CN103261376B - 用于从加氢加工料流中脱除重质多核芳族化合物的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明为在具有分离壳式构型的分馏塔中从加氢处理料流中汽提HPNA的改进的方法和设备。分馏塔的分离壳仅需要一种蒸气汽提进料。所产生的蒸汽需求降低提供塔中优秀的分馏。

Description

用于从加氢加工料流中脱除重质多核芳族化合物的方法和设备

早期国家申请的优先权要求

本申请要求2010年12月14日提交的美国申请No.12/967,773和美国申请No.12/967,792的优先权。

发明背景

本发明涉及的技术领域为将烃催化加氢加工(hydroprocessing)成有用的烃产品。更特别地，本发明涉及催化加氢加工和有用烃产品如柴油的回收。

石油精炼厂通常通过加氢加工衍生自原油或其重质馏分的烃原料而生产理想的产品尤其是例如汽轮机燃料、柴油燃料、中间馏分(middledistillate)和汽油沸程烃。加氢加工可包括例如加氢裂化、加氢处理、加氢异构化、加氢脱硫等。经受加氢加工的原料可以为减压瓦斯油、重瓦斯油，和通过蒸馏从原油中回收的其它烃料流。例如，典型的重瓦斯油包含相当大比例的沸点在371℃(700℉)以上的烃组分，通常至少50重量%沸点在371℃(700℉)以上，典型的减压瓦斯油通常具有315℃(600℉)-565℃(1050℉)的沸程。

加氢加工为使用含氢气体与用于具体应用的合适催化剂的方法。在许多情况下，加氢加工一般通过使所选择的原料在反应容器或区中与合适的催化剂在升高的温度和压力的条件下在氢气的存在下接触而实现。

加氢裂化为一类加氢加工，其一般通过在加氢裂化反应容器或区中使待处理瓦斯油或其它原料与合适的加氢裂化催化剂在升高的温度和压力的条件下在氢气的存在下接触以得到含有精炼厂所需烃产品分布的产物而实现。加氢裂化反应器内的操作条件和加氢裂化催化剂影响加氢裂化产物的收率。

加氢加工，最显著地，加氢裂化，产生称为重质多核芳族化合物(HPNA)的有问题化合物。多核芳族化合物(PNA)为具有两个或更多芳环的化合物。HPNA通常指具有6个或更多芳环的化合物，通常指具有11个或更多个芳环的化合物。HPNA可在加氢加工循环回路中积累并加速催化剂减活。

US6,379,535教导了催化加氢裂化方法，其使用分离壳式分馏器(split-shell fractionator)以回收较低沸点烃产物流、液体再循环料流和含有高浓度重质多核芳族(HPNA)化合物的粘性料流(drag stream)。分离壳式分馏器只接收一种外部产物进料流。将来自分离壳式分馏器一侧的一部分分馏器底部产物供入分离壳的另一侧，其中蒸汽用于将较轻材料从底部产物中汽提出，并留下浓HPNA底部料流。US6,379,532类似地教导了类似的分离壳配置以使HPNA底部产物浓缩。然而，将两种外部产物进料流供入分离壳式分馏器，轻质产物进料流和重质产物进料流都是供入分离壳式分馏器相对侧的外部进料流。将由分离壳式分馏器上游的分离器得到的较重进料流汽提以将液流中的HPNA浓缩。

在分离壳式分馏塔中将较轻材料从HPNA中汽提所需汽提蒸汽的量是充分的。与分离壳式分馏塔的另一侧用于将较轻材料从塔的主进料中汽提的充分汽提蒸汽需求组合，汽提蒸汽需求非常大。蒸汽需求暗含产物分馏塔本身的尺寸和顶部冷凝器系统。另外，理想的是分馏塔有效地提供所述产物馏分。

发明概述

想要降低产物分馏塔所需的总汽提蒸气。寻求更有效的回收方法和设备以从加氢加工产物中脱除HPNA。

根据一个方法实施方案，本发明涉及用于从加氢加工料流中脱除HPNA的方法和设备，其包括：将包含HPNA的加氢加工料流供入分馏塔中的第二隔室中，所述分馏塔还具有第一隔室。将汽提蒸气供入第二隔室中以从加氢加工料流中汽提较轻烃并提供汽提的加氢加工料流和富汽提蒸气。将汽提的加氢加工料流以比供入第二隔室的加氢加工料流更大的HPNA浓度从第二隔室中取出。将富含较轻烃的富汽提蒸气从第二隔室中取出。最后使富汽提蒸气进入分馏塔中的第一隔室。

根据另一方法实施方案，本发明涉及分馏加氢加工料流的方法，其包括：将第一加氢加工料流供入分馏塔中。将第一加氢加工料流的较重部分在分馏塔的第一隔室中汽提。将第二加氢加工料流供入分馏塔的第二隔室。将汽提蒸气供入第二隔室以从第二加氢加工料流中汽提较轻烃以提供汽提的加氢加工料流和富汽提蒸气流。将汽提的加氢加工料流以比供入第二隔室的第二加氢加工料流更大的HPNA浓度从第二隔室中取出。将富含较轻烃的富汽提蒸气从第二隔室中取出。最后使富汽提蒸气进入第一隔室以从第一加氢加工料流的较重部分中汽提出较轻材料。

