CN1030251A - 生产高质量馏出油或润滑油的联合加氢处理方案 - Google Patents

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Abstract

一种联合加工方案，此方案可用于加氢处理高沸 点馏分如瓦斯油和催化裂化循环油，从而生产高质量 的馏出油，特别是喷气发动机燃料和适于重整后生成 高辛烷值汽油的石脑油。此联合加氢处理方案包括 第一级加氢裂化段，此段采用一种以大孔径酸性组分 (如无定形氧化铝或氧化硅/氧化铝)或大孔径沸石 (如X型或Y型沸石)为基的具芳烃选择性的加氢 裂化催化剂。将加氢裂化段未转化的馏分送入第二 段，用具有额外的加氢-脱氢功能的β沸石催化剂进 行加氢处理。

Description

本发明涉及加工石油烃类，更具体地涉及一种两段联合加氢处理方案，在此方案中高沸点石油原料，可以转化成沸点较低的产品，包括高质量石脑油和中间馏分（包括喷气发动机燃料、煤油和轻燃料油）。本方法能在耗氢量最少的情况下得到高质量的馏出油产品。
石油加工的基本任务，是将不同组成和质量的原油，分成各种具有特定用途的组分，此外从原油中较多的低价组分中增加高价组分的收率。预计炼厂将来加工的原油质量会逐渐变坏，同时高沸点和残油的产品（如重燃料油）的需要量预计将降低。另外，各种控制石油燃料质量的法规，将导致必需生产较高质量的石脑油和中间馏分。特别是控制在马达燃料中容许的铅含量的规定，将迫使生产高辛烷值石脑油，并需要低含硫量的中间馏分，尤其预计将对柴油机燃料、家庭取暖用油一类的产品，提出更严格的技术规范。同时前面谈到重燃料油需求量降低了，因而就不希望仅由原油中低沸程馏分，通称“油桶轻油”（“top    of    the    barrel”）中，生产改进了质量的低沸程产品。这意味着将需要加工较高沸程馏分以满足预计的需求，但同时加工费又必需维持在合理的范围内。因此，在将原油中较高沸程馏分转化成更有价值的产品中，虽然预期加氢处理将发挥主要的作用，但这一方法必需做到尽可能高效，使耗氢量降至最低。众所周知，氢气装置的建设和操作是费钱的。因此需要不断发展改进的加工技术，将残油、瓦斯油和其它高沸点物料，转化成石脑油、中间馏分如柴油机油、喷气发动机燃料、家用取暖油、轻燃料油等。
加氢裂化已是一种常规的加工方法，近年来已对其产生相当大的兴趣。这是由于几种因素造成的，汽油比中间馏分更需要、必需处理由催化裂化装置中出来的大量的脱烷基抗热性高的物流，过去这种抗热物流可掺入燃料油中，但燃料油的需要量却一直在下降。加氢裂化方法与催化裂化不同，能够有效地处理这类抗热物料。加之从催化重整操作中已可以得到大量的付产氢，因而能供应加氢裂化所需的大部分氢。另一个有利于加氢裂化发展的因素，是在过去20年内已主要采用了沸石裂化催化剂。用沸石催化剂裂化操作中得到的循环油趋向高度芳烃化，因而是加氢裂化的最好的原料。
加氢裂化原料在进入加氢裂化反应器前，总是先经加氢处理，以除掉含氮和含硫化合物以及金属，此外还使烯烃饱和并使芳烃部分饱和。含硫、含氮和含氧化合物在进行加氢裂化以前，以无机硫、氮和水的形式而除去，当然在两段之间也可以不必将这些化合物分离掉。大量氨的存在会抑制下一步加氢裂化的裂化活性，但可以通过提高加氢裂化操作的苛刻度来加以补偿。
在加氢裂化反应器中进行一系列不同的加氢反应，包括烯烃和芳烃环的饱和，但要限制操作的苛刻度，以尽量减少裂化反应。经过加氢处理的物料然后送入加氢裂化反应器，在此进行各种裂化和加氢反应。裂化反应提供的烯烃可进行加氢，而加氢反应又提供裂化所需的热量，因为加氢反应放热，而裂化反应吸热;反应通常产生过量的热，因为加氢反应所放出的热量，远大于吸热的裂化反应所消耗的热量。此过剩的热量使反应器的温度升高，并加快了反应速度，但可用氢气骤冷的方法加以控制。
常用的加氢裂化催化剂兼有酸性和加氢两种功能。催化剂的酸性功能由多孔固态载体提供，如氧化铝、氧化硅-氧化铝或结晶沸石的复合物（如带无定形载体，例如氧化硅-氧化铝，的八面沸石、X型沸石、Y型沸石或丝光沸石）。通常需要采用孔径超过7 的较大孔径的多孔固体，因为主体物-多环芳烃化合物，组成了这种有代表性原料的主要部分，这类化合物为了能进入催化剂的内孔结构中，需要这种大小的孔径，因而才能发生大量裂化反应。
加氢裂化催化剂的加氢功能，由一种过渡金属或金属的复合物提供。可以采用周期表中ⅧA族的贵金属，特别是铂或钯，但最好用ⅣA、ⅥA和ⅧA族的非贵金属，因为它们的价格低，并对污染物的毒性效应有较大的抵抗力（本说明书用的周期表系由国际纯粹化学和应用化学联合会所批准，可见如Fisher科学公居≈频谋砀瘢柯己?-702-10）。推荐用作加氢组分并已证明为很有效的非贵金属有：铬、钼、钨、钴和镍以及金属的复合物，如镍-钼、钴-钼、钴-镍、镍-钨、钴-镍-钼和镍-钨-钛。
常用的加氢裂化催化剂的特性之一，在于它们的石脑油导向性，即它们易于促进生成通常沸点低于约165℃（约330°F）的石脑油，而不是沸点高于约165℃（约330°F）、通常范围为165°-345℃（约330°-650°F）的中间馏分，如喷气发动机燃料和柴油机燃料。然而在合适的条件下操作，中间馏分的收率可以有所提高。例如美国专利第4，435，275号叙述了一种生产低硫馏出油的方法，即将加氢处理-加氢裂化方法，在两段之间不进行分离，并在相对低的压力下操作，一般压力低于约7，000仟帕（约1000磅/吋2，表压）。这种方法所生产的中间馏分产品是一种极好的低硫燃料油，但它通常无法用作喷气发动机燃料，因为芳烃含量高;这种高芳烃含量也使它不宜单独用作柴油机燃料，但如果有其它高十六烷值的基础油料时，则可与其掺混调配成柴油机燃料。转化率保持在相当低的水平，来延长在低氢压下两次再生期间的催化剂寿命。生产较少量的石脑油，但这种石脑油，由于其高环烷烃含量是优良的重整装置的原料，这是由于在较低氢压下操作以避免芳烃完全饱和所产生的结果。
欧洲专利第98，040号描述了采用高硅含量沸石用作加氢裂化催化剂的酸性组分，也有利于生产中间馏分，而不利于生产石脑油。
在通用的加氢裂化方法中，如采用芳烃型炼厂物流，如催化裂化循环油，生产中间馏分（特别是喷气发动机燃料）时，则一般需经高压加氢处理，典型的压力为约14，000仟帕（2，000磅/吋2，表压），才能使原料中的芳烃饱和，以促进裂化，并保证获得主要是链烷烃/环烷烃的产品。加氢裂化后的底部馏分一般再循环使其全部反应掉，尽管这种底部馏分是高链烷烃的（由于催化剂具有芳烃-选择性特性），并能做为链烷烃润滑油的基础油料，而其价格要高于将其裂化所得的中间馏分。所以，通用的燃料型加氢裂化反应器在循环油进料的情况下，不仅需要满足操作方面的要求（高氢压），而且还把一种有潜在用途并有价值的产品裂解掉了。
