CN103415595B - 生产柴油的方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了用于在加氢裂化单元中将烃进料加氢裂化以及在加氢处理单元中将来自加氢裂化单元的柴油产物加氢处理的方法和设备。加氢裂化单元和加氢处理单元可分享同一循环气体压缩机。也可将补充氢气流在循环气体压缩机中压缩。热分离器将再循环气体和烃与加氢处理流出物中的柴油分离，所以柴油的部分分馏相对简单。热分离器还保持柴油产物与加氢裂化流出物中的更含硫的柴油分离，并仍保持将较轻组分从低硫柴油产物中分馏所需的热。

Description

生产柴油的方法和设备

早期国家申请的优先权要求

本申请要求2011年3月31日提交的美国申请No.13/076,608；2011年3月31日提交的美国申请No.13/076,631；2011年12月13日提交的美国申请No.13/324,186；和2011年10月21日提交的美国申请No.61/549,978的优先权。

发明领域

发明领域为通过加氢裂化生产柴油。

发明背景

加氢裂化指其中烃在氢气和催化剂的存在下裂化成较低分子量烃的方法。取决于希望的输出，加氢裂化区可含有一个或多个相同或不同催化剂的床。加氢裂化是用于使烃进料如减压瓦斯油(VGO)裂化成柴油，包括煤油和汽油发动机燃料的方法。

温和加氢裂化通常用于流化催化裂化(FCC)或其它工艺装置的上游以改进可供入下游装置中的未转化油的质量，同时将一部分进料转化成较轻产物如柴油。由于对柴油发动机燃料的世界需求相对于汽油发动机燃料增长，温和加氢裂化被认为以汽油为代价偏向有利于柴油的产品结构。温和加氢裂化可以以比部分或完全转化加氢裂化更小的严苛度操作以平衡用主要用于制备石脑油的FCC装置生产的柴油，部分或完全转化加氢裂化用于以较小的未转化油收率生产柴油，其可供入下游装置中。

由于环境顾虑和近期制定的规则和规章，可销售的柴油必须满足关于污染物如硫和氮的越来越低的极限。新规章要求从柴油中基本完全除去硫。例如，超低硫柴油(ULSD)要求通常为小于10wppm硫。

因此，仍需要从烃原料生产比汽油更多的柴油的改进方法。这种方法必须确保柴油产物满足日益严格的产品要求。

发明概述

在一个方法实施方案中，本发明包括由烃料流生产柴油的方法，所述方法包括将补充氢气流在压缩机中压缩以提供压缩补充氢气流。将加氢裂化氢气流从压缩补充氢气流中取出。将烃料流在加氢裂化氢气流和加氢裂化催化剂的存在下加氢裂化以提供加氢裂化流出物流。将至少一部分加氢裂化流出物流分馏以提供柴油料流。将柴油料流在加氢处理氢气流和加氢处理催化剂的存在下加氢处理以提供加氢处理流出物流。

在另一方法实施方案中，本发明进一步包括将加氢裂化流出物流分离成包含氢气的蒸气加氢裂化流出物流和液体加氢裂化流出物流。将蒸气加氢裂化流出物流压缩以提供压缩氢气流。将加氢处理氢气流从压缩氢气流中取出。

在可选的另一方法实施方案中，本发明进一步包括将加氢处理流出物流分离成包含氢气的蒸气加氢处理流出物流和液体加氢处理流出物流。将包含氢气的蒸气加氢处理流出物流与加氢裂化流出物流混合。

在另一方法实施方案中，本发明包括由烃料流生产柴油的方法，所述方法包括将补充氢气流在压缩机中压缩以提供压缩补充氢气流。将压缩补充氢气流在循环气体压缩机中进一步压缩以提供压缩氢气流。将加氢裂化氢气流从压缩氢气流中取出。使烃料流在加氢裂化氢气流和加氢裂化催化剂的存在下加氢裂化以提供加氢裂化流出物流。将至少一部分加氢裂化流出物流分馏以提供柴油料流。将柴油料流在加氢处理氢气流和加氢处理催化剂的存在下加氢处理以提供加氢处理流出物流。

