CN102839021A - 一种低成本制造低硫高辛烷值汽油的装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低成本制造低硫高辛烷值汽油的装置及其方法，其特征在于：包含抽提装置、第一切割塔、醚化装置、加氢精制脱硫装置、重整预处理装置、第二切割塔、异构化装置、重整装置以及稳定装置。通过引入抽提装置将原料中的硫富集于抽出油当中，减少了加氢精制脱硫装置的规模；通过将第一切割塔采出的重抽余油引入重整装置，增加重整装置的规模；通过第二切割塔切割温度的调整，节省了苯抽提及相应的分馏装置，投资和能耗大幅降低同时提高汽油收率；通过引入重整专利技术，使重整装置投资降低、液收提高；通过该装置和方法的选择，使汽油产品中的硫含量低至10ppm。该装置与方法在投资，加氢规模，产品清洁度、质量等方面具有明显优势。

Description

一种低成本制造低硫高辛烷值汽油的装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种制造汽油的装置及其方法，特别是一种低成本制造低硫高辛烷值汽油的装置及其方法。
背景技术
目前国际上较为先进的汽油质量标准分为美、欧、日、《世界燃油规范》四大标准体系。虽然各类汽油标准之间具体限值有差别，但是总的趋势是越来越严格。欧盟于2009年强制执行了超低硫（即10ppm）的欧V标准、日本于2008年执行超低硫标准、美国加州的汽油标准当中硫含量也已经低至15ppm，可以看出低硫汽油产品的使用是大势所趋。
同时，原油越来越劣质化和重质化。美国《世界炼油》预测，世界原油平均API度将从2000年的32.5下降到2010年32.4、2015年32.3，含硫量比例将由2000年的1.14%增加到2010年1.19%、2015年1.25%。
目前我国炼油装置中适合重油深度加工的催化裂化装置的比例比较高，催化裂化加工能力占我国原油加工能力的33.5%，而催化重整的加工能力仅占原油加工能力的5.66%，烷基化占原油加工能力的0.52%。由此导致的我国汽油池中主要原料为催化汽油（占73.8%）和石脑油。
现有的低硫高辛烷值汽油的制备是将FCC汽油和石脑油的精制产品通过不同比例调和而得到。
现有国内催化汽油（FCC汽油）和石脑油的主要精制路线分别为：
催化汽油选择性加氢脱双烯，所得产品进入切割塔进行切割，得到轻汽油和重汽油馏分；所得轻汽油经过醚化装置醚化（硫含量在50-100ppm），重汽油通过选择性加氢装置进行脱硫（硫含量10ppm左右）；醚化和加氢脱硫产品混合后，得到精制的FCC汽油调和组分，通过调和后的FCC汽油精制产品的硫含量一般在20ppm左右。
石脑油的主要精制路线为：石脑油经过切割预处理后分为轻石脑油和重石脑油馏分，轻石脑油经过异构化后得到精制轻石脑油组分；切割预处理后得到的重石脑油组分，进入连续重整装置，生成部分干气、液化气、氢气以及重石脑油重整生成油；该重整生成油经过切割后，分离出轻芳烃组分以及重芳烃组分；轻芳烃组分经过苯抽提后得到精制重石脑油组分（1）去汽油调和；重芳烃组分再次经过切割塔，获得重芳烃组分以及精制重石脑油组分（2）；所得到的精制轻石脑油组分、精制重石脑油组分（1）以及精制重石脑油组分（2）调和得到精制的石脑油调和组分。
FCC精制汽油由于轻汽油中的硫含量较高，很难得到低硫含量的汽油；石脑油得到的油品可以与FCC精制汽油调和使用，但是由于目前我国的汽油池中催化汽油（即FCC汽油）占73.8%，石脑油只占少量部分，而且石脑油中还有50%作为原料来生产乙烯和芳烃，所以用来生产高标号清洁车用汽油的石脑油明显不足。