公开的欧洲专利申请第98，827号，叙述了在加氢裂化中的一种明显的改动。该方法所用的催化剂与常用的加氢裂化催化剂不同，而是β沸石，此催化剂促进原料中的链烷烃反应要优于芳烃。因而降低了裂化反应器流出物中未转化馏分中的链烷烃含量，所以裂化产物的倾点较低。与该方法相反，常用的加氢裂化催化剂，如前面谈到的大孔径无定形材料和结晶硅酸铝，和链烷烃相比对芳烃更有选择性，因而易于脱掉芳烃。结果造成在未反应馏分中高分子量的石蜡状烷烃高的净浓度，因此加氢裂化产物中高沸点馏分的倾点较高（由于石蜡状烷烃浓度高），尽管其粘度可能下降了（由于原料中的芳烃加氢裂化了）。未反应原料的高倾点，意味着常用的加氢裂化方法所得的中间馏分，是受倾点限制，而不是受干点限制的。产品的规格，如轻燃料油（LFO）、喷气发动机燃料和柴油机燃料，出于安全方面的原因一般规定一个最低的初馏点，但终馏点的限制通常取决于保证产品的适当流动性的需要，而不是取决于对产品本身终馏点限制的实际需要。此外，对产品倾点的要求，在常用的加工技术中会显著地受约345℃（约650°F）的终馏点限制的影响，因为併入含大量链烷烃的较高沸点的馏分，将使倾点高于所确定的技术指标。但是，当采用β沸石作为加氢裂化催化剂时，未转化的馏分的较低的倾点，可以允许提高中间馏分的终馏点，因而增加了馏出油的总体积。因此，采用β沸石作为加氢裂化催化剂的酸性组分时，由于其对链烷烃的催化选择性，因而能够有效地提高更有价值的产品的收率。
β沸石的另一特性是，它能通过异构化和通常的裂化反应，而除掉原料中的蜡状烷烃组分。蜡状烷烃组分含有直链尾端的链烷烃和轻度支链的链烷烃，特别是-甲基链烷烃。这些组分经β沸石异构化而生成异构烷烃。异构烷烃由于具有链烷烃的高粘度指数特性，同时又和蜡状烷烃不同，倾点不高，因而是优良的润滑油基础油。美国专利第4，419，220号叙述了应用β沸石的这种性质，脱除原料中的蜡来生产低倾点馏出油的方法。
尽管β沸石作为加氢裂化催化剂，提供了改进这种工艺的潜力，但仍需不断改善汽油和中间馏分的收率和质量。
当考虑生产喷气发动机燃料所遇到的难题时，中压加氢裂化方法的局限性就明显了：所生产的中间馏分产品是相对芳香性的，蛭谙喽越系偷那庋瓜拢豢赡芙继沟妆ズ汀Ｓ氪讼喽哉眨捎谒么呋恋姆继≡裥裕撞苛蠓秩词窍喽粤赐樘缘摹Ｓ捎谒窍喽粤赐樘圆⑶曳械阋哺撸虼送萍隹悸墙庵值撞苛蠓肿魑蠡偷幕∮突蛑辽僮魑蠡突∮偷脑稀５牵撞苛蠓钟捎诤赐樘榉郑ㄕ雇樘颓岫纫旃雇樘乇鹗?甲基烷烃），其倾点和冰点一般均较高，因此需要脱蜡。本发明寻求能克服这种缺点的方法，即采用中压加氢裂化并结合催化生产润滑油的方法，将喷气发动机燃料和中间馏分的生产综合起来，以做到最大限度地生产这两种类型的产品，并且最有效地发挥中压加氢裂化和β沸石为催化剂的催化异构化脱蜡这两种方法的特征。
因此，本发明是一种将高沸点烃类原料改质升级，成为一种沸点相对较低的石脑油产品和一种沸点相对较高并含大量异构烷烃的馏出油产品的方法，本方法包括：
（ⅰ）在一种芳烃-选择性、大孔径、具有酸性功能和加氢-脱氢功能的加氢裂化催化剂上，加氢裂化高沸点烃类原料，实现加氢裂化脱除芳烃，和生成一种石脑油产品及一种沸点相对较高并富于链烷烃组分的产物，
（ⅱ）将石脑油产品和沸点相对较高并富于链烷烃组分的产物分离，
（ⅲ）在一种含β沸石酸性组分和一种加氢-脱氢组分的加氢处理催化剂上，加氢处理该沸点相对较高并富于链烷烃组分的产物，生成一种异构烷烃组分含量相对较高的馏出油沸程的产品。
在本发明的联合加工方案中，开始的加氢裂化段采用一种常用的、石脑油导向性、芳烃选择性的加氢裂化催化剂，在选定的条件下生成石脑油馏分，此石脑油馏分含相对较高的芳烃和环烷烃，因而是重整装置的优良原料。开始的芳烃-选择性加氢裂化段，还提供一种相对链烷烃性的馏分原料，可送至采用β沸石的第二段。由于采用高链烷烃性的原料供给β沸石催化剂，使此沸石的独特性质得到了充分的发挥，因为原料的组成更与此催化剂的选择性相适应。这样，催化剂的应用将更有效，不仅耗氢量降至最低，还延长了催化剂寿命，因而延长了两次相邻的再生之间的运转时间。所以本方法的两段互相补充，用作第一段的芳烃-选择性加氢裂化制备相对链烷烃性的产物，此产物在第二段中再用链烷烃-选择性的β沸石处理。调整各段的反应条件，可最有效地优化原料的加工，生产出所需的产品。第二段所得的馏分产品是有用的喷气发动机燃料、煤油、柴油机燃料、轻燃料油，它们具有低倾点和低含硫量的特性。第二段以后留下的未转化的馏分，不仅硫含量低，同时倾点也很低。由此馏分中脱掉芳烃即可得到粘温指数（VI）优良的润滑油产品。
按本发明最好的方面表达，本发明是一种联合的加氢处理方法，用于将初馏点最低为315℃的瓦斯油烃类原料进行改质和升级，而得到一种石脑油馏程的产品、一种沸点高于石脑油馏程的异构烷烃馏分产品，以及一种润滑油产品。本方法包括下列步骤：
（ⅰ）在约束指数小于2、并具有酸性功能和加氢-脱氢功能的、芳烃-选择性的加氢裂化催化剂上，加氢裂化烃类原料，加氢裂化的条件为氢分压低于10，000仟帕和转化为低沸点产物的转化率低于50%（体积），生成石脑油产品和富链烷烃组分的馏出油产物，
（ⅱ）将石脑油产品和富链烷烃组分的馏出油产物分离，
（ⅲ）将馏出油产物中富链烷烃组分和沸点高于345℃（650°F）的最高馏程部分，与沸点低于345℃（650°F）的产物分离，
（ⅳ）在一种含酸性组分为β沸石和一种加氢-脱氢组分的加氢处理催化剂上，加氢处理已分出的最高沸点的馏出油产物，来生产一种异构烷烃的产物，
（ⅴ）将（Ⅳ）中得到的产物分离成一种润滑油馏分和一种沸点低于润滑油沸程的沸点相对较低的馏分。
本发明将参照附图更详细地加以叙述，其中
图1是用于生产高质量重整装置用石脑油和一种低倾点馏出油的石脑油-选择性、加氢裂化-加氢处理方案的示意说明，
图2是用于生产芳烃性馏出油和低倾点馏出油的馏出油-选择性、低压加氢裂化-加氢处理方案的示意说明。
本方法所用的原料通常可以称为石油来源的高沸点原料，不过也可以使用其它来源的原料，例如来源于费-托合成法或其它合成法，如甲醇转化法等合成油生产法的原料。不常用的来源如页岩油，焦油砂的馏分也可以用本联合加氢处理的技术处理。一般，原料的初馏点比较高，通常高于约205℃（约400°F）或更高，例如，高于230℃（约450°F），在多数情况下高于315℃（约600°F），也有不少原料的初馏点高于345℃（约650°F）。原料油的蒸馏特性，特别是终馏点由所需的产品决定。如果需要生产大量的润滑油，原料本身必需含大量在润滑油馏程之内的组分，一般高于345℃（约650°F）。因此，当需要生产润滑油时，原料通常是瓦斯油，即一种高馏点馏分原料，其终馏点一般低于565℃（约1050°F），但大量无法蒸馏的残油也应视为可加工的原料。典型的可加工的原料包括瓦斯油，如焦化装置重瓦斯油、减压瓦斯油、拔顶残油和常压瓦斯油。相反，当本方法主要用于生产中间馏分和石脑油时，特别是喷气发动机燃料时，原料可以有相对低的终馏点，因为没有必要保留更高馏点的组分。例如，为了生产喷气发动机燃料，本方法特别有用的原料有催化裂化循环油，包括轻循环油（LCO）和重循环油（HCO），澄清淤浆油（CSO）和其它催化裂化产物。催化裂化装置的循环油的馏程一般为205°-400℃（约400°至750°F）。轻循环油的终馏点可以较低如315℃或345℃（约600°或650°F）。重循环油的初馏点可以较高如约260℃（约500°F）。循环油相对高的芳烃含量，使它们特别适用于本联合处理工序中开始的加氢裂化段，此外，目前对这种抗热油料的需求量在下降，因而使它们成为在本加工方案中极富吸引力的原料。
由于它们的沸点高，用于本方法的原料通常含相对较高比例的芳烃，特别是多环芳烃，当然也有大量高沸点的链烷烃和环烷烃。如果原料曾经受过催化裂化，芳烃已基本上脱掉了烷基，故耐进一步的裂化，但对加氢工艺如本发明的方法则是例外。值得注意的是，本方法能够转化如来自催化裂化装置的抗热的芳烃性原料，生成高质量、低倾点、高链烷烃性的馏出油和润滑油产品。