在另一方法实施方案中，本发明进一步包括由烃料流生产柴油的方法，所述方法包括将补充氢气流在压缩机中压缩以提供压缩补充氢气流。使烃料流在加氢裂化氢气流和加氢裂化催化剂的存在下加氢裂化以提供加氢裂化流出物流。将加氢裂化流出物流分离成包含氢气的蒸气加氢裂化流出物流和液体加氢裂化流出物流。将蒸气加氢裂化流出物流和压缩补充氢气流压缩以提供压缩氢气流。将加氢裂化氢气流和加氢处理氢气流从压缩氢气流中取出。将液体加氢裂化流出物流分馏以提供柴油料流。将柴油料流在加氢处理氢气流和加氢处理催化剂的存在下加氢处理以提供加氢处理流出物流。

在可选的另一实施方案中，本发明进一步包括由烃料流生产柴油的方法，所述方法包括将补充氢气流在压缩机中压缩以提供压缩补充氢气流。将压缩补充氢气流在循环气体压缩机中压缩以提供压缩氢气流。将加氢裂化氢气流从压缩氢气流中取出。使烃料流在加氢裂化氢气流和加氢裂化催化剂的存在下加氢裂化以提供加氢裂化流出物流。将至少一部分加氢裂化流出物流分馏以提供柴油料流。将柴油料流在加氢处理氢气流和加氢处理催化剂的存在下加氢处理以提供加氢处理流出物流。最后，将至少一部分包含氢气的加氢处理流出物流与至少一部分加氢裂化流出物流混合。

在一个设备实施方案中，本发明包括用于生产柴油的设备，所述设备包含：与补充氢气管线和烃进料管线上的一个或多个压缩机连通以将烃料流加氢裂化成较低沸点烃的加氢裂化反应器。循环气体压缩机与加氢裂化反应器连通以将包含氢气的蒸气加氢裂化流出物流压缩以提供在再循环氢气管线中的压缩氢气流。加氢处理反应器与压缩氢气管线和加氢裂化反应器连通以将柴油料流加氢处理以产生低硫柴油。

在另一设备实施方案中，本发明进一步包含与加氢处理反应器连通以将加氢处理流出物流分离成在顶部产物管线中的包含氢气的蒸气加氢处理流出物流和在底部产物管线中的液体加氢处理流出物流的热分离器以及与顶部产物管线连通的循环气体压缩机。

在另一设备实施方案中，本发明包括包含补充氢气流的用于生产柴油的设备，所述设备具有与补充氢气管线连通以压缩补充氢气流的一个或多个压缩机。烃进料管线用于运送烃料流。加氢裂化反应器与补充氢气管线和烃进料管线连通以将烃料流加氢裂化成较低沸点烃。循环气体压缩机与加氢裂化反应器连通以将包含氢气的蒸气加氢裂化流出物流压缩以提供在压缩氢气管线中的压缩氢气流。分馏段与加氢裂化反应器连通以将液体加氢裂化流出物流分馏以产生在柴油管线中运送的柴油料流。加氢处理反应器与压缩氢气管线和柴油管线连通以将柴油料流加氢处理以产生低硫柴油。

在另一设备实施方案中，本发明进一步包括用于生产柴油的设备，所述设备包含与补充氢气管线和烃进料管线上的压缩机连通的加氢裂化反应器以将烃料流加氢裂化成较低沸点烃。循环气体压缩机与加氢裂化反应器和补充氢气管线连通以将包含氢气的蒸气加氢裂化流出物流和压缩补充氢气流压缩以提供在压缩氢气管线中的压缩氢气流。最后，加氢处理反应器与压缩氢气管线和加氢裂化反应器连通以将柴油料流加氢处理以提供低硫柴油。