目前用上述方法生产高标号清洁车用汽油（即低硫高辛烷值汽油）的生产方法存在以下问题：①投资高，FCC汽油精制当中的两个选择性加氢装置和石脑油精制中的连续重整装置投资均比较高并且装置规模受到原料的限制以及资源的不合理利用，如重整生成油是生产聚酯的主要原料，大量重整生成油用于高辛烷值汽油调和组分，使本来就十分紧缺的聚酯原料更加紧缺；②能耗高，FCC汽油精制当中使用了两个选择性加氢装置能耗较高，同时石脑油精制中的连续重整装置和切割塔均为高耗能装置；③不能成套、大规模的生产高标准的清洁车用汽油；④所生产出的高标准车用汽油品质较低，只能生产低标号汽油产品；⑤污染物排放严重。
北京将于2012年在全国率先使用国V（相当于欧V）标准，但是由于我国原油主要以催化裂化汽油为主、并且原油劣质化越来越严重，现有生产国V汽油的技术成本高、能耗高，并且不能连续大规模生产。因此，提供投资小、能耗低、高标号、符合市场需求的高辛烷值、低硫汽油的生产技术就成为该技术领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种低成本制造低硫高辛烷值汽油的装置。
本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：
一种低成本制造低硫高辛烷值汽油的装置，其特征在于：包含抽提装置、第一切割塔、醚化装置、加氢精制脱硫装置、重整预处理装置、第二切割塔、异构化装置、重整装置以及稳定装置；所述抽提装置的顶部通过管线与所述第一切割塔的中部相连接；所述第一切割塔的顶部通过管线与醚化装置相连接；所述醚化装置与甲醇供应装置相连接；所述醚化装置通过管线采出汽油产品；所述抽提装置的底部通过管线与加氢精制脱硫装置相连接，所述加氢精制脱硫装置通过管线与稳定装置相连接；所述第一切割塔的底部通过管线与重整预处理装置相连接，所述重整预处理装置与所述第二切割塔的中部相连接；所述第二切割塔的顶部通过管线与异构化装置相连接，所述异构化装置通过管线与所述稳定装置相连接；所述第二切割塔的底部通过管线与重整装置相连接，所述重整装置的底部通过管线与所述稳定装置相连接，所述重整装置的顶部分别采出含有干气的氢气以及液化气；所述稳定装置分别采出液化气和稳定汽油产品，所得稳定汽油与所述醚化装置采出的醚化汽油调和，得到低硫高辛烷值汽油产品。
本发明的另一目的是提供一种低成本制造低硫高辛烷值汽油的方法。
一种用上述装置低成本制造低硫高辛烷值汽油方法，其步骤如下：
FCC汽油通过管线进入抽提装置进行处理；抽提装置顶部通过管线采出抽余油，底部通过管线采出抽出油；抽余油通过管线进入第一切割塔的中部；所述第一切割塔的顶部通过管线采出轻抽余油，所述第一切割塔的底部通过管线采出重抽余油；所述轻抽余油通过管线与醚化装置相连接，甲醇通过管线进入醚化装置，所述轻抽余油与甲醇在醚化装置中进行醚化处理，得到醚化汽油；
所述抽出油通过管线进入加氢精制脱硫装置脱硫，采出加氢生成油；所述第一切割装置底部得到的重抽余油与石脑油通过管线进入重整预处理装置进行重整预处理，得到的产品通过管线进入第二切割塔进行切割处理；所述第二切割塔顶部通过管线采出轻石脑油，所述第二切割塔底部通过管线采出重整原料；所述轻石脑油通过管线进入异构化装置进行异构化处理，得到异构化生成油；所述重整原料通过管线进入重整装置进行重整；所述重整装置的顶部通过管线分别采出含有干气的氢气以及液化气，所述重整装置的底部通过管线采出重整生成油；所述加氢生成油、异构化生成油以及重整生成油分别通过管线进入稳定装置进行处理后，分别采出液化气以及稳定汽油；所述稳定汽油与醚化汽油调和，得到低硫高辛烷值汽油。
一种优选技术方案，其特征在于：所述第二切割塔的塔顶采出馏份的馏程为30-115℃，塔底采出馏份的馏程为120-195℃。
