是固相中的扩散系数而Rs是固体介质的特征尺寸。这里固相中的气体扩散系数，Ds，在本领域中为大家所熟知(即，可以使用传统值)而固体介质的特征尺寸，Rs定义为吸附层的宽度。
引入于此作为参考的D.M.Ruthven & C.Thaeron所著的Performance of a Parallel Passage Absorbent Contactor，Separation andPurification Technology 12(1997)43-60阐明，对于流过整块料或结构化的吸附剂的流体，通道宽度对于气体介质是良好的特征尺寸，Rg。Moreau等人的U.S.专利6,607,584，引入于此作为参考，也描述了给定吸附剂的传递速率和相关系数计算的细节，以及用于传统PSA时的标准检验组成。这些传质速率常数的计算对于本领域普通技术人员来说是公知的，且对于本领域普通技术人员来说也可以通过标准试验数据推算出来。
传统的PSA依赖于颗粒吸附剂的吸附剂床层的使用。另外，由于结构的限制，传统的PSA通常由二或更多个分离的循环使用的床层组成，从而在任一时刻至少一个或多个床层是完全或至少部分地处于循环的进料部分，以限制待处理工艺流程的中断或涌流。但是，由于传统PSA设备的尺寸相对较大，吸附材料的粒径一般限制在颗粒尺寸为1mm及以上。否则会造成压降过大、循环时间增长、脱附受限、以及进料物质的沟流。
在一个实施方案中，RCPSA使用旋转阀系统以将气流输送通过旋转吸附器模块，其含有大量分离的吸附床隔室或″管″，在旋转模块完成操作循环的过程中其各自连续循环进行吸附和脱附步骤。旋转吸附模块通常由固定在两个密封板之间的多个管组成，所述密封板位于旋转吸附器模块的任一端，其中密封板与定片接触，定片由分离的歧管组成，其中进气被送至RCPSA管而离开RCPSA管的加工过的纯化产物气体和尾气被引出旋转吸附器模块。通过密封板和歧管的适当排列，大量独立隔室或管可以在全循环的任一时刻通过特征步骤。与传统的PSA不同，每一循环中RCPSA吸附/脱附循环所需的流动和压力变动在秒数量级上以多个分离的增量变化，这就消除了压缩和阀结构遇到的压力和流速波动。在这一形式下，RCPSA模块包括围绕由旋转吸附模块构成的循环管路有角度地间隔开的阀元件，从而各隔室在适当的方向和压力下连续地通过气体流路，以实现完整RCPSA循环中的一个增压/流向步骤。RCPSA技术的一个主要优点是吸附材料使用效率的显著提高。为取得相同的分离数量和质量，RCPSA技术需要的吸附剂量可以是传统PSA技术的仅仅几分之一。因此，对于处理等量的气体，RCPSA所需的占地面积、投资、和活性吸附剂的量均较传统的PSA单元显著下降。
在一个实施方案中，RCPSA床层单位长度压降、所需吸附活性、和机械性限制(缘于RCPSA中旋转床层的离心加速度)，使得许多传统的PSA吸附床材料无法使用，特别是疏松粒化的、颗粒、微球、或挤出物形式的吸附剂。在一个优选实施方案中，吸附材料固定在用于RCPSA旋转设备的底座结构载体材料上。例如，一个旋转RCPSA设备的实施方案的形式可以是吸附材料与结构化的增强材料结合在一起的吸附剂薄片。可以用适合的粘合剂将吸附材料连接到增强材料上。增强材料的非限制性实例包括整块料、矿物纤维骨架、(如玻璃纤维骨架)、金属丝骨架(如金属丝网筛)、或金属箔(如铝箔)，其可以被阳极化处理。玻璃纤维骨架的实例包括纺织和无纺的玻璃纤维织品。可以通过将适合的吸附剂组分浆液，如沸石晶体，与粘合剂组分一同涂覆到增强材料、无纺玻璃纤维织品、金属网织物、和扩展铝箔上而制备吸附剂薄片。在一个特定的实施方案中，吸附剂薄片或材料涂覆到陶瓷载体上。