根据另一方法实施方案，本发明涉及加氢加工烃料流的方法，其包括：使烃料流与氢气和加氢加工催化剂在加氢加工条件下接触以提供加氢加工流出物。分离加氢加工流出物以提供第一加氢加工料流。将第一加氢加工料流供入具有第一隔室和第二隔室的分馏塔。将包含HPNA的第二加氢加工料流供入第二隔室。将汽提蒸气供入第二隔室以从第二加氢加工料流中汽提出较轻烃并提供汽提的加氢加工料流和富汽提蒸气。将汽提的加氢加工料流以比供入第二隔室中的加氢加工料流更大的HPNA浓度从第二隔室中取出。将富含较轻烃的富汽提蒸气从第二隔室中取出。最后，使富汽提蒸气进入分馏塔的第一隔室中。

根据一个设备实施方案，本发明涉及用于从加氢加工料流中脱除HPNA的设备。该设备包含具有塔的进料入口的分馏塔。第一隔室和第二隔室在塔的底部。汽提蒸气进料提供第二隔室的汽提蒸气。此外，通道将汽提蒸气从第二隔室送入第一隔室中。

根据另一设备实施方案，本发明涉及用于从加氢加工料流中脱除HPNA的分馏塔。该分馏塔包含塔的第一进料入口。第一隔室和第二隔室提供在塔的底部。提供第二隔室的第二进料入口。还将汽提蒸气进料供入第二隔室。最后，通道将汽提蒸气从第二隔室送入第一隔室。

根据另一设备实施方案，本发明涉及用于加氢加工烃进料的设备，其包含加氢加工反应器以使进料与加氢加工催化剂在加氢加工条件下接触。分馏塔与加氢加工反应器连通。提供塔的进料入口。第一隔室和第二隔室在塔的底部。将汽提蒸气进料供入第二隔室中。最后，通道将汽提蒸气从第二隔室送入第一隔室。

附图简述

图1为本发明一个实施方案的示意性工艺流程图。

图2为本发明可选实施方案的示意性工艺流程图。

定义

术语“连通”意指在操作上容许材料在所列组件之间流动。

术语“下游连通”意指至少一部分流入下游连通对象中的材料可在操作上从与它连通的对象流出。

术语“上游连通”意指至少一部分从上游连通对象流出的材料可在操作上流入与它连通的对象中。

术语“直接连通”意指来自上游组件的流进入下游组件而不经历由于物理分馏或化学转化而导致的组成变化。

术语“塔”意指蒸馏塔或用于分离一种或多种具有不同挥发度的组分的塔，其可具有在底部的再沸器和在顶部的冷凝器。除非另外指出，各塔包含在塔顶部的冷凝器以冷凝并使一部分顶部料流回流回至塔的顶部和在塔底部的再沸器以气化并将一部分底部料流送回塔的底部。汽提塔仅具有在顶部的冷凝器且通常不具有再沸器。而是，汽提气体如蒸汽汽提来自塔底部的蒸气。可将塔的进料预热。顶部压力为在塔出口处的顶部蒸气的压力。底部温度为液体底部出口温度。顶部管线和底部管线指从回流或再沸下游的塔至塔中的净管线。

如本文所用，术语“富组分料流”意指从容器中出来的富料流，其具有比容器进料更大的组分浓度。

如本文所用，术语“贫组分料流”意指从容器中出来的贫料流，其具有比容器进料更小的组分浓度。

如本文所用，术语“沸点温度”意指通过ASTM D-2892计算的实沸点(TBP)，除非指出沸点温度使用其它方法如ASTM D-86计算。

发明详述

我们发现HPNA汽提段操作的汽提蒸气需求相当于产物分馏塔的底部汽提区的汽提蒸汽需求。因此，本发明方法是使用来自HPNA汽提段的蒸气作为产物分馏塔的底部汽提区的汽提蒸气，而不是使用塔的两种不同汽提蒸汽进料。代替将来自HPNA汽提段的蒸气排到将进料闪蒸的产物分馏塔的内部容积中，将蒸气送入产物蒸馏塔的底部汽提塔板以下，然后可用作产物分馏塔的底部汽提区的汽提介质。这极大地降低了塔的总汽提蒸汽需求并使塔直径和顶部冷凝系统的尺寸最小化。我们还出乎意料地发现所发现的配置可能通过提高进料入口以上的液体:蒸气比而改进塔中的分离效率。

本发明方法和设备特别用于加氢加工含有烃和/或其它有机材料的含烃油以产生含有具有较低平均沸点和较低平均分子量的烃和/或其它有机材料的产物。可通过本发明方法经受加氢加工的含烃原料包括所有矿物油和合成油(例如页岩油、焦油砂产品等)及其馏分。说明性含烃原料包括含有沸点在288℃(550℉)以上的组分的那些，例如常压瓦斯油，减压瓦斯油，脱沥青、减压和常压残油、加氢处理或温和加氢裂化的残油、焦化馏出物、直馏馏分、溶剂脱沥青油、热解衍生油、高沸点合成油、循环油和催化裂化器馏出物。优选的加氢裂化原料为瓦斯油或其它烃馏分，其至少50重量%，最通常至少75重量%的组分在所需产物的终点以上的温度下沸腾，在重汽油的情况下其终点一般为193-216℃(380-420℉)。最优选的瓦斯油原料之一会含有沸点在288℃(550℉)以上的烃组分，最好的结果用含有至少25体积%的沸点在316-538℃(600-1000℉)的组分的进料实现。