一般，用于本方法的原料的芳烃含量最低为30%，通常至少为40%（重量），在不少情况下至少为50%（重量）。根据原料的来源和其先前的加工方法，余额在链烷烃和环烷烃之间分配。经受过催化裂化的原料比其它原料容易含更多的芳烃，在某些情况下芳烃含量可能超过60%（重量）。原料在加氢裂化以前可先经过加氢处理，以除去污染物。
在表1-4中列出典型的减压瓦斯油（VGO）的成分，包括表2和3中两种加氢处理（HDT）的瓦斯油，在表5和6中是两种典型的催化裂化轻循环油（FCC    LCO）。
表1
VGO性质
美国石油学会比重    23.2
馏程，重量%
225°-345℃（440°-650°F）    7.0
345°-400℃（650°-750°F）    17.0
400℃+（750°F+）    76.0
硫，重量%    2.28
氮，ppm（重量）    550
倾点，℃（°F）    18（95）
运动粘度，100℃，厘斯    5.6
P/N/A＊，重量% 29/21/50
P/N/A＝链烷烃/环烷烃/芳烃
表2
HDT斯塔特福焦尔德VGO
标称馏程，℃（°F）    345-455（650-850）
美国石油学会比重    31.0
氢，重量%    13.76
硫，重量%    0.012
氮，ppm（重量）    34
倾点，℃（°F）    32（90）
运动粘度，100℃，厘斯    4.139
表2（续）
HDT斯塔特福焦尔德VGO
P/N/A，重量%    30/42/28
表3
HDT米那斯VGO
标称馏程，℃（°F）    345-510（650-950）
美国石油学会比重    38.2
氢，重量%    14.65
硫，重量%    0.02
氮，ppm重量    16
倾点，℃（°F）    38（100）
运动粘度，100℃，厘斯    3.324
P/N/A，重量%    66/20/14
表4
阿拉伯轻HVGO
美国石油学会比重    22.2
氢，重量%    12.07
硫，重量%    2.45
氮，ppm（重量）    600
康拉逊残炭，重量%    0.4
P/N/A，重量%    24/25.3/50.7
倾点，℃（°F）    40（105）
运动粘度，100℃，厘斯    7.0
馏程（D-1160），%
表4（续）
阿拉伯轻HVGO
初馏点    345（649）
5    358（676）
10    367（693）
50    436（817）
90    532（989）
95    552（1026）
终馏点    579（1075）
表5
FCC    LCO性质
美国石油学会比重    21.0
95%馏出温度，℃（°F）    362（683）
氢，重量%    10.48
硫，重量%    1.3
氮，ppm（重量）    320
倾点℃（°F）    -15（5）
运动粘度100℃，厘斯    -
P/N/A，重量%    -
表6
FCC    LCO性质
馏程，重量%
215℃-（420°F-）    4.8
215-345℃（420°F-650°F）    87.9
表6（续）
FCC    LCO性质
345-425℃（650°F-800°F）    7.3
425-540℃（800°F-1000°F）    -
540℃+（1000°F+）    -
氢，重量%    10.64
硫，重量%    1.01
氮，重量%    0.24
镍+钒，ppm（重量）    -
康氏残炭，重量%    -
加氢裂化型，重量%：
链烷烃    重量%    12.7
单环环烷烃    11.7
多环环烷烃    12.8
单环芳烃    24.7
双环芳烃    21.7
多环芳烃    14.3
芳烃硫型    2.1
P/N/A    12.7/24.5/62.8
第一段加氢裂化，
在第一段进行的加氢裂化其目的的是，提供链烷烃相对含量较高的原料油，供第二段在β沸石基催化剂上加工。第一段加氢裂化使用的催化剂是对原料油中的芳烃有选择性，也就是该催化剂虽然不能完全排除对链烃的加氢裂化，但它和芳烃的反应能力优于链烷烃。通常的加氢裂化催化剂都可以在这段使用，使用大孔径并具有酸性和加氢双功能的固体。如上所述，在高沸点原料如瓦斯油的加氢过程中使用大孔径的材料是必不可少的，以确保原料中的大部分多环芳烃组分能够进入催化剂的内孔结构，并主要发生特征的裂化反应。当然，有限的裂化也发生在催化剂颗粒的外表面，但由于催化剂的主要表面积都在颗粒的内部，原料中进行裂化的组分必须进入内孔结构。相应的第一段加氢裂化催化剂的酸性功能是由大孔、无定型材料所提供，诸如氧化铝、氧化硅-氧化铝或氧化硅，或具有大孔径的晶体材料，较好的是大孔径的硅酸铝沸石，如X沸石、Y沸石、ZSM-3（US.3，415，736）、ZSM-18（US.3，950，496）或者是ZSM-20（US.3，972，983）。可以使用各种各样的阳离子或其它类型的沸石，其中较好的类型是高稳定性沸石，它能抵抗降解，在加氢裂化过程中由于受水热条件的作用，降解会导致酸性功能的丧失。提高了稳定性的类型，如邢⊥两换坏拇罂追惺碦EX和REY是较好的，而所谓超稳Y沸石（USY）和高硅沸石如脱铝的Y沸石，及脱铝的丝光沸石也都是较好的。
典型的大孔加氢裂化催化剂其约束指数（Constraint    Index）不大于2，约束指数这一术语在US.4，016，218中已定义过。
为了提高物理强度结晶组分也可以掺入到无定型基质中去，而基质本身也可具有催化活性，例如，它可以是无定型氧化铝或氧化硅-氧化铝或具有酸性功能的粘土，因而可以参加酸性催化的裂化反应。一般来讲，基质可占催化剂总重量的40-80%，但通常大约是50-75%（重量）。
加氢功能通常是由非贵或贵过渡金属组分提供，典型的组分是选自元素周期表第ⅥA族或ⅧA族，特别是镍，钴，钨，钼，钯或铂，以非贵金属中的镍，钨，钴，钼较好。镍-钨，镍-钴，镍-钼等复合物，特别用于处理含有较多杂质的原料。
在低的或中等苛刻度的条件下，采用芳烃选择性和石脑油导向性的催化剂进行催化加工，可以生产主要为沸点低于约165℃（330°F）的石脑油产品，它含有较大量的对重整很有价值的环烷烃可以制备高辛烷值汽油。另外，在生产出高沸点馏分的同时也生产了少到中等数量的中间馏分。第一段的石脑油导向性和芳烃选择性的加氢裂化催化剂，有效地浓缩了链烷烃在未转化（成石脑油）馏分中的浓度，而未转化的馏分在第二段用β-沸石催化剂加工转化成高质量、低倾点的馏分。如果原料中含有显著数量的中间馏分，如FCC    LCO它们大部分是225°-345℃（440°-650°F）的馏分，到第二段的原料中也将包含这些未能转化的原料。另一方面，如果是高沸点原料例如VGO，其大部分组分的沸点都高于345℃（650°F），进入第二段的原料，包括加氢裂化流出物中沸点高于石脑油的馏分，因而原料含转化了的中间馏分和未转化的馏分。在中间馏分即LCO的范围内沸点相对较低的原料油中，芳烃对于中间馏分的性质，例如喷气发动机燃料和柴油机燃料，起着不良的影响。在第一段加氢裂化中通过芳烃选择性加氢裂化催化剂脱除芳烃，所以它们以低分子量芳烃和低分子量环烷烃出现在生成的低沸点石脑油中（取决于在加氢裂化过程中加氢的程度），这种产物非常适用于重整生产高辛烷值汽油。原料油的链烷烃在这步加工过程中很少被加工转化，所以它们保留在高沸点馏分中（高于石脑油），随后在第二段链烷烃选择性的β沸石上，被加工成所要求的高异构烷烃产品。