RCPSA单元中的吸收器通常包括由一种或多种吸附材料形成的吸附剂固相，和可渗透的气相，通过该吸收器待分离气体从吸附器的入口流到出口，同时相当大部分的希望从流体中除去的组分吸附到吸附剂的固相之上。气相可以称为″循环气相″，但是更简单地称为″气相″。固相包括孔的网络，其平均尺寸通常在大约0.02um和20um之间。可能有甚至更小孔的网络，称为″微孔″，这出现在，例如，微孔性碳吸附剂或沸石的情况下。固相可以沉积在非吸附的载体上，其主要作用是为活性吸附材料提供机械强度和/或提供热传导功能或储存热量。吸附现象包括两个主要步骤，即吸附物从循环的气体相扩散到固相的表面上，随后吸附物从表面扩散到固相的体相之内并进入吸附位。
在一个实施方案中，RCPSA使用结构化的吸附剂，其引入到用在RSPCA装置内的管中。这些结构化的吸附剂具有出人意料的高传质速率，这是由于与用于传统的PSA中传统的填充固定床排列相比，气流流过结构化的吸附剂片所组成的通道时提供了显著提高的传质能力。本发明中气相传质速率(τg)和固相传质速率(τs)之比大于10，优选大于25，更优选大于50。这一特别高的传质速率比使得RCPSA可以以高的回收率制备高纯度氢气流，而设备尺寸、吸附剂体积、以及成本只是传统PSA的几分之一。
结构化吸附剂的实施方案还产生较传统PSA显著提高的通过吸附剂的压降，而不对颗粒床层技术带来不利影响。吸附剂床层的设计可以允许吸附床单位长度压降大于5英寸水柱/英尺层床长度，更优选大于10英寸H2O/英尺，并且甚至更优选大于20英寸H2O/英尺。这与传统PSA单元不同，其中吸附床单位长度压降通常限制在低于约5英寸H2O/英尺，取决于所用吸附剂，而最传统的PSA单元设计压差约1英寸H2O/英尺或更低，以将所讨论的与更大的床层、长的循环时间、以及传统PSA单元的颗粒吸附剂相关的问题最小化。传统PSA的吸附剂床层不能胜任更高压降，因为这会带来床层流化的风险，进而产生过量的磨损，和由于伴生的设备问题和/或添加或更换损失的吸附材料而造成的单元过早停工。显著更高的吸附床单位长度压降使得RCPSA吸附剂床层较用于传统PSA者明显地更为紧凑、更短、并更有效。
在一个实施方案中，单位长度上的高压降可以使在结构化的吸附剂床层中得到高的蒸汽速率。这就使单位时间内工艺流体与吸附材料之间可以得到较通过传统PSA所能得到的更大的质量接触速率。这导致更短的床层长度、更高的气相传递速率(τg)和提高了的氢回收率。由这些显著缩短了的床层长度，使得本发明RSCPA应用在进料循环过程中的总压降可以保持在总床层压力差为约0.5至50psig、优选小于30psig，同时使活性床层的长度最小化至长度通常小于5英尺，优选长度小于2英尺且短至长度小于1英尺。
RCPSA工艺过程中使用的绝对压力的大小不是关键性的。实际上，只要吸附及解吸附步骤之间的压差足以使负载在吸附剂上的被吸附物质部分产生变化，从而提供使通过RCPSA单元加工的流体组分有效分离的δ负载变量。典型的绝对操作压力范围为从约50至2500psia。但是，应该注意到的是进料、减压、吹扫和再加压段过程中使用的实际压力高度取决于许多因素，包括但不限于，待分离总物流的实际操作压力和温度、流体组成、和RCPSA产物流所希望的回收百分比和纯度。RCPSA工艺不具体地局限于任何绝对压力，且由于其紧凑的尺寸而使得在更高操作压力下较传统的PSA工艺具有更佳的经济性。U.S.PatentNos.6,406,523；6,451,095；6,488,747；6,533,846和6,565,635，均引入于此作为参考，公开了RCPSA技术的不同方面。