还包括石油馏出物，其中至少90%的组分在149-427℃(300-800℉)下沸腾。可处理石油馏出物以产生沸程例如为10-85℃(50-185℉)的轻汽油馏分和沸程例如为85-204℃(185-400℉)的重汽油馏分。

在图中，本发明方法和设备通过简化示意性流程图说明，其中细节如泵、仪器、热交换和热回收回路、压缩机和类似的硬件由于对理解所涉及的技术而言不重要而删除。这种混杂设备的使用在本领域技术人员的范围内。

参考图1，描述本发明的第一实施方案，其用于将一种加氢加工进料流输送至分馏塔中以脱除HPNA。在该第一实施方案中，将可包含减压瓦斯油(VGO)和重焦化瓦斯油(HCGO)的烃进料流经由管线1引入方法和设备中，并与下文所述经由管线24输送的再循环液体含烃料流混合。所得混合物经由管线2运送并与经由管线35输送的富氢再循环气体混合。然后将该所得混合物经由管线3输送至加氢加工反应器4中并与加氢处理催化剂和氢气在加氢处理反应条件下接触以进行进料流的脱氮和脱硫。优选的加氢处理反应条件包括204-482℃(400-900℉)的温度、3447-17237kPa(500-2500psig)的压力、0.1-10hr^-1新鲜含烃原料的液时空速，用加氢处理催化剂或加氢处理

催化剂的组合。

如本文所用，术语“加氢处理”指其中含氢处理气体在合适催化剂的存在下使用的方法，所述催化剂主要对杂原子如硫和氮的脱除具有活性，并对于一些芳烃氢化而言具有活性。用于本发明的合适加氢处理催化剂为任何已知的常规加氢处理催化剂且包括由在高表面积载体材料，优选氧化铝上的至少一种VIII族金属，优选铁、钴和镍，更优选钴和/或镍，和至少一种VI族金属，优选钼和钨组成的那些。其它合适的加氢处理催化剂包括沸石催化剂，以及贵金属催化剂，其中贵金属选自钯和铂。在本发明范围内的是在相同反应容器中使用多于一种加氢处理催化剂。VIII族金属通常以2-20重量%，优选4-12重量%的量存在。VI族金属通常以1-25重量%，优选2-25重量%的量存在。典型的加氢处理温度为204-482℃(400-900℉)，压力为3447-17237kPa(500-2500psig)，优选3447-13790kPa(500-2000psig)。

在本发明的一个实施方案中，然后将来自加氢处理反应区的所得流出物引入加氢裂化反应区，所述加氢裂化反应区也可含在加氢加工反应器4中。加氢裂化区可含有一个或多个具有相同或不同催化剂的床。在一个实施方案中，当优选的产物为中间馏分时，优选的加氢裂化催化剂使用与一种或多种VIII族金属或VIB族金属氢化组分结合的无定形基础或低级沸石基础。在另一实施方案中，当优选的产物在汽油沸程内时，加氢裂化区含有通常包含其上沉积有小比例VIII族金属氢化组分的任何结晶沸石裂化基础的催化剂。另外的氢化组分可选自VIB族以与沸石基础结合。沸石裂化基础在本领域有时称为分子筛，且通常由二氧化硅、氧化铝和一种或多种可交换阳离子如钠、镁、钙、稀土金属等组成。它们的特征进一步在于具有4-14埃(10^-10米)的较均匀直径的晶体孔。优选使用具有3-12的较高二氧化硅/氧化铝摩尔比的沸石。自然中发现的合适沸石包括例如丝光沸石、辉沸石、片沸石、碱沸石、环晶沸石、菱沸石、毛沸石和八面沸石。合适的合成沸石包括例如B、X、Y和L晶体类型，例如合成八面沸石和丝光沸石。优选的沸石为晶体孔径为8-12埃(10^-10米)的那些，其中二氧化硅/氧化铝摩尔比为4-6。属于优选组的沸石的主要实例为合成Y分子筛。

天然存在的沸石通常以钠形式、碱土金属形式或混合形式发现。合成沸石几乎总是首先以钠形式制备。在任何情况下，对于用作裂化基础，优选多数或所有原始沸石单价金属与多价金属和/或与铵盐离子交换，其后加热以分解与沸石有关的铵离子，在它们的位置上留下氢离子和/或已通过水的进一步脱除而除去阳离子的交换点。具有该特征的氢或“除去阳离子的”Y沸石更特别地描述于US3,130,006中。

混合多价金属-氢沸石可通过首先与铵盐离子交换，然后与多价金属盐部分反交换，然后煅烧而制备。在一些情况下，如在合成丝光沸石的情况下，氢形式可通过将碱金属沸石直接酸处理而制备。优选的裂化基础为基于初始离子交换能力为至少10%，优选至少20%的贫金属阳离子的那些。尤其理想和稳定类别的沸石为其中至少20%的离子交换能力由氢离子满足的那些。