在可选的设备实施方案中，本发明进一步包括用于生产柴油的设备，所述设备包含补充氢气管线。一个或多个压缩机与补充氢气管线连通以压缩补充氢气流。烃进料管线用于运送烃料流。加氢裂化反应器与补充氢气管线和烃进料管线连通以将烃料流加氢裂化成较低沸点烃。循环气体压缩机与加氢裂化反应器和一个或多个压缩机连通以将包含氢气的蒸气加氢裂化流出物流和压缩补充氢气流压缩以提供在压缩氢气管线中的压缩氢气流。分馏段与加氢裂化反应器连通以将液体加氢裂化流出物流分馏以产生在柴油管线中运送的柴油料流。最后，加氢处理反应器与压缩氢气管线和柴油管线连通以将柴油料流加氢处理以产生低硫柴油。

在另一设备实施方案中，本发明进一步包括用于生产柴油的设备，所述设备包含与在补充氢气管线和烃进料管线上的一个或多个压缩机连通的加氢裂化反应器以将烃料流加氢裂化成较低沸点烃。循环气体压缩机与补充氢气管线和加氢裂化反应器连通以将包含氢气的蒸气加氢裂化流出物流压缩以提供在压缩氢气管线中的压缩氢气流。加氢处理反应器与压缩氢气管线和加氢裂化反应器连通以将柴油料流加氢处理以产生低硫柴油。热分离器与加氢处理反应器连通以将加氢处理流出物流分离成在顶部产物管线中的包含氢气的蒸气加氢处理流出物流和在底部产物管线中的液体加氢处理流出物流。最后，循环气体压缩机与顶部产物管线连通。

附图简述

图1为本发明一个实施方案的简化工艺流程图。

图2为本发明另一实施方案的简化工艺流程图。

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在操作上可从它连通的对象流出。

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在操作上可流入它连通的对象中。

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。除非另外指出，各塔包含在塔顶部的冷凝器以使一部分顶部料流冷凝并回流返回至塔的顶部和在塔底部的再沸器以将一部分底部料流气化并送回塔的底部。可将塔的进料预热。顶部压力为塔的蒸气出口处顶部蒸气的压力。底部温度为液体底部出口温度。顶部产物管线和底部产物管线指来自回流物下游的塔或至塔中的再沸物的净管线。

如本文所用，术语“真沸点”(TBP)意指用于测定材料的沸点的试验方法，其相当于ASTMD2892，其用于生产标准质量的液化气、蒸馏馏分和残油，且基于此可获得分析数据，并测定在塔中以5:1回流比使用15个理论塔板产生温度相对应蒸馏质量%的图的以上馏分的质量和体积收率。

如本文所用，术语“转化率”意指进料转化成在柴油沸程或以下沸腾的材料的转化率。柴油沸程的分馏点使用真沸点蒸馏方法为343-399℃(650-750°F)。

如本文所用，术语“柴油沸程”意指使用真沸点蒸馏方法沸点为132-399℃(270-750°F)的烃。

详述

温和加氢裂化反应器以低严苛度以及因此低转化率操作。由温和加氢裂化产生的柴油不具有足以满足特别是关于硫的适用柴油规格的质量。因此，必须将由温和加氢裂化产生的柴油在加氢处理单元中加工以容许混入最终柴油中。在许多情况下，有吸引力的是将温和加氢裂化单元和加氢处理单元联合以降低资本和操作成本。

典型的加氢裂化单元具有冷分离器和冷闪蒸罐。它通常，但不总是具有热分离器和热闪蒸罐。典型的加氢处理单元仅具有冷分离器。冷分离器可在较低的温度下操作以获得最佳氢气分离以用作再循环气体，但这证明是热效率差的，因为必须将加氢处理液体料流再加热以分馏得到低硫柴油。

为避免该冷却和再加热而不影响氢气分离，加氢处理单元与加氢裂化单元、共同循环气体压缩机和冷分离器并联使用。再循环气体在压缩以后分流(split)至各个单元中。可将补充气体在循环气体压缩机上游加入再循环气流中。可将补充气体在循环气体压缩机上游加入，以利用循环气体压缩机将供入加氢裂化反应器和加氢处理反应器中的氢气压缩。