在一个实施方案和一个实施例中，快速循环变压吸附系统具有总循环时间，tTOT，以使原料气分离为产品气体(在此情况下，是富氢物流)和尾(废)气。该方法通常包括以下步骤：将氢气纯度为F％的原料气，其中F是原料气中弱吸附(氢)组分的百分比，输送进入吸附床，其选择性地吸附尾气并使氢产品气体流过并离开床层，其时间为tF，其中氢产品气体纯度为P％而回收率为R％。回收率R％是保留在产物中氢的量占原料所提供氢量的比例。然后床层并流减压一段时间，tCO，随后逆流减压床层一段时间，tCN，其中解吸物质(尾气或废气)在大于或等于1psig的压力下从床层中释放出来。通常使用一部分氢产物气体吹扫床层一段时间，tp。随后床层增压一段时间，tRP，通常使用一部分氢产品气体或原料气，其中循环时间，tTOT，等于组成总循环时间的各独立循环时间之和，即：
tTOT＝tF+tCO+tCN+tp+tRP        (3)
该实施方案包括，但不限于，这样的RCPSA工艺，其中产品纯度比进料纯度比例P％/F％＞1.1时，回收率R％＞80％，和/或产品纯度比进料纯度比例0＜P％/F％＜1.1时，回收率R％＞90％。支持如此高的回收率与纯度范围的结果可以参见本文实例4至10。其他实施方案包括工艺中的RCPSA应用，其中氢回收率显著地低于80％。RCPSA实施方案不局限于超过任一特定的回收率或纯度阈值，当在应用时对于特定的应用场合回收率和/或纯度能低至所需水平或在经济上合理可行。
也应注意到在本发明范围之内，上文公式(3)的步骤tCO，tCN，或tP可以一同或以任意组合的形式省略。但是优选上式(3)所有步骤均施行或仅仅从总循环中省略tCO或tCN中的一个步骤。但是，还可以在RCPSA中加入额外的步骤以帮助提高氢的纯度和回收率。在RCPSA中实际上可以取得这样的提高的原因在于，需要少量的吸附剂，还在于消除了大量用于传统PSA应用的固定阀。
在一个实施方案中，还优选在足够高的压力下释放尾气从而尾气可以不经尾气压缩而输送到另一个装置中。更优选尾气压力大于或等于60psig。在最优选的实施方案中，尾气压力大于或等于80psig。在较高的压力下，尾气可以输送至燃料汇管中。
本发明实践可以具有以下好处：
(i)增大可作为补给气体，或者在其适于作为补给气体之前必须改质为更高纯度物流的含氢物流纯度。
(ii)提高含氢循环气物流的纯度以提高加氢处理反应器中氢处理气体的总纯度，从而可以进行更高的加氢处理深度或额外的产物处理。
(iii)用于从氢化处理吹扫气体中回收H2，其中或者(在涤气前)或在涤气后(通常＜100vppm H2S)存在相当高的H2S浓度。
在加氢处理中，提高H2纯度相当于加氢处理反应器中更高的H2分压。这既提高了反应动力学同时降低催化剂失活的速率。更高H2分压的好处可以以各种方式利用，如：在更低的反应器温度下操作，这样可以降低能量消耗、抑制催化剂失活、并延长催化剂寿命；提高单元进料速率；加工更高含硫量(更高硫)的进料；加工更高浓度的裂化进料；改进产品色度，特别是在接近加工尾段时；消除现有压缩机和/或处理气路的薄弱环节(在恒定的总流量下提高scf H2，或者在更低总流量下得到同样的scf H2)；以及其他对于本领域技术人员将是显而易见的方法。
提高H2回收率还具有显著的潜在好处，其中一些描述于下：
(i)降低炼油厂内部对于H2购买、制造、或者其他来源的需要；
(ii)提高氢回收率可以在恒定的(现有)补给气体需求下提高加氢处理进料速度；
(iii)提高加氢处理中的氢气纯度以提高杂原子脱除效率；
(iv)从精炼厂燃料气体中除去部分H2，由于氢的低BTU值其对于燃料气体是有害的，BTU值可表示燃烧能力限度和对于某些燃烧炉的难度；
(v)其他对于了解本领域者将会是显而易见的好处。
提供以下实施例仅仅用于示例性目的而不应该被引用作为任何方式的限制。
实施例