如果第一段加氢裂化是馏出油选择型加工方案，并在低到中等苛刻度的条件下，低到中等氢压下操作，那么氢分压应低于10，000仟帕，至少要小于50%（体积）转化率转化成较低沸点的产品，转化的馏分将构成中间馏分的主要部分。典型的沸点范围是165°-345℃（大约330°到650°F），含有较少比例的石脑油。中间馏分的特性是含有相当量的芳烃，一般不适合直接用作为喷气发动机燃料或柴油机燃料，但可以与其它含有更高链烷烃的组分掺合成柴油机油。它也可以单独作为燃料油或与其它高沸点组分掺合。这种中间馏分有相对低的硫含量，能够满足作为轻燃料油或家用燃料油的产品规格。
从低到中等压力下第一段加氢裂化得到的未转化的馏分，是典型的含蜡油，它有很低的硫、氮含量。虽然这个产品有价值可以作为低硫重燃料油出售，但经第二段用β沸石处理能显著地提高馏出油的产率和质量。这是因为链烷烃保留在加氢裂化的未转化组分中，在第二段被选择性地转化成有较高异构烷烃含量的低沸点产品。由于第一段加氢裂化的底部馏分，具有较低的杂原子含量，第二段处理所需的条件相当缓和，并在相对低压下就能得到满意的结果，压力一般低于约15，000仟帕（约2，160磅/平方英寸，表压），很多情况下低于约10，000仟帕（约1，435磅/平方英寸，表压）或者7，000仟帕（约1，000磅/平方英寸，表压）。这就能够在现有的未超过其限度的低压装置上进行第二段反应，例如催化加氢脱硫（CHD）装置，其典型的操作压力低于15，000仟帕（约2，000磅/平方英寸，表压）。
这种类型的操作所使用的催化剂，并不要求较高的石脑油选择性，因为目的是生产中间馏分。所用的催化剂通常是无定型材料诸如氧化铝、氧化硅-氧化铝，但其它馏出油选择性的催化剂也可以使用，例如高氧化硅Y沸石、高氧化硅ZSM-20、高氧化硅丝光沸石、或其它馏出油选择性的催化剂。这已在EU98，040中作过叙述，其中有描述这类催化剂的参考材料。催化剂的酸性功能对芳烃有选择性，以便在第二段加工之前优先脱除芳烃，由于?沸石能优先地脱除链烷烃因而不能在第一段使用。
馏出油导向性加氢裂化方案的操作，一般采用较低的苛刻度，并用低酸性的催化剂。温度范围在250°-450℃（480°-850°F），空间速度为2时-1，能得到满意的苛刻度。典型的氢压是5，250到7，000仟帕（745到1，000磅/平方英寸，表压），氢气循环速率为250到1，000标准。升.升-1（大约1，400到5，600标准立方英尺/桶）通常使用的是300-800标准.升.升-1（大约1，685到4，500标准立方英尺/桶）。转化成345°℃-（650°F-）产物的体积转化率低于50%，经常是30-40%。
在低压下进行加氢裂化操作会发生组分的变化，在馏出油选择型时一般如下所述：原料含高沸点链烷烃、环烷和芳烃馏分。转化成全馏分的加氢裂化生成物，中间馏分带有明显的芳烃特性，以及小量的石脑油，未转化馏分仍为链烷烃特性，这是由于在这段加工中使用的催化剂是芳烃选择性的。在第二段与β沸石催化剂接触时，链烷烃优先地转化生成较低沸点的异构烷烃。这主要是由于降低了分子量（裂化），但由于异构化作用而生成较低沸点的异构烷烃，正好低于切割点，因而只使其沸点有较小的变化。另外，也由于含异构烷烃而使中间馏分有低的倾点。
当加氢裂化按石脑油选择型方案操作时，要求中等到较高苛刻度的条件，因之具石脑油导向性的相对酸性的催化剂，要在较高的温度下进行，接近加氢裂化温度范围400°-450℃（约750°-850°F）的上限。维持这种范围的温度可调整向反应器注入冷氢的量来实现，也可以适当的调整空间速度来控制其苛刻度。因此，较低的空间速度可以采用较低的温度250°-400℃（约480°-750°F）。为了促进原料中芳烃的饱和，最好采用高氢分压，一般高于7，000仟帕（约1，000磅/平方英寸，表压），经常高于10，000仟帕（约1，435磅/平方英寸，表压）。空间速度（LHSV）通常低于约2时-1，在较低温度下（低于315℃）空间速度应低于1时-1。循环氢速率的选择是在温度选定后用于维持催化剂的活性，通常不应低于300标.升.升-1（大约1，685标准立方英尺/桶），大多数情况是从500到1，000标.升.升-1（大约2，810到5，620标准立方英尺/桶）。
一次通过生成石脑油和低沸点产物（165℃-）的转化率取决于原料的性质和加工条件，一般是5-25%（重量）;一次通过的总体积转化率（转化成低沸点产物）一般范围是15-80%（重量），大多数情况是20-60%（重量）。
由于一次通过的高转化率产生的石脑油，比在带循环的低转化率下得到石脑油，有更高的环烷/芳烃特性，一次通过操作是更理想的，这是因为环烷/芳烃性石脑油更适合于重整加工。另外，带有循环的部分转化会产生更多的气体（C1-C4），这意味着在整个加工过程损失了有价值的氢气。来自石脑油选择型加氢裂化的底部产物中链烷烃被浓缩了（相对原料油），这是由于在这阶段中所使用的催化剂和链烷烃起反应要优于芳烃，链烷烃丰富的底部组分，经下一步加氢异构化过程而得到较高的异构烷烃液体产品（例如喷气发动机燃料和低倾点馏出油）的总体收率。另外在高转化率下加工原料，加氢裂化装置采用一次通过操作，由于去掉了循环油而提高了加氢裂化的加工能力。
在第一段采用石脑油选择型加氢裂化方案，产品的分布将会发生变化，可叙述如下：含链烷烃、环烷烃和芳烃的原料，转变成全馏程并具有明显环烷烃/芳烃性的石脑油产品，原料油中芳烃含量由于第一段催化剂的芳烃选择特性而降低，中间馏分是链烷烃性的，当链烷烃底部馏分经受第二段β-沸石基催化剂的加氢处理时，链烷烃优先转变成在中间馏分沸点范围内的低倾点异构烷烃，并同时生成少量的石脑油。未转化的馏分由于链烷烃异构化成为异构烷烃而成为低倾点的产物。
石脑油选择型加氢裂化能很有效地降低未转化的底部馏分中的硫、氮含量，所以除了高含量的蜡状烷烃外，还以低硫、氮含量为其特性。随后在第二段操作中这些链烷烃被选择性异构化和加氢裂化，而生成高质量的馏出油和煤油产品。
加氢处理段也可以先于加氢裂化段以脱除杂质，主要是硫、氮和各种金属。为此目的加氢处理的条件和催化剂可以在通常的方法中选择。
由于加氢裂化过程中未转化的馏分还要在第二段β-沸石基催化剂上进行处理，不需要再循环此未转化的馏分，但如果希望也可以采用一定的循环以提高第一段转化馏分的产率，或是石脑油，或是中间馏分或两者兼顾。
当第一段采用馏出油选择型加氢裂化时，转化的馏分在尾部，即相对较高沸点的部分，例如225°-345℃（大约440°-650°F），含有相对较高比例的链烷烃，并且如果使其分离部分进入第二段，则其切割点应作相应的调整，发生在第二段的异构化反应，由于异构化和加氢裂化会使这些链烷烃转到较低沸点范围内。因此，除主要未转化馏分外，可以向第二段的原料中加入某些来自第一段的已转化馏分。切割点可以低到大约200℃（大约390°F），但通常至少是225℃（大约440°F），在很多情况下至少是315℃（大约600°F），一般大约是345℃（大约650°F）。
第二段，