本发明优选加氢裂化催化剂中用作氢化组分的活性金属为VIII族的那些，即铁、钴、镍、钌、铑、钯、锇、铱和铂。除这些金属外，其它促进剂也可与其联合使用，包括VIB族金属，例如钼和钨。催化剂中氢化金属的量可在宽范围内变化。概括地讲，可使用0.05与30重量%之间的任何量。在贵金属的情况下，通常优选使用0.05-2重量%。并入氢化金属的优选方法为使沸石基础材料与理想金属的合适化合物的水溶液接触，其中金属以阳离子形式存在。在加入所选择的一种或多种氢化金属以后，然后将所得催化剂粉末过滤，干燥，如果需要的话随着加入润滑剂、粘合剂等压丸，并在空气中在例如371-649℃(700-1200℉)的温度下煅烧以将催化剂活化并分解铵离子。或者，可首先将沸石组分压丸，其后加入氢化组分并通过煅烧活化。前述催化剂可以以未经稀释的形式使用，或者可将粉化沸石催化剂与5-90重量%比例的其它相对较小活性催化剂、稀释剂或粘合剂如氧化铝、硅胶、二氧化硅-氧化铝共凝胶、活性粘土等混合并共压丸。这些稀释剂可直接使用或它们可含有次要含量的加入的氢化金属如IVB族和/或VIII族金属。

其它金属促进的加氢裂化催化剂也可用于本发明方法和设备中，其包括例如铝磷酸盐分子筛、结晶铬硅酸盐(chromosilicate)和其它结晶硅酸盐。结晶铬硅酸盐更完整地描述于US4,363,718中。

与加氢裂化催化剂接触而将含烃原料加氢裂化在氢气的存在下，优选在加氢裂化反应器条件下进行，所述条件包括450℉(232℃)-875℉(468℃)的温度、3447-20684kPa表压(500-3000psig)的压力、0.1-30hr^-1的液时空速(LHSV)，和337-4200标准m³/m³(2000-25,000标准立方英尺/桶)的氢气循环速率。根据本发明，术语“充分转化成较低沸点产物”意指至少5体积%的新鲜原料的转化率。在优选实施方案中，加氢裂化区中的单程转化率为15-60%。

来自加氢加工反应器4的所得流出物在管线5中运送并引入热分离器60中。热分离器在加氢加工反应器4的温度和压力下操作。包含烃和较轻气体的蒸气流在管线62中离开热分离器60，液体含烃料流在管线64中离开。管线64中的液体含烃料流进入在相同温度，但比热分离器60更低的压力下操作的热闪蒸槽66中。热闪蒸槽在724-3516kPa(表压)(105-510psig)下操作。蒸气流在管线68中离开热闪蒸槽66并与管线12中的来自冷分离器10的液体含烃料流混合。液体含烃料流在管线70中离开热闪蒸槽66并供入汽提塔16中。

将管线62的蒸气流与在管线6中引入的含水料流混合。所得混合物经由管线7输送并引入换热器8中并部分冷凝。将来自换热器8的所得冷流出物经由管线9输送并引入冷分离器10中。冷分离器在基本等于加氢加工反应器4的压力和38-71℃(100-160℉)的温度下操作。

将含有硫化氢的富氢气流经由管线27从蒸气-液体分离器10中脱除并引入气体回收区28中。将贫溶剂经由管线29引入酸性气体回收区28中并接触富氢气流以吸附酸性气体。将含有酸性气体的富溶剂经由管线30从酸性气体回收区28中脱除并回收。将含有降低浓度的酸性气体的富氢气流经由管线31从酸性气体回收区28中脱除并在压缩机32中压缩。压缩的富氢气体再循环料流经由管线33输送并与经由管线34运送的补充氢气流混合，所得混合物经由管线35输送并与管线2中的新鲜原料与再循环液体含烃料流的混合物混合以提供引入如下文所述加氢加工反应器4中的至少一部分氢气。在优选实施方案中，经由管线35引入加氢加工反应器4中的富氢气流含有小于100wppm的硫化氢。

将含水料流在管线11中从进料斗中脱除。液体含烃料流经由管线12从冷分离器10中回收并经由管线14进入具有更低压力的冷闪蒸槽13中以产生含有氢气和通常气态烃的气流并被回收。冷闪蒸槽在冷分离器10的温度范围内和700-3500kPa(表压)(100-500psig)的压力范围内操作。液体含烃料流经由管线15从冷闪蒸槽13中脱除并在管线70的进料入口以上的进料入口处引入汽提塔16中。汽提蒸气如蒸汽经由管线47提供并在管线70的进料入口以下的进料入口处引入汽提塔16的底部。汽提塔16产生经由管线17输送的含有通常气态烃的顶部料流。汽提塔的顶部可具有冷凝器和回流，同时净顶部料流在管线17中提供。含有痕量HPNA化合物的液体含烃料流经由管线18从汽提塔16的底部脱除并作为第一加氢加工料流引入分馏塔19中。分馏塔19与加氢加工反应器4下游连通。汽提塔16可在700-1000kPa(表压)(100-150psig)的顶部压力和232-260℃(450-500℉)的底部温度下操作。

根据本发明，分馏塔19接收管线18中的经加热的第一加氢加工进料流，其含有在包含HPNA化合物的含烃原料的沸程以上、以下和沸程中的温度下沸腾的烃。管线18中的第一加氢加工进料流通过进料入口41进入分馏塔19中并进入塔19的内部容积42中，在那里将它闪蒸成蒸气和液体。将石脑油沸程烃料流从分馏塔19的顶部脱除并冷凝。可将一部分冷凝料流回流至塔19的顶部，且冷凝石脑油可经由管线20回收到净顶部料流中。煤油沸程含烃料流可经由管线21从分馏塔19中脱除并被回收。柴油沸程含烃料流可经由管线22从分馏塔19中脱除并被回收。分馏塔19可以以35-100kPa(表压)(5-15psig)的顶部压力和315-360℃(600-680℉)的底部温度操作。