有益效果：本发明通过引入抽提装置（组分炼油烃重组后加氢制备高质量汽油的系统及其方法，申请号200910077505.7）将原料FCC汽油中的硫富集于抽出油当中，减少了加氢精制脱硫装置的规模，降低了设备投资以及加氢规模；通过将第一切割塔的底部采出的重抽余油进入重整预处理装置处理，增加了重整装置的规模；通过第二切割塔切割温度的调整，使在重整过程中易于生成苯的前体进入异构化装置生成异构化生成油，减少了苯的生成，并且馏程满足汽油标准，节省了苯抽提装置及相应的分馏装置，投资和能耗大幅降低，同时提高汽油收率；通过引入重整装置，使重整装置降低投资、提高液收；同时，将加氢精制脱硫装置、异构化装置以及重整装置分别连接的稳定装置（系统）合并为一个稳定装置，减少了稳定装置的使用，节省投资和能耗；通过该装置和方法的选择，使所有汽油产品中的硫含量降低至10ppm，同时提高辛烷值，降低烯烃含量，符合欧V标准。该装置与方法在投资，加氢规模，产品清洁度、质量等方面具有明显优势。
下面通过附图和具体实施方式对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。 
附图说明
图1为本发明实施例的流程示意图。
具体实施方式
实施例
如图1所示，为本发明实施例1的流程示意图。将镏程为33.3—198.1℃，含硫量为1500ppm，含氮量为418ppm，芳烃含量为25%（v），烷烃含量为36.1%（v），烯烃含量为38.9%，16℃密度为736.2千克/米3，辛烷值为90，流量为119.048吨/小时的FCC汽油原料a进入抽提塔1（与发明专利200910077505.7中的抽提塔结构相同）。抽提塔1的萃取温度130℃、萃取压力1.3MPa（G）。抽提塔1的顶部采出的抽余油以77.381吨/小时的速度进入第一切割塔2（与发明专利200910077505.7中的蒸馏塔结构相同），所述第一切割塔2的塔顶温度为96℃、压力为0.2Mpa（G）、回流比（对产品）为2.0m/m，塔底温度为186℃、压力为0.23Mpa（G）；所述第一切割塔2的塔顶采出的轻抽余油的主要性能：芳烃含量1%(v)、辛烷值85、密度680千克/米3、镏程35-105℃、烯烃含量48%(v)、硫含量5ppm、氮含量2ppm，该轻抽余油以46.429吨/小时的速度进入醚化装置3，与此同时4吨/小时的甲醇c也进入醚化装置3，二者进行醚化反应，所述醚化装置的入口温度为55.0℃、压力为2.0MPa（G），出口温度为74.7℃、压力为1.8MPa（G），所得醚化汽油的主要性能为：芳烃含量0.8%(v)、辛烷值90.5、密度705千克/米3、镏程30-125℃、烯烃含量28%(v)、色度＜0.5，该醚化汽油通过管线采出，采出量为50.429吨/小时。所述醚化装置中用的醚化催化剂可以是常规用的醚化催化剂，优选树脂型催化剂，如丹东明珠特种树脂有限公司生产的D005、D005-II型树脂催化剂以及河北凯瑞化工有限责任公司生产的D006醚化树脂催化剂。
所述抽提塔1底部采出的抽出油的主要性能为：芳烃含量69.5%(v)、辛烷值99、密度820千克/米3、镏程30-201℃、硫含量4226ppm，该抽出油以41.667吨/小时的速度进入加氢精制脱硫装置4（为发明专利200910077505.7中的抽出油加氢装置）进行加氢精制脱硫，所述加氢精制脱硫装置4的入口温度为220℃、入口压力为3.0Mpa（G），氢油比为300:1（Nm3/m3），空速3.0h-1，所述加氢精制脱硫装置中用的加氢催化剂可以常规的加氢催化剂，本实施例中用的催化剂为加氢催催化剂GHT-22，GHT-22的理化性质如下表1所示。
表1
指标名称 单位 GHT-22
外观 － 灰色三叶型
规格 mm Φ1.5-2.0
强度 N/cm 180