第二段处理主要是加氢裂化或加氢异构化，使用的是以β-沸石为基的酸性和加氢双功能催化剂。如上所述加氢功能是由非贵金属或贵金属提供，例如镍、钨、钴、钼、钯、铂或是这些金属的复合物，例如镍-钨、镍-钴或镍-钼。酸性功能是由β-沸石提供，这是众所周知的沸石，在美国专利NO.RE28，34中已作过描述。以β-沸石为基的加氢处理催化剂在美国专利4，419，220号4，501，926号及4，518，485号中已有介绍。如在这些专利中叙述的那样，用于加氢过程包括本方法的第二段的较好的β-沸石类型是高硅类型，其硅铝比至少为30∶1（结构）。硅铝比至少为50∶1，较好的至少是100∶1或超过100∶1，或更高些，为250∶1、500∶1都可以被用来在牺牲裂化的前提下使链烷烃的异构化反应达到最大值。因此在催化剂中使用适当的硅铝比，以及控制催化剂的通常用α值来测定的酸性，并且控制反应条件可用来改变产品的特性，特别是转化率和因而从第二段加工转化馏分的数量。
第二段选用的条件取决于来自一段的原料油的性质和第二段加工所要得到的产品。如果在第二段中希望以牺牲加氢裂化为代价，而得到最大的异构化反应，则温度必需维持在相对较低的水平，以达到限制转化至最低，也就是限制其体积转化成低沸点的产品。为了达到这一目的，需要相对低的温度，一般范围是200℃（约390°F）到400℃（约750°F），但是如果除了异构化外还希望达到显著部分的转化，那就需要相对较高的温度，典型的条件是至少300℃（约570°F）到约450℃（约850°F）。转化和异构化的之间的分配，由反应条件的总苛刻度决定，这些反应条件包括空间速度，它一般的范围是0.5到10，通常为0.5到2，典型的大约是1时-1〔LHSV〕。第二段的总系统压力可以变到最大，这主要取决于设备方面的限制，为此，一般不超过30，000仟帕（约4，350磅/平方英寸，表压），在更多情况下不会超过约15，000仟帕（约2，160磅/平方英寸，表压）。在较高的氢压下以β-沸石为基的催化剂的异构化功能降低。因为反应机制中的不饱和的中间体，由于进行饱和反应而更容易中止，因此异构化要在较低的氢压下进行。在大多数情况下约低到10，000仟帕（大约1，435磅/平方英寸，表压）或甚至低于7，000仟帕（1，000磅/平方英寸，表压）。氢气循环速率为200到1，000标.升.升-1（约1，125到5，600标准立方呎/桶）较好的是500到1，000标.升.升-1（约2，800到5，600标准立方英尺/桶）
喷气发动机燃料的生产
本联合加氢技术特别适用于生产优质喷气发动机燃料，诸如Jp-4和Jp-7，它们都从芳烃含量较高的高沸点馏分中制备，如瓦斯油、催化裂化循环油，即LCO和HCO，以及其它高沸点相对芳烃性的初始材料。
当主要需要的产品是喷气发动机燃料时，适宜的原料是催化裂化循环油，也就是低氢含量的大体脱了烷基的高芳烃原料。轻循环油即204°-371℃（400°-700°F）馏程是适用的，因为它们无需含足够量的高沸点馏分，而这些馏分对于润滑油是需要含有的。第一段加氢裂化的操作是在中等至较高苛刻度的条件下，使用芳烃选择型加氢裂化催化剂来浓缩未转化（成石脑油）馏分中的链烷烃。加氢裂化的流出物随后被分馏除去石脑油，这种石脑油中有相对较高的芳烃和环烷烃含量，它非常适宜用作重整原料。没有转化成石脑油的馏分和低沸点馏分随后进入第二段，在第二段按有利于异构化的条件操作，也就是牺牲体积转化率即加氢裂化而促进异构化。在这个阶段低的氢气压力是有利的。经过第二段加氢异构化后，对流出物进行分馏，分馏出低沸点产品喷气发动机燃料，同时也得到了较高沸点的馏分和石脑油。
由于在第二段中，加氢异构化是所Ｍ姆从Γ诙未呋恋难≡褚话阋晕忧饬鸦从ξ鄱欣诩忧庖旃够币邢喽缘偷乃岫群拖喽愿叩募忧?脱氢功能。为此β沸石最好有高于30∶1的硅铝比，再高些更好，并与贵金属加氢-脱氢组分，最好是铂共同组成催化剂。第二段流出物随后被分馏而得到石脑油。石脑油可作为Jp-4的调合组分，同时也生产出显著数量的优质中间馏分，可用作Jp-5（JetA）和Jp-7。
图1是说明用此方法生产喷气发动机燃料的加工流程图。进入加氢裂化装置10的原料是典型的LCO，其它原料，如上述经加氢处理过的瓦斯油也是适用的。加氢裂化装置10的流出物进入分馏塔11，在这里从未转化成石脑油的馏分中分离出干气、较轻的产品和石脑油。底部馏分从分馏塔11进入第二段反应器13，底部馏分也可以经由循环油线14返回加氢裂化装置10。在二段装置中，来自裂化反应器的底部馏分部分或全部通过β沸石异构化催化剂进行处理，以生产优质的喷气燃料组分，反应产物在分馏塔15中分开，生成的石脑油可以用于Jp-4中，较高沸点的馏分常常用作Jp-5（JetA）和Jp-7。和以下馏出油/润滑油生产流程的介绍相同，过程的氢耗量已做到最小。
从循环油中生产喷气发动机燃料，与从较高沸点的原料如瓦斯油相比，在加工过程中会发生较大程度的芳烃饱和，这是由于所用原料为馏程中较低的，而且并不含有象瓦斯油那样高比例的多环芳烃。另外杂原子的含量较低会导致氢气更充分的利用。
馏出油/润滑油生产
把低氢压和低到中等苛刻度的加氢裂化段，和链烷烃选择性异构化/加氢裂化段联合起来，可以提高馏出油的产率和质量，并生成低倾点、高沸点的馏分，并如下所述适于转化成优质润滑油的基础油。
图2是一个适宜的加工流程图，原料是典型的瓦斯油，其IBP（初馏点）至少约为315℃（约600°F），通入中压加氢裂化装置20，在低至中等苛刻度的条件下，如上所述，采用低到中等氢压（一般低于10，000仟帕，在很多情况下低于7，000仟帕）不带循环地进行一次通过的加氢裂化，其转化率最大限制在50%，通常是30-50%，最好是30-40%。这一段的操作最好是在予加氢处理和加氢裂化之间没有中间制备步骤的情况下进行。加氢装置的流出物进入分馏塔21，在这里无机硫、氮和其它气体杂质与轻质产物一起被排除。石脑油、煤油和馏分油随后被分开，底部馏分进入第二段，但其中一部分也可以送出去作为高质量低硫含量的燃料油。由于加氢裂化段以低苛刻度操作，底部馏分构成了产品中的主体。虽然塔底馏分是蜡状的，但它有很低的硫和氮含量，而且由于杂原子含量低，可以在第二段用相对缓和的条件在反应装置22中进行加氢异构化/加氢裂化的操作。反应装置22的流出物随后进入分馏塔23分出轻产品，同时也分出石脑油、煤油、馏出油及底部馏分。底部馏分也可以用作低硫重燃料油，但因为蜡状组分在β-沸石催化剂上进行了异构化的结果，其倾点已显著地降低了。从分馏塔23出来的石脑油是高链烷烃性的，可以作为Jp-4喷气发动机燃料的组分。煤油馏分的芳烃含量较低，适宜作喷气发动机燃料、柴油机燃料或作馏出油的优质掺合组分。馏出油也同样具有优良的性质，特别值得注意的是它的良好的高柴油指数（柴油指数是苯胺点（°F）乘API比重/100）。来自第二段的产品特别值得注意的特性是，延伸干点后的馏分产物（380℃，715°F干点）的倾点实际上比来自第一段的345℃-（650°F-）的馏出油的倾点低，这说明了β沸石催化剂链烷烃异构化的活性。
由于β沸石催化剂能很有效地降低相对较高沸点的馏分的倾点，因此有可能把馏分的干点延伸到异乎寻常的高值，一般高到大约380℃（大约715°F）或更高。这取决于相应的产品规格对倾点的限制。在某种情况下，中间馏分的干点可以高到约400℃（大约750°F）。