分馏塔19具有分离壳式构型40，其包含在塔底部，优选在塔的下三分之一中的第一隔室37和第二隔室38。第一隔室37与分馏塔19的第一进料入口41下游连通。第一隔室37可包含一个或多个外壁如圆柱形外壁45。第一隔室37可在分馏塔19中在塔的下端以上向上延伸。一方面，第一隔室37可包含至少一部分内部容积42。第二隔室38与第二隔室以上的塔的内部容积42分隔。在图1的一个实施方案中，环形隔板44阻断第二隔室38与隔板44以上塔的容积42之间连通。隔板44在第二隔室38顶部的整个垂直投影上延伸以防止蒸气从第二隔室直接上升至隔板44以上的内部容积42中。第二隔室38顶部的垂直投影可通过塔19的壁和第二隔室的壁39的相邻内表面限定。

开口46容许第一隔室37与内部容积42之间的连通。隔板44可以为环形隔板，其围绕开口46且还可具有反截头圆锥体构型。当第一加氢加工进料流在管线18中进入分馏塔19的内部容积42中时，它闪蒸，且较重材料通过开口46降至第一隔室37中。下行的较重材料通过与较重材料逆流上升的汽提蒸气接触。汽提蒸气将较轻材料从较重材料中汽提出，且汽提蒸气和较轻材料离开开口46到第一隔室37以上的内部容积42中以经受进一步分馏。

包含沸点在含烃原料范围内的烃的至少一部分汽提的第一加氢加工料流和HPNA化合物在第一隔室37的下端通过出口54离开第一隔室37并在分馏塔19的下端进入下部体积52中。下部体积52在未被第一隔室37或第二隔室38占据的分馏塔19的底部。含有沸点在含烃原料范围内的烃的底部液体含烃料流和HPNA化合物在底部管线23中离开分馏塔19的底部。含有沸点在含烃原料的范围内和以上的含烃化合物(包括HPNA化合物)的至少一部分底部液体含烃料流如下文所述经由管线24再循环至加氢加工反应器4中。

在图1的实施方案中，将包含沸点在含烃原料范围内的汽提第一加氢加工料流和HPNA化合物的另一部分底部液体含烃料流通过第二进料入口48在管线25中作为第二加氢加工进料流引入位于分馏塔19底部的第二隔室38中。第二进料入口48与第一隔室37的出口54下游连通。第二进料入口48置于隔板44以下。塔19的第一进料入口41用于管线18中的较轻加氢加工料流，塔19的第二进料入口48用于管线25中的较重加氢加工料流。换言之，管线25中的第二加氢加工料流比管线18中的第一加氢加工料流更重。

第二隔室38与第二进料入口48下游连通。将汽提蒸气经由管线36通过汽提入口56供入第二隔室的下端以逆流接触在第二隔室38上端附近供入入口48中的第二加氢处理加氢加工料流。因此，汽提入口56置于第二进料入口48以下。汽提蒸气可以为蒸汽，将沸点在含烃原料范围内的较轻烃从由管线25供入的第二加氢处理加氢加工料流中汽提出以产生在管线26中的富集HPNA化合物的汽提加氢处理加氢加工底部料流。管线26从汽提入口56以下的第二隔室38下端离开并被回收。管线26中的汽提加氢处理加氢加工底部料流具有比供入第二隔室38中的第二加氢处理加氢加工料流25比HPNA更大的HPNA浓度。合适的是管线26中的富含HPNA化合物的重质底部料流具有比小于含烃原料的流速小的1体积%的流速。汽提蒸气变得富含较轻烃以提供富汽提蒸气流。

第二室38具有封闭下端以防止材料进入第二室以下。将富含较轻烃的富汽提蒸气从第二隔室38中取出。在图1的实施方案中，富汽提蒸气从第二隔室38的上端向下通过通道50，所述通道50将富含较轻烃的汽提蒸气从第二隔室38的上端送入第一隔室37的下端。在图1的实施方案中，通道50为可至少部分地被隔板44限定的内部蒸气通道。通道50还可至少部分地被第一室37和第二室38的相对壁中的一个或两个限定。隔板44将上升的富蒸气向下输送以进入下部体积52中。

我们发现来自第二隔室38的富蒸气可用作第一隔室37的汽提蒸气。图1的实施方案具有分离壳式构型40，其在内部将富蒸气从第二隔室38输送至第一隔室37中。第一隔室的下端可打开以容许富蒸气从下部体积52通过下端上升至第一隔室37中并将轻质材料从第一隔室37中的第一加氢加工料流的较重部分中汽提出。第一隔室37的壁45和第二隔室38的壁39限定隔室之间无意识的横向移动。塔板也可提供于隔室中以促进汽提。