实施例1至3显示了通过使用快速循环变压吸附(RCPSA)处理一部分氢处理单元循环气物流以提高氢纯度所带来的益处。使用“参考实例”氢处理操作，其中未使用快速循环变压吸附单元，后继实例显示了RCPSA与氢处理工艺结合所带来益处的几个实施例。实施例1至3中处理气体(再循环气体)速率＝30.0Mscf/D，RCPSA＝6.0Mscf/D，H2回收率＝95％，而RCPSA H2产物纯度＝95％。
实施例1
在本实施例中，RCPSA用于处理6.0Mscf/D的循环气(再循环物流总体积流量的约1/5)。RCPSA性能假定为产物H2纯度95％时具有95％的H2回收率。现在RCPSA排出物流从循环气回路中除去了轻馏分杂质，而传统的加氢处理吹扫气流已降低到0.3Mscf/D H2。结果示于表1实例01中。与具有相同进料速度和脱硫深度的参考操作相比，(a)反应器进口处处理气体纯度从80提高到91.5mole％H2；(b)需要的补给气体流速从12.07降低到11.28Mscf/D；而(c)从系统中吹扫出的H2(作为燃料气排出)从1.06降低到0.3Mscf/D。
实施例2
在本实施例中，仍用RCPSA以95％的H2回收率和产物中95％的H2纯度处理6.0Mscf/D的循环气(循环物流总体积流量的约1/5)。结果示于表1中实例02。在该情况下，单元进料速度提高至需要的初始补给气体速率为13.1Mscf/D。相同H2补充速率下H2纯度的提高导致(a)恒定的脱硫指标从30,000提高至32，150B/D；(b)处理气体纯度提高到91.4mole％H2；而(c)从系统中吹扫出的H2(作为燃料气排出)从1.06降低到0.3Mscf/D。
实施例3
在本实施例中，保持最初30kB/D的进料速度和12.07Mscf/D的补给气体速率。结果示于表1实例03中。仍利用RCPSA以95％的H2回收率和产物中95％的H2纯度处理6.0Mscf/D的循环气物流(再循环物流总体积流量的约1/5)。此时，由于在一部分循环气物流上操作的RCPSA应用使得H2纯度得到提高，从而使得(a)原料中硫增加0.18％同时保持与参考实例相同的产物硫指标；(b)相应的总氢耗提高+26scf/B而补给气体的需求未相应增多，以及(c)从系统中吹扫出的H2(作为燃料气排出)从1.06减少到0.3Mscf/D。
另外，实施例1和2还导致催化剂更换-失效之间的运行时间延长约15至40％。该单元的″参考″现行操作和实例01至03中不同的操作条件和设计运行长度概括在下表1中。
表1在一部分H/T循环流上的RCPSA给加氢处理带来益处的概括
Figure C20068000290900241
对于实例01，02，03，04：TGR＝30Mscf/D；RCPSA进料＝6.0Mscf/D，95％H2回收率&95％H2产物纯度
对于实例01-B：TGR＝30Mscf/D；RCPSA进料＝6.0Mscf/D，90％H2回收率&90％H2产物纯度
实施例4
本实施例中，炼油厂物流压力为480psig而尾气为65psig，其压变为6.18。进料组成和压力是炼油厂加工单元典型的，如加氢处理或加氢精制应用中的那样。本实施例中烃类通常由其碳数描述即C1＝甲烷，C2＝乙烷等等。RCPSA能够在一定流速范围内以＞99的纯度和＞81％的回收率制备氢。表2a和2b显示了RCPSA的计算机模拟结果和本实施例中不同组分的投入产出百分比。表2a和2b还显示了对于480psig下6MMSCFD物流和65psig的尾气，当回收率从89.7％提高到91.7％时氢气纯度是如何降低的。
表2a&2b
RCPSA(67ft3)用于氢纯化时进、出料组成(mol％)
进料条件：480psig，122deg F，尾气为65psig
进料速率约为6MMSCFD.