加氢处理单元可使用热分离器提取热液体产物，然后将蒸气加氢处理流出物相与加氢裂化流出物结合。该配置容许加氢处理和加氢裂化单元在类似的压力下操作。另外，可将蒸气加氢处理流出物送入冷分离器中以将氢气与烃进一步分离以提供再循环气体。来自热分离器的液体加氢处理流出物不必与分馏以前再加热一样多。此外，液体加氢处理流出物主要包含低硫柴油，所以低硫柴油的分馏更简单。

本发明涉及将所有补充气体和再循环气体在加氢裂化单元与加氢处理单元之间分流。加氢裂化单元中的补充气体加入是有利的，因为加氢裂化反应器的原料通常具有高焦炭前体，其导致较高的催化剂减活速率和较短的催化剂寿命。使用补充气体提高加氢裂化反应器中的氢气分压会使加氢裂化操作更有效。

用于生产柴油的设备和方法8包含压缩段10、加氢裂化单元12、加氢处理单元14和分馏区16。首先将烃进料供入加氢裂化单元12中并转化成包括柴油在内的较低沸点烃。将柴油在其中的分馏段中分馏并送入加氢处理单元14中以提供较低硫柴油。

将补充氢气管线20中的补充氢气流供入压缩段10中的一序列一个或多个压缩机22中以提高补充氢气流的压力和提供在管线26中的压缩补充料流。压缩补充氢气管线26中的压缩补充料流可与顶部产物管线42中的包含氢气的蒸气加氢裂化流出物流结合以提供在管线28中的引入性氢气流。可将压缩补充氢气流在循环气体压缩机50上游在这样的位置加入蒸气加氢裂化流出物流中，即其使得相对于压缩补充氢气管线26循环气体压缩机50在任何加氢加工反应器例如加氢裂化反应器36或加氢处理反应器92的上游。因此，没有加氢加工反应器位于压缩补充氢气管线26和循环气体压缩机50的中间。

可将管线28中的包含压缩补充氢气流和蒸气加氢裂化流出物流的引入性氢气流在循环气体压缩机50中压缩以提供在压缩氢气管线52中的包含压缩的蒸气加氢裂化流出物的压缩氢气流。循环气体压缩机50可与加氢裂化反应器36、补充氢气管线20和一个或多个压缩机22下游连通。

在一个实施方案中，可将压缩补充氢气流在循环气体压缩机50下游加入压缩氢气管线52中。然而，管线52中的压缩氢气流的压力可能太大而在不增加补充氢气管线20上的更多压缩机的情况下接纳补充氢气流。因此，将压缩补充氢气流在循环气体压缩机50上游加入管线42中的蒸气加氢裂化流出物流中可以是有利的，尽管因为较大的产量，循环气体压缩机50上的载荷增加。然而，在循环气体压缩机50上游加入压缩补充氢气流可减少对补充氢气管线20上的另一压缩机22的需要。

管线52中的压缩氢气流可在分流器54处分流成两个氢气流。将第一加氢裂化氢气流在第一氢气分流管线30中在分流器54处从压缩氢气管线52中的压缩氢气流中取出。第二加氢处理氢气流在第二氢气分流管线56中在分流器54处从压缩氢气管线52中的压缩氢气流中取出。第一氢气分流管线30与加氢裂化反应器36上游连通，且第二氢气分流管线56中的第二加氢处理氢气流与加氢处理反应器92上游连通。

从管线52中的压缩氢气流中取出的在第一氢气分流管线30中的加氢裂化氢气流可结合管线32中的烃进料流以提供在管线34中的加氢裂化进料流。

管线26中的压缩补充氢气流也可在分流器54下游结合压缩氢气流，所以补充氢将氢气需求送至加氢裂化反应器36或者加氢处理反应器92未通过管线52中的再循环氢气流满足。如果管线26中的压缩补充氢气流在分流器54的上游结合压缩氢气流，则使补充气体进入加氢处理单元14以及进入加氢裂化单元12中。