预期可首先将汽提蒸气供入第一隔室37中并使来自第一隔室37的至少一部分汽提蒸气进入第二隔室38中。

反应器4中的加氢加工可不用加氢处理反应区，而是用一个或多个加氢裂化区进行，条件是将来自加氢加工反应器4的至少一部分流出物引入分馏塔19中。

参考图2，描述用于将两种加氢加工进料流输送至分馏塔中以脱除HPNA的本发明第二实施方案。在该第二实施方案中，将选自关于第一实施方案所述的烃料流如VGO和HCGO的原料经由管线101引入方法和设备中。然而，该实施方案的优选含烃原料在232-566℃(450-1050℉)的范围内沸腾。将管线101中的原料与经由管线145提供的下文所述再循环料流混合，所得混合物经由管线102输送并与经由管线128输送的来自加氢裂化反应器127的下文所述流出物混合。将所得混合物经由管线103输送至包含加氢处理反应器104的第一加氢加工反应器中以进行原料的脱氮和脱硫。优选的加氢处理反应条件如关于图1中的加氢处理反应器所述。

将来自包含加氢处理反应器104的第一加氢加工反应器的所得流出物转移，同时可能在管线105中冷却，并引入保持与加氢处理反应器104基本相同的压力的热高压汽提器106中。来自管线105的加氢处理流出物与通过管线151引入的富氢气流逆流接触并汽提以产生在管线110中的含有在小于371℃(700℉)的温度下沸腾的含烃化合物、硫化氢和氨的第一气体含烃料流。含有在大于371℃(700℉)的温度下沸腾的含烃化合物的第一液体含烃料流在管线107中由汽提器106产生。汽提器优选保持在232-468℃(450-875℉)的温度下。优选在汽提以前加氢处理流出物的任何冷却小于56℃(100℉)。将汽提器106的压力保持在与加氢处理反应器104基本相同的压力下意指压力的任何差别归因于流出物流从反应器流至汽提器所需的压降。优选压降小于689kPa(100psig)。

温度大于371℃(700℉)、在管线107中的含有沸点在烃原料范围内的含烃化合物的至少一部分第一液体含烃料流经由管线107从汽提器106中脱除，并将一部分经由管线108和管线126输送并引入包含加氢裂化反应器127的第二加氢加工反应器，另一部分经由管线109输送并引入热闪蒸分离器129中。将氢气经由管线125和126加入加氢裂化反应器中。包含加氢裂化反应器127的第二加氢加工反应器可以以关于图1的实施方案所述的条件和催化剂操作。然而，在合适的实施方案中，加氢裂化反应器127中的单程转化率为15-65%以进行温和加氢裂化条件。更优选，单程转化率为20-40%。

优选将来自汽提器106的、在管线110中的含有在小于371℃(700℉)的温度下沸腾的含烃化合物、氢气、硫化氢和氨的所得第一气体含烃料流以全蒸气相引入后处理氢化反应器111中以将至少一部分芳族化合物氢化以改进中间馏分的质量，特别是喷气发动机燃料和柴油燃料的质量。后处理氢化反应器111可以以向下流、向上流或径向流操作模式进行并可使用任何已知的氢化催化剂。

来自后处理氢化反应器111的所得流出物经由管线112输送，与通过管线113引入的水洗涤料流混合并经由管线114引入换热器115中。优选将管线112中的流出物冷却至4-80℃(40-176℉)的温度，并在经由管线116引入蒸气-液体分离器117中以前至少部分地冷凝。将富氢气流经由管线118从蒸气-液体分离器117中脱除并引入酸性气体回收区119中以产生第二富氢气流。

将贫溶剂经由管线120引入酸性气体回收区119中并接触富氢气流以溶解酸性气体。将含有酸性气体的富溶剂经由管线121从酸性气体回收区119中脱除并被回收。将含有降低浓度的酸性气体的富氢气流经由管线122从酸性气体回收区119中脱除，在压缩机123中压缩，经由管线124输送并与经由管线149引入的新鲜补充氢气混合。可将新鲜补充氢气在任何合适和方便的位置引入方法和设备中。

所得混合物经由管线150输送并分叉以提供在管线151中的至少一部分第一富氢气流。将在管线151中的第一富氢气流在换热器190中加热并引入汽提器106中。在管线150中的至少另一部分所得混合物为在管线125中的如上所述引入加氢裂化反应器127中的第二富氢气流。在将第二富氢气流引入加氢裂化反应器中以前，优选将至少显著部分，例如至少90重量%硫化氢脱除并通过已知的常规方法回收。在一个实施方案中，引入加氢裂化反应器127中的富氢气流含有小于100wppm硫化氢。

将含有溶解盐化合物的含水料流经由管线131从蒸气-液体分离器117中脱除并引入冷闪蒸分离器132中。将液体含烃料流经由管线147从蒸气-液体分离器117中脱除并与经由管线130提供的气流混合，将所得混合物经由管线148输送并引入冷闪蒸分离器132中以产生在管线135中的第二液体含烃料流，将其回收并分馏以产生所需烃产物流。将气流经由管线133从冷闪蒸分离器132中脱除并回收。将含有溶解盐化合物的含水料流经由管线134从冷闪蒸分离器132中脱除并回收。

将第二液体含烃料流经由管线135从冷闪蒸分离器132中脱除并引入汽提塔136中。汽提蒸气如蒸汽经由管线153提供并引入汽提塔136中以产生含有通常气态烃的顶部料流，并经由管线137输送。汽提塔的顶部可具有冷凝器和回流，其中净顶部料流提供于管线137中。将液体含烃料流经由管线138从汽提塔136的底部脱除并作为第一加氢加工料流引入分馏塔139中。汽提塔136在700-1000kPa(表压)(100-150psig)的顶部压力和232-260℃(450-500℉)的底部温度下操作。