表2a.较高纯度
以秒计的各步骤时间：tF＝1，tCO＝0.167，tCN＝0，tp＝0.333，tRP＝0.5H2纯度98.6％，回收率89.7％
Figure C20068000290900251
表2b.较高纯度
以秒计的各步骤时间：tF＝1，tCO＝0.333，tCN＝0，tp＝0.167，tRP＝0.5H2纯度97.8％，回收率91.7％
  进料   产物   尾气
  H2   88.0   97.8   45.9
  Cl   6.3   2.14   25.0
  C2   0.2   0.02   1.0
  C3   2.6   0.02   12.3
  C4+   2.9   0.00   14.9
  H2O   2000vppm   131vppm   10016vppm
  总(MMSCFD)   6.160   5.085   1.074
  480psig   470psig   65psig
本发明所述RCPSA的操作循环包含不同的步骤。步骤1为进料，其中制备了产物，步骤2为并流减压，步骤3为逆流减压，步骤4为吹扫，通常是逆流的，而步骤5为用产物再加压。本文所述RCPSA，在任何时刻都有总数一半的床层处在进料步骤。本实施例中，tTOT＝2秒，其中进料时间，tF，为总循环的一半。
实施例5
本实施例中，条件同实施例4。表3a所示条件同时利用并流和逆流步骤以实现氢气纯度＞99％。表3b表明逆流减压步骤可以消除，而仍然可以保持99％的氢气纯度。事实上，由此可见通过提高吹扫循环的时间，tP，通过从逆流减压步骤除去的工作时间，tCN，氢回收率可以提高到88％的水平。
表3a&3b
各步骤持续时间对RCPSA(67ft3)中H2纯度及回收率的影响条件同表1所列。进料条件：480psig，122deg F，尾气为65psig进料速率约为6MMSCFD
表3a.逆流减压，中间压力＝105psig
  纯度   回收率   t<sub>F</sub>   t<sub>CO</sub>   t<sub>CN</sub>   t<sub>P</sub>   t<sub>RP</sub>
  ％   ％   s   s   s   s
  98.2   84.3   1   0.283   0.05   0.167   0.5
  98.3   85   1   0.166   0.167   0.167   0.5
  99.9   80   1   0.083   0.25   0.167   0.5
表3b.无逆流减压
  纯度   回收率   t<sub>F</sub>   t<sub>CO</sub>   t<sub>CN</sub>   t<sub>P</sub>   t<sub>RP</sub>
  ％   ％   s   s   s   s   s
  97.8   91.7   1   0.333   0   0.167   0.5
  98.7   90   1   0.166   0   0.334   0.5
  99   88   1   0.083   0   0.417   0.5
实施例6
本实施例显示10MMSCFD的炼油厂物流，仍含有典型的成分，如表4进料栏所示(例如进料组成含有74％H2)。物流为480psig而RCPSA尾气为65psig，其中绝对压变为6.18。本发明RCPSA仍旧能够以＞99％的纯度和＞85％的回收率由该进料组成制备氢。表4a和4b给出了本实施例的结果。
表4a&4b
RCPSA(53ft3)用于H2纯化时进、出料组成(mol％)
进料条件：480psig，101deg F，尾气为65psig
进料速率约为10MMSCFD.
表4a.较高纯度
以秒计的各步骤时间：tF＝0.583，tCO＝0.083，tCN＝0，tp＝0.25，tRP＝0.25
H2纯度99.98％，回收率86％
Figure C20068000290900271
表4b.较低纯度
以秒计的各步骤时间：tF＝0.5，tCO＝0.167，tCN＝0，tp＝0.083，tRP＝0.25H2纯度93％，回收率89％
在上表4a和4b所示情况下，尽管尾气压力高达65psig，本发明表明只要充分地提高吹扫步骤，tP，就可以得到高的纯度(99％)。