将烃进料流可能通过缓冲罐引入管线32中。在一个实施方案中，本文所述方法和设备特别用于加氢加工含烃原料。示例性烃进料包括具有在288℃(550°F)以上沸腾的含烃料流，例如常压瓦斯油、VGO、脱沥青、真空和常压残油、炼焦器馏出物、直馏馏出物、溶剂脱沥青油、热解衍生的油、高沸合成油、循环油、加氢裂化进料、催化裂化馏出物等。这些含烃进料可以含有0.1-4重量%的硫。

合适的含烃进料可以是VGO或其他烃馏分，其至少50重量%、通常至少75重量%的组分在高于399℃(750°F)沸腾。典型的VGO通常具有315℃(600°F)-565℃(1050°F)的沸点范围。

加氢裂化指其中烃在氢气的存在下裂化成较低分子量烃的方法。加氢裂化是用于使烃进料如减压瓦斯油(VGO)裂化成柴油，包括煤油和汽油发动机燃料的方法。加氢裂化反应器36与在补充氢气管线20和烃进料管线32上的一个或多个压缩机22下游连通。管线34中的加氢裂化进料流可以与管线38中的加氢裂化流出物流热交换并且进一步在火焰加热器中加热，其在进入加氢裂化反应器36之前进行以加氢裂化烃料流至较低沸点烃。

加氢裂化反应器36可以包括一个或多个容器，每个容器中的多个床，以及在一个或多个容器中的加氢处理催化剂和加氢裂化催化剂的多种组合。在一些方面，加氢裂化反应提供了至少20体积%和通常大于60体积%的烃进料至沸点低于柴油分馏点的产物的的总转化率。加氢裂化反应器36可在基于总转化率进料的大于50体积%的部分转化或至少90体积%的完全转化下操作。为了使柴油最大化，完全转化是有效的。第一容器或床包括加氢裂化进料的脱金属、脱硫或脱氮的加氢处理催化剂。

加氢裂化反应器36可以操作于温和加氢裂化条件下。温和加氢裂化条件将提供20-60体积%，优选20-50体积%的烃进料至沸点低于柴油分馏点的产物的总转化率。在温和加氢裂化中，转化产物倾向柴油。在温和加氢裂化操作中，与加氢裂化催化剂相比，加氢处理催化剂具有一样多的或更多的转化角色。在加氢处理催化剂上的转化可以是总转化的显著的部分。如果加氢裂化反应器36被设计为用于温和加氢裂化，设想温和加氢裂化反应器36可以装有全部加氢处理催化剂，全部加氢裂化催化剂，或一些加氢处理催化剂的床和加氢裂化催化剂的床。在最后一个情形中，加氢裂化催化剂的床可以典型地在加氢处理催化剂后面。最典型地，3个加氢处理催化剂床后面可以是0、1或2个加氢裂化催化剂床。

图1中的加氢裂化反应器36具有一个反应器容器中的四个床。如果希望温和加氢裂化，设想前三个催化剂床包含加氢处理催化剂并且最后一个催化剂床包含加氢裂化催化剂。如果优选部分或完全加氢裂化，可以使用比温和加氢裂化多的加氢裂化催化剂的床。

在温和加氢裂化条件下，进料选择性转化为重产物例如柴油和煤油，以及低产率的较轻的烃例如石脑油和气体。压力也被调整以限制底部产物的氢化至下游处理的最佳值。

在一个方面中，例如当中间馏分和汽油的平衡在转化产物中是优选的时，温和加氢裂化可在第一加氢裂化反应器36中用加氢裂化催化剂进行，所述加氢裂化催化剂使用无定形二氧化硅-氧化铝基础物或与一种或多种VIII族或VIB族金属氢化组分组合的低含量沸石基础物。在另一方面中，当与汽油生产相比中间馏分在转化产物中显著优选时，部分或完全加氢裂化可在第一加氢裂化反应器36中用催化剂进行，所述催化剂通常包含其上沉积有VIII族金属氢化组分的任何结晶沸石裂化基础物。其它氢化组分可选自VIB族以与沸石基础物结合。