在管线109中、引入热闪蒸分离器129中的一部分第一含烃液流产生在管线130中的蒸气流并经由管线148引入冷闪蒸分离器132中。将液体含烃料流从热闪蒸分离器129中经由管线144脱除，其含有沸点在含烃原料范围内和沸点高于含烃原料的烃，并作为第二加氢加工进料输送且引入分馏塔139的第二隔室中。

图2阐述具有分离壳式构型140的分馏塔139，其中分离壳式构型140具有外部蒸气通道。该具有外部蒸气通道的分离壳式构型140可连同图1的实施方案，以及分馏塔的仅一种外部烃进料使用。此外，具有内部蒸气通道的图1构型可连同图2的实施方案一起使用。

根据本发明，分馏塔139接收在管线138中的经加热的第一加氢加工进料流，其含有沸点在含烃原料范围内和沸点在含烃原料以下的范围内的烃。管线138中的第一加氢加工进料流通过进料入口141进入分馏塔139中并进入塔139的内部容积142中。将石脑油沸程烃料流从分馏塔139的顶部除去脱除并冷凝。可使一部分冷凝料流回流至塔139的顶部，并可将冷凝石脑油经由管线160回收到净顶部料流中。煤油沸程含烃料流可经由管线162从分馏塔139中除去脱除并回收。柴油沸程含烃料流可经由管线164从分馏塔139中除去脱除并回收。分馏塔139可以以35-100kPa(表压)(5-15psig)的顶部压力和315-360℃(600-680℉)的底部温度操作。

分馏塔139具有在塔底部，优选在塔的下三分之一处的第一隔室168和第二隔室170。第一隔室168与分馏塔139的第一进料入口141下游连通。第一隔室168可在塔底部以上延伸到分馏塔139中。在一个方面中，第一隔室168可包含至少一部分内部容积142。第二隔室170与第二隔室以上的塔的内部容积142分隔。在图2的实施方案中，壁152防止液体在第一隔室168与第二隔室之间横向流动。在图2的实施方案中，隔板172也阻断第二隔室170与隔板172以上的塔的内部容积142之间连通。隔板172在第二隔室170顶部的整个垂直投影上延伸以防止蒸气从第二隔室直接上升至隔板172以上的内部容积142中。第二隔室170顶部的垂直投影由塔139的壁和壁152的相邻表面限定。

开口166容许第一隔室168与内部容积142连通。隔板172可与开口166邻接且还可具有平坦或倾斜构型。当管线138中的第一加氢加工进料流进入分馏塔139中时，它在内部容积142中闪蒸，且较重材料通过第一隔室168中的开口166下行。下行的较重材料接触与较重材料逆流上升的汽提蒸气。汽提蒸气将较轻材料从较重材料中汽提出，且汽提蒸气和较轻材料离开开口166进入第一隔室168以上的内部容积142中的开口166。包含沸点在含烃原料范围内的烃的至少一部分汽提第一加氢处理加氢加工料流通过在第一隔室168下端的出口154离开第一隔室168，所述出口可以为分馏塔139的底部出口。至少一部分，优选所有含有沸点在含烃原料范围内的含烃化合物的底部液体含烃料流如上文所述经由管线145再循环至第一加氢处理加氢加工反应器104中。

在图2的实施方案中，将管线144中的包含从热闪蒸分离器129中脱除的液体含烃料流的第二加氢加工进料流通过第二进料入口174引入位于分馏塔139底部的第二隔室170中。管线144中的第二加氢加工进料流包含沸点在含烃原料范围内和沸点大于含烃原料的烃，包括HPNA化合物。第二进料入口174置于隔板172以下。塔139的第一进料入口141用于管线138中的较轻加氢加工料流，且塔139的第二进料入口174用于管线144中的较重加氢加工料流。换言之，管线144中的第二加氢加工料流比管线138中的第一加氢加工料流更重。

第二隔室170与第二进料入口174下游连通。将汽提蒸气经由管线178通过汽提蒸气入口176供入第二隔室170的下端以逆流接触在第二隔室170的上端附近供入入口174中的第二加氢加工料流。因此，汽提蒸气入口176置于第二进料入口174以下。汽提蒸气可以为蒸汽，将沸点在含烃原料范围内的较轻烃从由管线144供入的第二加氢加工料流中汽提出以产生在管线180中的富集HPNA化合物的汽提加氢加工底部料流。管线180在汽提入口176以下从第二隔室170的下端离开并回收。管线180中的汽提加氢加工底部料流具有比供入第二隔室170中的第二加氢加工料流144更大的HPNA浓度。合适的是管线180中的富含HPNA化合物的重质底部料流具有小于比含烃原料流速的1重量%的流速。

汽提蒸气变得富含较轻烃以提供富汽提蒸气流。第二室170具有封闭下端以防止材料进入第二室以下，但通过出口进入管线180中。隔板172防止富汽提蒸气离开第二隔室170的顶部。将富含较轻烃的富汽提蒸气在管线或导管182中从第二隔室170中取出。在图2的实施方案中，富汽提蒸气从第二隔室170的上端向下通过通道184，其将富含较轻烃的汽提蒸气从第二隔室170的上端送入第一隔室168的下端。在图2的实施方案中，通道184为通过导管182限定的外部通道。通道184位于管线144中第二加氢加工料流的入口174和汽提蒸气入口176以上。