表3a，3b和4a表明无论流速条件是6MMSCFD还是10MMSCFD，均可由RCPSA得到很高的氢纯度(～99％)和回收率(＞85％)。两种情况下尾气均处于65psig。用所有在高压下产生的废气利用RCPSA得到的这种产物气体的高纯度和回收率之前未被发现，是本发明的一个关键特征。
表4c显示的RCPSA结果(体积＝49立方的英尺)以高回收率提供了高纯度(＞99％)的H2，其与表4a和4b中讨论的炼油厂物流相同。与表4a相比，表4c表明通过同时降低进料循环的持续时间，tF，和吹扫循环，tP，可以得到相似的纯度和回收率。
表4c.步骤持续时间对RCPSA中H2纯度和回收率的影响(49ft3)
进料条件：480psig，101deg F，尾气为65psig
进料速率约为10MMSCFD，无逆流减压
  纯度   回收率   t<sub>F</sub>   t<sub>CO</sub>   t<sub>CN</sub>   t<sub>P</sub>   t<sub>RP</sub>
  ％   ％   s   s   s   s   s
  95.6   87.1   0.5   0.167   0   0.083   0.25
  97.6   86   0.5   0.117   0   0.133   0.25
  99.7   85.9   0.5   0.083   0   0.167   0.25
实施例7
本实施例中，表5进一步举例说明了根据本文所述本发明RCPSA操作的性能。本实施例中，进料是典型的炼油厂物流而压力为300psig。本发明RCPSA能够以83.6％的回收率制备纯度99％的氢产物，所有尾气在40psig下排出。在这种情况下尾气可以送到闪蒸罐或其他分离器或其他下游炼油厂设备中而无需进一步的压缩。本发明另一个重要的方面是RCPSA还将除去CO至＜2vppm，这对于使用富氢产物物流的炼油厂单元是极其希望的。低浓度CO保证下游单元中催化剂在更长操作期间内操作时活性不劣化。传统的PSA不能在满足该CO的规格，同时还满足所有尾气在更高压力下排出的条件，如同典型的燃料汇管压力或其他加工上述RCPSA排出物设备的高压。由于所有尾气可以在40psig或更高压力下得到，在将RCPSA与炼油厂设备集成时不需要另外的压缩。
表5.从氢中脱除的一氧化碳和烃类的RCPSA输入输出组成(mol％)
进料条件：300psig，101deg F，进料速率约为0.97MMSCFD
以秒计的各步骤时间：tF＝0.5，tCO＝0.1，tCN＝0，tp＝0.033，tRP＝0.066H2纯度99.99％，回收率88％
Figure C20068000290900301
实施例8
表6a和6b比较了根据本文所述本发明RCPSA操作的性能。待纯化的物流进料中H2浓度较低(51％mol)并且是典型的炼油厂/石化物流。两种情况下(对应于表6a和6b)，并流步骤后都应用了逆流减压步骤。根据本发明，表6a表明即使所有尾气均在65psig或更高压力下释放，仍可得到高的H2回收率(81％)。相反，对于一部分尾气以低至5psig的压力取得的RCPSA，逆流减压中损失了氢从而H2回收率下降到56％。另外，表6a中物流更高的压力表明不需要尾气压缩。
表6a&6b
尾气压力对回收率的影响
RCPSA应用于H2浓度(51.3mol％)进料的实例
H2纯化中RCPSA(31ft3)的输入输出组成
进料条件为273psig，122deg F而进料速度约为5.1MMSCFD
表6a.以秒计的各步骤时间：tF＝0.5，tCO＝0.083，tCN＝0.033，tp＝0.25，tRP＝0.133
[A]可以65-83psig压力提供尾气，H2纯度99.7％，回收率81％
表6b.以秒计的各步骤时间：tF＝0.667，tCO＝0.167，tCN＝0.083，tp＝0.083，tRP＝0.33
[B]尾气压力5-65psig，H2纯度99.9％，回收率56％
Figure C20068000290900312
实施例9