堆密度 g/ml 0.73
比表面积 m2/g 180
孔容 ml/g 0.5-0.6
WO3 m% 15
NiO m% 1.7
COO m% 0.15
Na2O m% <0.09
Fe2O3 m% <0.06
SiO2 m% <0.60
载体 m% 82.4
通过加氢精制脱硫后生成的加氢生成油的主要性能：辛烷值98.5、密度817千克/米3、镏程28-200℃、硫含量4ppm，该加氢生成油通过管线采出，采出量为41.667吨/小时；所述第一切割塔2的底部采出的重抽余油的主要性能：芳烃含量3%(v)、密度746千克/米3、镏程110-190℃、烯烃含量40%(v)、硫含量72ppm、氮含量5ppm，该重抽余油以30.952吨/小时的速度与流量为40.477吨/小时的石脑油b（其主要性能：密度715千克/米3、镏程30-180℃、硫含量260ppm、氮含量1ppm）进入重整预处理装置5中进行预处理（脱硫、脱氮、脱氯、脱金属），得到重整预处理中间体（其主要性能：密度729千克/米3、镏程30-190℃、硫含量小于1ppm、氮含量小于1ppm、氯含量小于1ppm、砷含量小于1ppb、铅含量小于1ppb、铜含量小于1ppb）；所述重整预处理装置5的压力为2.5Mpa（G），温度为260℃，氢油比为200：1（Nm3/m3），空速4.0h-1。所述重整预处理装置5中所用加氢催化剂为加氢催化剂GHT-22，其理化性质如表1所示。
所得重整预处理中间体进入第二切割塔6进行切割处理，所述第二切割塔6的塔顶温度为101℃、压力为0.2Mpa（G）、回流比（对产品）为1.0m/m，塔底温度为188℃、压力为0.23Mpa（G）；所述第二切割塔6的顶部采出轻石脑油馏分，该轻石脑油馏分的流量为25吨/小时，该轻石脑油馏分的主要性能：辛烷值65、密度690千克/米3、镏程30-115℃；所述轻石脑油馏分进入异构化装置7进行异构化处理，得到异构化生成油，该异构化生成油的主要性能：辛烷值81、密度680千克/米3、镏程20-118℃；所述异构化装置的操作条件：压力1.0Mpa（G），温度为200℃，氢油比为300：1（Nm3/m3），空速1.0h-1。所用异构化催化剂为常规的低温贵金属催化剂，如中国石油抚顺石油三厂催化剂厂生产的FI－15铂分子筛催化剂。
所述第二切割塔6的底部采出的重整原料进入重整装置8，其主要性能：密度731千克/米3、镏程120-195℃、水含量＜5ppm；所述重整装置8的压力为1.0Mpa（G），温度为480℃，氢油比为1000：1（Nm3/m3），空速2.3h-1；所述重整装置8中所用催化剂为市场上可购的半再生重整催化剂Pt-Re/ Al2O3（CB－7）。
所述重整装置8的底部采出重整生成油，该重整生成油的采出量为41吨/小时，其主要性能：芳烃含量51%、辛烷值98、密度758千克/米3、镏程20-200℃、苯含量0.5%(v)，所述重整装置8的顶部采出含有干气的氢气f（采出量：2.2吨/小时）和液化气g（采出量：3.229吨/小时）；所述加氢精制脱硫装置得到的加氢生成油、所述异构化装置得到的异构化生成油以及所述重整装置得到的重整生成油进入稳定装置9进行处理；采出稳定汽油和液化气d；所述稳定装置9中的稳定塔的塔顶温度为70℃、压力为1.5Mpa（G）、回流比（对产品）为0.2m/m，塔底温度为200℃、压力为1.54Mpa（G）。所得稳定汽油的采出量为104.762吨/小时，其主要性能：芳烃含量46%(v)、辛烷值94.3、密度759千克/米3、镏程31-196℃、硫含量2ppm、苯含量0.3%(v)；所得液化气d 的采出量为2.905吨/小时；所得稳定汽油与醚化汽油调和得到最终产品低硫高辛烷值汽油e。