我们发现来自第二隔室170的富蒸气可用作第一隔室168的汽提蒸气。来自通道184的富蒸气通过入口186从管线182进入第一隔室168中并上升以将轻质材料从第一隔室168中的第一加氢加工料流的较重部分汽提出。塔板可提供于隔室中以促进汽提。

优选构造分离壳式分馏塔139，其具有位于分馏区下端的固体隔壁152以划分下端以提供和保持两个分开的隔室。由于预期液体体积流速在两个区中不等，可优选具有较低流速的第二隔室170的尺寸按比例地小于第一隔室168以有效地使用分馏塔139下端可利用的总体积。

可将分馏塔139的加热进料在任何便利的位置或高度，包括在隔壁152的上端以上或以下引入，以进行所需分馏和产物生产。预期可首先将汽提蒸气供入第一隔室168中，并使来自第一隔室168的至少一部分汽提蒸气进入第二隔室170中。

实施例

进行模拟以对比具有分馏塔底部的单蒸气进料的本发明方法和设备与分别将蒸汽供入分馏塔底部的两个隔室中的US6,379,535的方法和设备。显示基础案例和本发明案例的蒸馏温度和蒸汽需求。

基础案例(US6,379,535)

总蒸汽需求：106,501kg/hr，234,794lb/hr

冷凝器负荷：634,511MJ/hr，601,380,000BTU/hr

根据ASTM D-86的馏分

表1

体积	柴油制备	分馏器底部产物
			%	℃，℉	℃，℉
0	249，481	355，671
			5	276，529	383，721
10	287，549	394，741
			30	304，579	409，769
50	320，608	426，799
			70	334，634	444，832
90	352，666	473，883
			95	365，689	494，922
100	375，707	516，961

5/95差=T5(分馏器底部产物)-T95(柴油产物)=383-365=18℃

本发明案例

总蒸汽需求：60,627kg/hr，133,660lb/hr

冷凝器负荷：525,471MJ/hr，498,050,000BTU/hr

根据ASTM D-86的馏分

表2

体积	柴油产物	分馏器底部产物
			%	℃，℉	℃，℉
0	249，481	362，684
			5	276，529	385，725
10	287，549	394，742
			30	304，579	409，769
50	319，607	426，799
			70	333，632	444，832
90	349，661	473，883
			95	360，680	494，922
100	371，699	516，961

5/95差=T5(分馏器底部产物)-T95(柴油产物)=385-360=25℃

通过提出的发明，本发明案例的汽提蒸汽速率小于基础案例的60%。此外，顶部冷凝器负荷降低25%。能量需求显著降低，同时实现相同或更好的产物质量。

产物质量的重要参数为95体积%的柴油沸腾时的温度，也称为“T95”。本发明提供与基础案例相比5℃(9℉)的改进。本发明案例满足360℃(680℉)的Euro V规格，但基础案例不满足该规格，甚至分馏塔的蒸汽速率显著提高。

产物质量的另一重要参数为分馏器底部产物的T5温度与柴油产物的T95温度之间的差。如此处所用，“T5”为5体积%的分馏器底部产物沸腾时的温度。5/95差为分馏器底部产物的T5蒸馏温度与T95柴油温度之间的差。5/95差指示柴油与底部产物之间的分离。如从以上模拟数据中可以看出，本发明案例的5/95差比基础案例高7℃，这表明本发明提供柴油与分馏器底部产物之间的优秀分离。

改进产物质量，同时降低冷凝器负荷和蒸汽速率是出乎意料的。

Claims (9)

1.从加氢加工料流中除去HPNA的方法，其包括：

将包含HPNA的加氢加工料流供入分馏塔中的第二隔室中，所述分馏塔还具有第一隔室；

将汽提蒸气供入第二隔室中以从加氢加工料流中汽提较轻烃并提供汽提的加氢加工料流和富汽提蒸气；

将汽提的加氢加工料流以比供入第二隔室中的加氢加工料流更大的HPNA浓度从第二隔室中取出；

将富含较轻烃的富汽提蒸气从第二隔室中取出；和

使离开第二隔室的富汽提蒸气向下输送进入分馏塔中的第一隔室中。

2.根据权利要求1的方法，其进一步包括将第一加氢加工料流供入分馏塔中且权利要求1的加氢加工料流为第二加氢加工料流。

3.根据权利要求2的方法，其中第一加氢加工料流比第二加氢加工料流更轻。

4.根据权利要求2的方法，其进一步包括：将第一加氢加工料流在分馏塔中分馏并将较轻材料在第一隔室中用来自第二隔室的富汽提蒸气从第一加氢加工料流的较重部分中汽提出。

5.根据权利要求4的方法，其进一步包括将汽提的第一加氢加工料流作为第二加氢加工进料从第一隔室中取出。

6.根据权利要求1的方法，其进一步包括将离开第二隔室的蒸气向下送入第一隔室的下端。

7.用于从加氢加工料流中脱除HPNA的设备，其包含：

分馏塔；

该塔的进料入口；

在该塔底部的第一隔室和第二隔室；

第二隔室的汽提蒸气进料；和

将汽提蒸气从第二隔室向下输送送入第一隔室的通道。

8.根据权利要求7的设备，其中通道通过导管或隔板限定。

9.根据权利要求7的设备，其中隔板延伸在第二隔室顶部的整个垂直投影上以防止蒸气从第二隔室直接上升至隔板以上的体积中。