本实例中，表7a和7b比较了本文所述发明RCPSA操作的性能。这些实例中，进料压力是800psig而尾气在65psig或者100psig下排出。组成反映了典型的杂质如H2S，其可能存在于这样的炼油厂应用中。可以看出，两个实例下都观察到高的回收率(＞80％)与＞99％的高纯度。两个实例中，都只使用了并流减压，而这一步骤过程中的流出物被送到循环的其他床层中。尾气仅仅在逆流吹扫步骤中流出。表7c显示了这样的RCPSA操作，其中部分尾气还在并流减压之后的逆流减压步骤中排出。作为本发明的一部分，并流减压的流出物具有足够的纯度和压力，足以将其返回RCPSA容器结构中其他床层中的一个。尾气即，废气，在逆流减压和逆流吹扫步骤中流出。
在所有情况下所有尾气均可以高压下得到，这样就可以与其他高压炼油厂工艺整合。这样不需要任何形式的压缩就可以以高回收率制备高纯气体。根据本发明权利要求的范围，这些情况仅仅被认为是说明性的例子而非限制于炼油厂，石油化学或工艺场所或甚至特定的待分离分子的性质。
表7a，7b，&7c
应用于高压进料的RCPSA实例
H2纯化RCPSA(18ft3)的输入输出组成(mol％)
进料条件为800psig，122deg F而进料速度大约10.1MMSCFD
表7a.以秒计的各步骤时间：tF＝0.91，tCO＝0.25，tCN＝0，tp＝0.33，tRP＝0.33
[a]尾气压力65psig，H2纯度99.9％，回收率87％
Figure C20068000290900321
表7b.以秒计的各步骤时间：tF＝0.91，tCO＝0.25，tCN＝0，tp＝0.33，tRP＝0.33
[b]尾气压力100psig，H2纯度99.93％，回收率80.3％
Figure C20068000290900331
表7c.以秒计的各步骤时间：tF＝0.91，tCO＝0.083，tCN＝0.25，tp＝0.167，tRP＝0.41
[c]尾气压力65-100psig，H2纯度99.8％，回收率84％
实施例10
表8a，8b，和8c比较了根据本文所述本发明RCPSA操作的性能。待纯化的物流进料中H2浓度较高(85％mol)并且是典型的炼油厂/石化物流。这些实例中产物纯度的提高低于10％(即P/F＜1.1)。在此限制下，本发明的方法能够在＞90％回收率下制备氢而不需要尾气压缩。
表8a，8b，&8c
RCPSA应用于H2浓度(85mol％)进料的实例
RCPSA(6.1ft<3>)输入输出组成(mol％)
进料条件为480psig，135deg F而进料速度大约为6MMSCFD
表8a.以秒计的各步骤时间：tF＝0.5，tCO＝0.33，tCN＝0.167，tp＝0.167，tRP＝1.83，回收率85％
Figure C20068000290900341
表8b.以秒计的各步骤时间：tF＝1，tCO＝0.333，tCN＝0.167，tp＝0.083，tRP＝0.417，回收率90％
Figure C20068000290900342
表8c.以秒计的各步骤时间：tF＝2，tCO＝0.667，tCN＝0.333，tp＝0.167，tRP＝0.833，回收率90％
Figure C20068000290900351

Claims (36)

1.从烃类进料中除去硫及其他杂原子的工艺，包括：
a)使烃类原料在加氢处理区域中与氢和催化有效量的加氢处理催化剂在加氢处理条件下接触，从而产生加氢处理的产物，该产物由液相和含有氢和轻质烃类的汽相组成；
b)从加氢处理的产物中分离液相及汽相；
c)在快速循环变压吸附单元中从汽相中除去轻质烃类，所述快速循环变压吸附单元包含多个吸附剂床层且总循环时间小于30秒而各吸附床之内的压差大于5英寸水柱/英尺床层长度，以制备具有较汽相更高的氢vol％浓度的纯化的循环气体；以及
d)将至少一部分纯化的循环气体再循环至加氢处理区域。
2.权利要求1的工艺，其中烃类进料选自石脑油沸程进料，煤油沸程进料，和馏出物沸程进料。
3.权利要求2的工艺，其中烃类进料是选自直馏石脑油，催化裂化石脑油，焦化石脑油，加氢裂化石脑油，渣油加氢处理石脑油的石脑油沸程进料。
4.权利要求2的工艺，其中烃类进料是馏出物和较高沸程进料，选自流化催化裂化(FCC)制备的循环油，常压和减压汽油，常压和减压渣油，热解汽油，费托液体以及蜡，润滑油，和原油。
5.权利要求2的工艺，其中快速循环变压吸附的总循环时间小于15秒。
6.权利要求5的工艺，其中总循环时间小于10秒而压降大于10英寸水柱/每英尺床层长度。