第二段之后保留的高沸点底部馏分，也就是400℃+（750°F+）的底部馏分不仅仅是低硫的，如此一个高沸点材料同样具有很低的倾点。底部馏分经惯用的润滑油加工技术提高其质量，也能生产出优质的润滑油基础油。因此蒸馏装置23的底部馏分可以进入芳烃抽提装置24，用糠醛、环丁砜或二氯乙醚抽提生产降低了芳烃含量的润滑油基础油，随后经处理脱除不饱和物及带色体，例如用催化加氢精制步骤25，或者其它的常用方法如白土渗滤。
实例1
阿拉伯轻夸塔尔（Arab    Light    Quatar）345°-540℃（650°-1，000°F）的减压瓦斯油（VGO），在中等压力下进行加氢裂化处理，使用商品大孔加氢裂化催化剂（Ni-W/REX/SiO2-Al3O3），在400℃（750°F）和5，480仟帕（780磅/平方英寸，表压）的氢压下，0.5LHSV（液时空速）及625标准升/升（3，500标准立方呎/桶）的氢油比。所得的结果为345℃+（650°F+）的原料大约有35%转化成馏出油和轻产品。加氢裂化用一次通过式操作，分馏其全部流出物，生产345℃+（650°F+）的底部馏分作为第二段的原料。
在第二段中，345℃（650°F）的已加氢裂化的原料在铂/β-沸石催化剂（0.6%铂在沸石上，沸石∶基质为50∶50，蒸烘催化剂到催化剂的α值为50），370℃（700°F），2，860仟帕（400磅/平方英寸，表压）氢分压，1.0液时空速（LHSV）和455标准升/升（2，500标准立方呎/桶）氢油比，在这种操作条件下催化剂按规定开工，其老化速度确定为低于0.1℃（0.2°F）/天。
所用的条件和得到的结果示于下表7A，表7B列出了物料平衡。
表7A
加氢裂化/
原料    加氢裂化    异构化    全部
开工天数    20-90    23
温度°F（℃）    750（400）    702（372）
压力，磅/平方英寸表压（仟帕）    780（5480）    400（2860）
液时空速    0.5    1.0
氢，标准立方呎/桶入口    接近3500    接近2500
（标准升/升）    （620）    （450）
转化率650°F+（343℃+） -35.7 28.8 53.4
表7A（续）
加氢裂化/
原料    加氢裂化    异构化    全部
氢耗，标准立方呎/桶    -    490（87）    260（46）    645（115）
（标准升/升）
（氢）（恒定（ascut），%    -    （0.8）    （0.4）    （1.0）
重量）
H2S+NH3- 2.3 - 2.3
C1-C4- 2.0 2.9 3.7
C5-165℃石脑油 - 6.8 11.1 13.3
165-225℃煤油    -    5.9    4.8    8.8
225-345℃馏出油    7.0    24.0    9.2    29.5
345-400℃馏出油    17.0    20.0    12.0
400℃+76.0 59.8 52.3 31.3
煤油性质，
恒定样（as    cut）
API比重    -    38.4    51.3
氢%（重量）    -    12.81    15.00
倾点，°F（℃）    -    -65（-54）    -90（-68）
烟点，毫米    -    12.5    （31）
柴油指数    -    34    80
芳烃，%（重量）    -    40.9    -
馏出油性质，
恒定样（as    Cut）
表7A（续）
加氢裂化/
原料    加氢裂化    异构化    全部
API比重    -    29.3    31.8
倾点°F（℃）    -    0（-18）    -15（-26）
运动粘度，厘斯，40℃    -    3.52    6.92
柴油指数    -    35    51
5/50/45%，°F    -    496/550/608    482/654/715
（D2887）
底部馏分性质    （缓和脱蜡）
恒定样（As    Cut）    进料
API比重    23.2    29.7（29.6）    27.8
硫，%重量    2.28    0.028（0.023）    0.016
氮，ppm重    550    32    （35）    35
倾点，°F    +95    +85（+95）    -10
运动粘度，厘斯，100℃    5.6    4.32（4.93）    7.08
粘度指数    -    -    （-）    93
表7B
物料平衡
加氢裂化/
原料    加氢裂化    异构化    全部
345℃+转化率%重量    -    35.7    28.8    53.4
氢%重量    -    0.8    0.4    1.0
H2S+NH3- 2.3 0.0 2.3
C1-C4- 2.0 2.9 3.7
C5-165℃（C5-330°F） 6.8 11.1 13.3
石脑油
165°-225℃（330-440°F）    5.9    4.8    8.8
煤油
225-345℃（440-650°F）    7.0    24.0    9.2    29.5
馏出油
345°-400℃    17.0    -    20.0    12.0
（650-750°F）馏出油
345°/400℃+（650/750°F+） 76.0 59.8 52.3 31.3
底部馏分
氢耗    标准升/升    87（490）    46（260）    115（645）
（标准立方呎/桶）
表7的结果说明，显著的提高了VGO有效地转化成改质的煤油和馏出油产品，煤油质量有显著的改善，而加氢异构的产品（包括部分石脑油）更适合于喷气发动机燃料。
物料平衡的结果表明，用β-沸石加工在最小的氢耗下转化率获得了显著的提高。另外生产的馏出油分析指出，345°-400℃（650-750°F）馏分已经明显脱蜡，其倾点到-26℃（-15°F）。这使它更适合于混在馏出油中。
煤油和馏出油质量的改善，归结于第二段原料中的链烷烃优先异构化联同馏出油的选择性加氢裂化的结果，如下表8A给出了产品馏分的分析结果。表8A所列的产率是以进入裂化反应器的初始原料为基础。前边已经提到，通过低压、馏出油选择性加氢裂化得到的煤油和馏出油有相当的芳烃含量，并且馏出油的性质卡边。煤油大约含有41%的芳烃，反映在低烟点上，深度蒸馏至底部馏分改善了一些柴油指数，但对倾点产生不利的影响。
表8A
产品性质
原料    加氢裂化    加氢裂化/异构化
煤油    %重量    -    5.9    2.9
API比重    -    38.4    51.3
柴油指数    -    34    80
倾点，℃（°F）    -    -54（-65）    -68（-90）
烟点，毫米    -    12.5    31.0
馏出油%（重量）    -    24.0    17.5
API比重    -    29.3    31.8
柴油指数    -    35    51
运动粘度，厘斯40℃    -    3.52    6.92
倾点℃（°F）    -    -18（0）    -26（-15）
表8A（续）
产品性质
原料    加氢裂化    加氢裂化/异构化