所得低硫高辛烷值汽油e的主要性能：芳烃含量31.5%(v)、辛烷值93.1、密度741千克/米3、镏程30-194℃、烯烃含量9.3%(v)、硫含量3ppm、苯含量0.2%(v)。
本发明所用抽提塔、切割塔、加氢精制脱硫装置分别为专利号为200910077505.7的“组分炼油烃重组后加氢制备高质量汽油的系统及其方法”的中国发明专利中公开的抽提塔、蒸馏塔、抽出油加氢装置。
本发明所用重整装置由以下专利公开：一种石脑油多产芳烃重整系统，公告号：CN201241102；一种多产芳烃同时分离出苯的重整系统，公告号：CN201665667；一种蒸发脱水系统带侧线采出的多产芳烃重整系统，公告号CN201459048；一种生产抽余油、苯和混合芳烃的石脑油重整系统，公告号：CN201459036；一种生产抽余油和混合芳烃的石脑油重整系统，公告号：CN201459035；一种多产芳烃的重整系统，公告号：CN201459034；一种蒸发脱水系统带侧线采出且分离出苯的重整系统，公告号：CN201722339；一种多产芳烃并分离出苯的同时生产煤油的重整系统，公告号：CN201517089；一种生产混合芳烃同时生产煤油的重整系统，公告号：CN201459050；一种多产芳烃同时生产煤油的重整系统，公告号：CN201512504；一种生产苯、混合芳烃和煤油的重整系统，公告号：CN201459049；一种改进的石脑油多产芳烃重整系统，公告号：CN201459047；一种带有侧线切割塔的石脑油多产芳烃重整系统，公告号：CN201459046；一种多产芳烃的重整系统，公告号：CN201459045；一种带有溶剂回收系统的石脑油多产芳烃重整系统，公告号：CN201459044；一种石脑油的重整系统，公告号：CN201665668；一种带有侧线切割系统及回收系统的石脑油多产芳烃重整系统，公告号：CN201459043；一种石脑油多产芳烃的重整系统，公告号：CN201459042；一种石脑油多产高辛烷值汽油及多产芳烃的重整系统，公告号：CN201459041；一种带有蒸发脱水系统的重整系统，公告号：CN201459038；一种重整系统，公告号：CN201459040；一种带有蒸发脱水系统的重整系统，公告号：CN201459039；一种采出煤油的多产高辛烷值汽油的重整系统，公告号：CN201459037；一种多产高辛烷值汽油的重整系统，公告号：CN201459053；一种采出煤油的重整系统，公告号：CN201665669；一种带有蒸发脱水系统多产高辛烷值汽油的重整系统，公告号：CN201459052；一种带有蒸发脱水系统多产高辛烷值汽油的重整系统，公告号：CN201459051。
本发明中所述稳定装置为常规的装置，包括塔、空气冷却器、水冷却器、回流罐、回流泵以及塔底泵等。
本发明所述重整预处理装置、醚化装置以及异构化装置为本技术领域常用的装置。
本发明所用测定方法为：
1、馏程：GB/T6536-1997石油产品蒸馏测定法；
2、硫含量：SH/T0689-2000轻质烃及发动机燃料和其他油品的总硫含量测定法（紫外荧光法）；
3、烯烃含量：GB/T11132-2002液体石油产品烃类测定法（荧光指示剂吸附法）；
4、芳烃含量：GB/T11132-2002液体石油产品烃类测定法（荧光指示剂吸附法）；
5、辛烷值：GB/T5487 汽油辛烷值测定法（研究法）；
6、密度：GB/T1884-2000原油和液体石油产品密度实验室测定法（密度计法）；
7、氮含量：SH/T0704-2001 石油及石油产品中氮含量测定法（化学发光法）；
8、烷烃含量：SH/T0714-2002 石脑油中单体烃组成测定法（毛细管气相色谱法）；
9、苯含量：SH/T 0713-2002   车用汽油和航空汽油中苯和甲苯含量测定法（气相色谱法）；