7.权利要求6的工艺，其中加氢处理催化剂至少含有钴、镍、钼、铂、钨、氧化铝、氧化硅、氧化硅-氧化铝、沸石、和分子筛中的一种。
8.权利要求6的工艺，其中液相混入燃料产品中。
9.权利要求6的工艺，其中总循环时间小于5秒。
10.权利要求7的工艺，其中压降大于20英寸水柱/英尺床层长度。
11.权利要求1的工艺，其中总循环时间小于10秒而压降大于10英寸水柱/英尺床层长度。
12.权利要求11的工艺，其中总循环时间小于5秒而压降大于20英寸水柱/英尺床层长度。
13.权利要求1的工艺，其中在快速循环变压吸附单元中从汽相中除去轻质烃类之前用碱性的洗涤溶液从所述汽相中除去硫化氢和氨。
14.权利要求13的工艺，其中总循环时间小于10秒而压降大于10英寸水柱/英尺床层长度。
15.权利要求14的工艺，其中总循环时间小于5秒而压降大于20英寸水柱/英尺床层长度。
16.权利要求1的工艺，其中在快速循环变压吸附单元中将轻质烃类从含氢的补给气体中除去，所述变压吸附单元包含多个吸附剂床层且总循环时间小于30秒，各吸附床内部压降大于5英寸水柱/英尺层床长度，以制备较含氢的补给气体具有更高的氢vol％浓度的纯化的补给气体，且至少一部分所述的氢是由至少一部分所述的纯化补给气体组成的。
17.权利要求16的工艺，其中烃类进料选自石脑油沸程物料，煤油沸程物料，和馏出物沸程物料。
18.权利要求17的工艺，其中的烃类进料选自石脑油沸程进料，煤油沸程进料，和馏出物沸程物料。
19.权利要求18的工艺，其中总循环时间小于10秒而各吸附床的压降大于10英寸水柱/英尺床层长度。
20.权利要求19的工艺，其中总循环时间小于5秒而压降大于20英寸水柱/英尺床层长度。
21.权利要求19的工艺，其中加氢处理催化剂至少含有钴、镍、钼、铂、钨、氧化铝、氧化硅、氧化硅-氧化铝、沸石、和分子筛中的一种。
22.权利要求19的工艺，其中液相混入燃料产品中。
23.权利要求17的工艺，其中快速循环变压吸附的总循环时间小于10秒而各吸附床中的压降大于10英寸水柱/英尺床层长度。
24.权利要求23的工艺，其中烃类进料是选自直馏石脑油，催化裂化石脑油，焦化石脑油，加氢裂化石脑油，渣油加氢处理石脑油的石脑油沸程物料。
25.权利要求24的工艺，其中总循环时间小于5秒。
26.权利要求23的工艺，其中烃类进料是馏出物和较高沸程进料，选自流化催化裂化(FCC)制备的循环油，常压和减压汽油，常压和减压渣油，裂解汽油，费托液体以及蜡，润滑油，和原油。
27.权利要求26的工艺，其中压降大于20英寸水柱/英尺床层长度。
28.权利要求23的工艺，其中快速循环变压吸附的总循环时间小于15秒。
29.权利要求28的工艺，其中总循环时间小于10秒而压降大于10英寸水柱/英尺床层长度。
30.权利要求23的工艺，其中加氢处理催化剂至少含有钴、镍、钼、铂、钨、氧化铝、氧化硅、氧化硅-氧化铝、沸石、和分子筛中的一种。
31.权利要求23的工艺，其中液相混入燃料产品中。
32.权利要求23的工艺，其中总循环时间小于5秒而压降大于20英寸水柱/英尺床层长度。
33.从烃类进料中除去硫及其他杂原子的工艺，包括：
a)使烃类原料在加氢处理区域中与氢和催化有效量的加氢处理催化剂在加氢处理条件下接触从而产生加氢处理的产物，该产物由液相和含有氢、硫化氢及轻质烃类的汽相组成；
其中至少一部分氢是纯化的补给气体，其通过在快速循环变压吸附法从含氢的补给气体中除去轻质烃类而制备，所述快速循环变压吸附包含多个吸附剂床层，其总循环时间小于30秒且其内部各吸附床的压降大于5英寸水柱/英尺层床长度；和
其中纯化的补给气体具有较含氢的补给气体更高的vol％氢浓度；
b)将液相及汽相从加氢处理的产物中分离；以及
c)将至少一部分汽相再循环至加氢处理区域。
34.权利要求33的工艺，其中在快速循环变压吸附单元中从所述汽相中除去轻质烃类之前，用碱性的洗涤溶液从所述汽相中除去硫化氢和氨。
35.权利要求34的工艺，其中总循环时间小于10秒而压降大于10英寸水柱/英尺床层长度。
36.权利要求35的工艺，其中总循环时间小于5秒而压降大于20英寸水柱/英尺床层长度。
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