馏出95%温度    -    320（608）    380（715）
（TBP）95%，℃（°F）
底部馏分，%（重量）    100.0    59.8    31.3
API比重    23.2    29.7    27.8
硫，%（重量）    2.28    0.028    0.016
氮，ppm（重量）    550    32    35
倾点，℃（°F）    35（+95）    29（+85）    -23（-10）
运动粘度，厘斯，100℃    5.60    4.32    7.08
对比起来，加氢裂化装置的底部馏分用β-沸石加工，可以得到质量很高的产品。石脑油是高链烷烃性的，可作Jp-4喷气发动机燃料的组分，煤油馏分芳烃含量低，适合用作喷气发动机燃料或作为馏出油的优质掺合组分。用β-沸石加工得到的馏出油也具有良好的性质和值得注意的高柴油指数。后延了干点的馏出油产物的倾点实际上比加氢裂化过的馏出油还低。
经沸石催化剂加工后的400℃+（750°F+）的底部馏分不仅有低的硫含量，还具有低倾点的特性。这个产物就外观来看虽是深色并缺少透明度，然而附加的分析表明它能很容易的加工成优质的润滑油基础油。表8B给出了高沸点馏分在每步加工的相应的组分数据。
表8B
减压瓦斯油    加氢裂化    加氢裂化/    加氢裂化/
（VGO）    异构化    异构化
原料 345℃+345℃-400℃ 400℃+
链烷烃    29    34    30    26
环烷烃    21    31    26    32
芳烃    50    35    44    42
倾点℃（°F）    35（95）    35（95）    -26（-15）    -23（-10）
运动粘度40℃厘斯    -    10.70    51.55
运动粘度100℃厘斯    5.6    4.32    2.63    7.08
粘度指数    -    -    65.6    93.1
经脱蜡的400℃+产品的高粘度指数表明，它能用做润滑油，用糠醛抽提（150%（体积），82℃）能得到82%（重量）产率的透明淡黄色的改善了粘度指数的油。糠醛抽提油进行加氢精制，使用HarshawHDN-30催化剂（Ni-MO/Al2O3），在300℃（575°F），10，445仟帕（1，500磅/平方英寸表压）1.0小时-1液时空速和1，424标准升/升（8，000标准立方呎/桶）的氢油比。得到的产品是无色的（ASTM颜色＝LOP）。
其性质列于下表9、
表9
加氢/
异构化    糠醛提余油    加氢精制
产品    750+    FUrf    Raff    HDF
API比重    27.8    31.1    31.8
氢    %重量    13.03    13.85    13.96
硫，ppm（重量）    160    80    39
氮，ppm（重量）    35    1    最大0.2
链烷烃    26    29    32
环烷烃    32    41    43
芳烃    42    30    25
浊点，°F（℃）    -    -    +40（+5）
倾点，°F（℃）    -10（-23）    +15（-9）    +20（-7）
运动粘度，厘斯，40℃    51.6    44.3    44.48
运动粘度，厘斯，100℃    7.08    6.79    6.79
颜色，ASTM    暗    L4.5    L0.0
粘度指数    93    107    107
粘度，赛波特100°F    -    206    210
以加氢裂化反应器初始VGO进料为基础，加氢精制产品的净产率是25.8%（重量）。加氢精制产品的性质表明，它能够被用作高质量润滑油，例如透平油。
实例2
将加氢裂化段得到的370℃+（700°F+）产物，在和实例1相同的Pt/β沸石催化剂上加氢异构化，便生产出另一种高质量的润滑油。
如实例1一样，随后进行糠醛抽提和加氢精制。中间和最终产品的性质列于下表10，附加的加氢精制润滑油的数据列于表11。
表10
加氢裂化    加氢异构化    糠醛精制    加氢精制
产品 370℃+400℃+FUrfRaff HDF
API比重    31.3    28.6    30.3    31.2
氢%重量    13.85    13.46    13.90    14.10
链烷烃%重量    36    28    28    -
环烷烃    37    43    50    -
芳烃    27    29    22    15
浊点°F    -    -    +52    +50
倾点°F    +95    -23    +10    +15
运动粘度，厘斯，40℃    40.18    64.03    59.90    58.81
运动粘度，厘斯，100℃    5.335    8.102    7.974    7.891
颜色，ASTM    暗，暗    L4.0    L0.5
粘度指数    -    92.1    98.5    98.8
表11
加氢精制润滑油性质
指标
颜色稳定性（恒温箱）    7.0    最大3
旋转氧弹（RBOT）    245    最小300
紫外光吸收275m×10-64.4×10-1-
325m×10-62.2×10-2-
400m×10-65.1×10-4最大2×10-5
在400微米下，相对高的紫外光吸收表明，过量的芳烃含量和颜色稳定性是不能完全令人满意的，但是在加氢反应器内用较高的压力进行操作，就会有改善。相对于倾点（-9℃，15°F）的较高的浊点（10℃，50°F），是由于用β-沸石处理后仍有相对少量的正-烷烃保留在产品中。
实例3
一次通过式加氢裂化操作的作用，可以用加氢处理过的已经脱除了硫、氮和其它轻产品（160°-390℃，320°-730°F，标称的;API，34.1;S，17ppm重量;N少于0.2ppm重量）经高酸性加氢裂化催化剂（Ni-W/REX/SiO2-Al2O3）加氢裂化相对照来说明。把废弃不用的循环操作（每次通过60%转化成205℃-产品）与一次通过操作进行比较的数据列在下表12中。
表12
循环/一次通过加氢裂化
循环    一次通过
开工天数    7.2    8.9
温度，℃（°F）    303（578）    310（591）
压力仟帕，    10790（1550）    9410（1350）
（磅/平方吋表压）
液时空速（新鲜原料）时-10.54 1.06
氢市售标准升/升    900（5043）    1353（7603）
（标准立方呎/桶）
156℃+（385°F+）转化率 55（体积） 44.3（重量）
每通过一次，%
C1-C3%重量 1.2 0.8
表12（续）
循环/一次通过加氢裂化
循环    一次通过
异构C4%重量 6.3 2.4
正-C4%重量 2.0 1.0
C5-196℃石脑油%重量 92.5 45.2
196℃+- 50.6
氢耗标准升/升    210（1178）    133（750）
（标准立方呎/桶）
中间石脑油组分
（120°-165℃，250°-330°F）