10、水含量：GB/T11133-2004  液体石油产品水含量测定法（卡尔费休法）。
本发明通过引入抽提塔（组分炼油烃重组后加氢制备高质量汽油的系统及其方法，申请号200910077505.7）将原料FCC汽油中的硫富集于抽出油当中，减少了加氢精制脱硫装置的规模，降低了设备投资以及加氢规模；通过将第一切割塔的底部采出的重抽余油与石脑油进入重整预处理、第二切割塔、重整装置，增加了重整装置的规模；通过第二切割塔切割温度的调整，使在重整过程中易于生成苯的前体进入异构化装置生成异构化生成油，减少了苯的生成，并且馏程满足汽油标准，节省了苯抽提塔及相应的分馏装置，投资和能耗大幅降低，同时提高汽油收率；通过引入重整装置，使重整装置降低投资、提高液收；同时，将加氢精制脱硫装置、异构化装置以及重整装置分别连接的稳定装置合并为一个稳定装置，减少了稳定装置的使用，节省投资和能耗；通过该装置和方法的选择，使所有汽油产品中的硫含量降低至10ppm，符合欧V标准。该装置与方法在投资，加氢规模，产品清洁度、质量等方面具有明显优势。

Claims (3)

1.一种低成本制造低硫高辛烷值汽油的装置，其特征在于：包含抽提装置、第一切割塔、醚化装置、加氢精制脱硫装置、重整预处理装置、第二切割塔、异构化装置、重整装置以及稳定装置；所述抽提装置的顶部通过管线与所述第一切割塔的中部相连接；所述第一切割塔的顶部通过管线与醚化装置相连接；所述醚化装置与甲醇供应装置相连接；所述醚化装置通过管线采出汽油产品；所述抽提装置的底部通过管线与加氢精制脱硫装置相连接，所述加氢精制脱硫装置通过管线与稳定装置相连接；所述第一切割塔的底部通过管线与重整预处理装置相连接，所述重整预处理装置与所述第二切割塔的中部相连接；所述第二切割塔的顶部通过管线与异构化装置相连接，所述异构化装置通过管线与所述稳定装置相连接；所述第二切割塔的底部通过管线与重整装置相连接，所述重整装置的底部通过管线与所述稳定装置相连接，所述重整装置的顶部分别采出含有干气的氢气以及液化气；所述稳定装置分别采出液化气和稳定汽油，所得稳定汽油与所述醚化装置采出的醚化汽油调和，得到低硫高辛烷值汽油产品。
2.一种用权利要求1所述的装置制造低硫高辛烷值汽油的方法，其步骤如下：
FCC汽油通过管线进入抽提装置进行处理；抽提装置顶部通过管线采出抽余油，底部通过管线采出抽出油；抽余油通过管线进入第一切割塔的中部；所述第一切割塔的顶部通过管线采出轻抽余油，所述第一切割塔的底部通过管线采出重抽余油；所述轻抽余油通过管线与醚化装置相连接，甲醇通过管线进入醚化装置，所述轻抽余油与甲醇在醚化装置中进行醚化处理，得到醚化汽油；所述抽出油通过管线进入加氢精制脱硫装置脱硫，采出加氢生成油；所述第一切割装置底部得到的重抽余油与石脑油通过管线进入重整预处理装置进行重整预处理，得到的产品通过管线进入第二切割塔进行切割处理；所述第二切割塔顶部通过管线采出轻石脑油，所述第二切割塔底部通过管线采出重整原料；所述轻石脑油通过管线进入异构化装置进行异构化处理，得到异构化生成油；所述重整原料通过管线进入重整装置进行重整；所述重整装置的顶部通过管线分别采出含有干气的氢气以及液化气，所述重整装置的底部通过管线采出重整生成油；所述加氢生成油、异构化生成油以及重整生成油分别通过管线进入稳定装置进行处理后，分别采出液化气以及稳定汽油产品；所述稳定汽油与醚化汽油调和，得到低硫高辛烷值汽油。
3.根据权利要求2所述的低成本制造低硫高辛烷值汽油的方法，其特征在于：所述第二切割塔的塔顶采出馏份的馏程为30-115℃，塔底采出馏份的馏程为120-195℃。
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