P/N/A%重量    42/52/6    19/63/18
虽然在这些运转中反应条件不完全相同，比较表中的结果说明，加氢裂化器底部馏分的循环，使石脑油产品中链烷烃的浓度有显著的增加，这将不利于高效重整，也就是不利于在相同的辛烷值下得到高重整产率。
从一次通过操作得到的260℃+（500°F+）馏分分析的结果说明，如表13中指出的那样，这个馏分是高链烷烃的。
表13
一次通过加氢裂化260℃+分析
产率，恒定，%重量    32.9
P/N/A    %重量    63/33/4
倾点，℃（°F）    15（60）
这个馏分是一个极适用于第二段加工的原料，在这段中β-沸石的链烷烃选择性和异构化的特性被用来生产一种低倾点、馏出油产品，也就是优质喷气发动机燃料。不用加氢裂化器的循环操作会增加重整生产的高辛烷值石脑油的产率。
实例4
在这个实例中，来自实例3（循环型）加氢裂化操作的循环油是作为原料送到第二段，在β-沸石基催化剂上进行加氢裂化/加氢异构化反应。
作为原料使用的循环油物流其组分列于表14。
表14
加氢裂化-异构化原料
API比重    44.1
氢，%重量    14.12
硫，%重量    -
氮，ppm重量    2
P/N/A，%重量    66/19/15
倾点，℃（°F）    -18（0）
烟点，毫米    26
95%馏出，℃（°F）    330（626）
这个物流在铂/β-沸石催化剂（0.6%铂，50%β-沸石，50%Al2O3）在305℃（580°F），2860仟帕（400磅/平方吋表压），1.0液时空速和455标准升/升（2，500标准立方呎/桶）氢速下，进行加氢处理。
表15列出的物料平衡说明，产出的轻气体量是很少的，0.4%（重量）C1-C3（主要是C3）和高异-C4/正-C4比（4.2∶1）的分别为约2.5%和0.6%（重量）的异丁烷和正丁烷。石脑油是高异构烷烃的并适用于改良Jp-4喷气发动机燃料的掺合组分。
表15
物料平衡
产率，%重量    原料    产品
C1-C3- 0.4
异-C4- 2.5
正-C4- 0.6
C5-165℃（C5-330°F） 6.6 31.3
165-290℃（330-550°F）    63.5    59.2
290℃+（550°F+） 29.9 7.3
总液体产品倾点，℃（°F）    0    -84（-120）
氢耗，标准升/升    -    117（660）
（标准立方呎/桶）
这个结果同样表明，除了显著量的链烷烃异构化外，也有某些加氢裂化和芳烃饱和。总液体产品（TLP）很低的倾点说明发生了链烷烃彻底的异构化作用。中等的氢耗量主要用于饱和芳烃。本方法所得蒸馏产物的分析表明，全部120℃+（250°F）产品（作为恒定样）基本满足JET-A规格，并且标称165°-290℃（330-550°F）的馏分满足许多项Jp-7的规格，如下表16所示。
Figure 881010405_IMG2
Figure 881010405_IMG3
两个产品的芳烃含量都低，并且有相应的高烟点。这些产品中的异构烷烃导致异常高的净燃烧热，这个数值已接近在这个馏程内的烃类的燃烧热的理论界线。
干点有相当大的降低，相对于原料大约低28℃（50°F），实际上允许所有的120℃+（250°F）的产品用做喷气发动机燃料，其它用于这个方法的原料所生产牟沸枰袅螅月愣愿傻愎娓竦囊蟆?
290℃+（550°F+）产品的分析表明，它有高的异构烷烃含量，可以作馏分燃料油的优质掺合组分，如表17所示。
表17
290℃+（550°F+）组成
典型的NO，2
原料    产品    燃料油
产率，%重量    29.9    7.3    -
API比重    45.1    41.8    36
氢，%重量    14.90    14.81    -
链烷烃，%重量    86.8    73.8    -
环烷烃    4.7    13.0    -
芳烃    8.6    13.2    25-35
倾点，℃（°F）    10（+50）    -54（-65）    -18（0）
运动粘度厘斯40℃    3.89    4.47    3-4
柴油指数    90    83    45
这个产品的异构烷烃特性反映在其非常低的倾点上，气相色谱分析表明完全没有正构烷烃。这种组分使用在柴油发动机时有特殊的点火特性。
本方法能从几乎任何的瓦斯油中生产出优质喷气发动机燃料，这些瓦斯油甚至包括高芳烃原料，如催化裂化的轻质循环油。产品质量接近Jp-7喷气发动机燃料，按现在的价格大约是60美元/桶，而操作仅在中等氢耗下。另外，将链烷烃性的加氢裂化底部馏分在β-沸石上加工，有效的提高了加氢裂化装置的加工能力（无其它限制，例如，加氢处理装置的脱硫能力）。在加氢裂化段生产的石脑油有较低含量的链烷烃，进行重整后将会得到较高的产率。加氢裂化的底部馏分含有少量的杂原子，可在低压力和中等温度下加工。

Claims (7)

1、一种将高沸点烃类原料改质升级，变为一种沸点相对较低的石脑油产品和一种沸点相对较高并含大量异构烷烃的馏出油产品的方法，此方法包括以下步骤：
(i)在一种大孔径、芳烃选择性、具有酸性功能和加氢-脱氢功能的加氢裂化催化剂上，加氢裂化高沸点烃类原料，实现加氢裂化脱除芳烃，生成一种石脑油产品和一种沸点相对较高并富含链烷烃组分的产物。
(ii)将石脑油产品和沸点相对较高并富含链烷烃组分的产物分离，
(iii)在一种含β沸石酸性组分和一种加氢-脱氢组分的加氢处理催化剂上，加氢处理该沸点相对较高并富含链烷烃组分的产物，生成一种异构烷烃组分含量相对较高的一种馏出油沸程的产物。
2、根据权利要求1的方法，其中在第一段所用的加氢裂化催化剂，包括一种氧化铝或氧化硅-氧化铝的无定形加氢裂化催化剂。
3、根据权利要求1的方法，其中第一段的加氢裂化催化剂，包括一种芳烃选择性的大孔径的沸石。
4、一种联合的降低了耗氢量的加氢处理方法，用于将初馏点最低为315℃的瓦斯油烃类原料改质升级，变为一种石脑油沸程的产品，一种沸点高于石脑油沸程、并改进了质量的异构烷烃馏出油产品，以及一种润滑油产品，本方法包括以下步骤：
（ⅰ）在约束指数小于2、并具有酸性功能和加氢-脱氧功能的芳烃选择性的加氢裂化催化剂上，加氢裂化烃类原料，加氢裂化的条件为氢分压低于10，000千帕和低于50%（体积）转化率，转化为低沸点产品，生成石脑油产品和富链烷烃组分的馏出油产品，
（ⅱ）把石脑油产品和富链烷烃组分的馏出油产品分离，
（ⅲ）把馏出油产品中富链烷烃组分的沸点高于345℃（650°F）的最高沸程部分和沸点低于345℃（650°F）的产品分离，
（ⅳ）在一种含β沸石为酸性组分和一种加氢-脱氢组分的加氢处理催化剂上，加氢处理已分离的最高沸程的馏出油产品，来生产一种异构烷烃的产品，
（ⅴ）将（ⅳ）中的产品分离成一种润滑油馏分和一种沸点低于润滑油沸程的沸点相对较低的馏分。
5、根据权利要求4的方法，其中加氢裂化段在氢分层低于7，000千帕下操作。
6、根据权利要求4或5的方法，其中沸点低于润滑油沸程的馏分中分离的润滑油馏分经受芳烃抽提段的处理，降去芳烃组分，生成一种润滑油提余液。
7、根据权利要求6的方法，其中润滑油提余液经受加氢精制的处理。
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