沸石裂化基础物在本领域中有时称为分子筛，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)的相对均匀直径的晶体孔。优选使用具有3-12的相对高二氧化硅/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、镁碱沸石、环晶石、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。优选的沸石为具有8-12埃(10^-10米)的晶体孔径的那些，其中二氧化硅/氧化铝摩尔比为4-6。属于优选组的沸石的一个实例为合成Y型分子筛。

天然存在的沸石通常以钠形式、碱土金属形式和混合形式找到。合成沸石几乎总是首先以钠形式制备。在任何情况下，为用作裂化基础物，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，其后加热以将与沸石结合的铵离子分解，在它们的位置上留下氢离子和/或实际上通过进一步除去水而去阳离子的交换部位。具有这种性质的氢或“去阳离子化”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，氢形式可通过碱金属沸石的直接酸处理而制备。在一个方面中，优选的裂化基础物为基于初始离子交换能力至少10%,，优选至少20%贫金属阳离子的那些。在另一方面中，理想和合适的沸石类中至少20%的离子交换能力通过氢离子满足。

在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，例如铁、钴、镍、钌、铑、钯、锇、铱和铂。除这些金属外，其它促进剂也可与其一起使用，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0.05-30重量%的量。在贵金属的情况下，通常优选使用0.05-2重量%。

用于并入氢化金属的方法是使基础材料与具有所需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。在加入所选择的氢化金属以后，将所得催化剂粉末过滤，干燥，如果需要的随着加入润滑剂、粘合剂等而制粒，并在空气中在例如371-648℃(700-1200°F)的温度下煅烧以使催化剂活化并将铵离子分解。作为选择，可首先将基础组分制粒，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，或可将粉化催化剂与5-90重量%的比例的其它相对较少活性的催化剂、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制粒。这些稀释剂可直接使用或它们可含有次要量的加入的氢化金属如VIB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中，其包括例如铝磷酸盐分子筛、结晶铬硅酸盐和其它结晶硅酸盐。结晶铬硅酸盐更完整地描述于US4,363,718中。

在一种路线中，加氢裂化条件可包括290℃(550°F)-468℃(875°F)，优选343℃(650°F)-435℃(815°F)的温度，3.5MPa(500psig)-20.7MPa(3000psig)的压力，1.0至小于2.5hr^-1的液时空速(LHSV)和421-2,527Nm³/m³油(2,500-15,000scf/bbl)的氢气比率。如果需要温和加氢裂化，则条件可包括315℃(600°F)-441℃(825°F)的温度，5.5-13.8MPa(表压)(800-2000psig)或更通常6.9-11.0MPa(表压)(1000-1600psig)的压力，0.5-2hr^-1，优选0.7-1.5hr^-1的液时空速(LHSV)和421-1,685Nm³/m³油(2,500-10,000scf/bbl)的氢气比率。

加氢裂化流出物在管线38中离开加氢裂化反应器36。管线38中的加氢裂化流出物与管线34中的加氢裂化进料热交换，在一个实施方案中可在进入冷分离器40中以前冷却。冷分离器40与加氢裂化反应器36下游连通。冷分离器可在46-63℃(115-145°F)下以及恰在加氢裂化反应器36的压力以下(考虑压降)操作，以保持氢气和轻气体在顶部产物中，且通常保持液态烃在底部产物中。冷分离器40提供在冷分离器顶部产物管线42中的包含氢气的蒸气加氢裂化流出物流和在冷分离器底部产物管线44中的液体加氢裂化流出物流。冷分离器还具有进料斗以收集管线46中的液相。可将顶部产物管线42中的蒸气加氢裂化流出物流用溶液洗涤以除去氨和硫化氢，如通常那样，在包含氢气的蒸气加氢裂化流出物流再循环至循环气体压缩机50中以前。

可将至少一部分加氢裂化流出物流38在与加氢裂化反应器36下游连通的分馏段16中分馏以产生在管线86中的柴油料流。在一个方面中，可将液体加氢裂化流出物流44在分馏段16中分馏。在另一方面中，分馏段16可包含冷闪蒸罐48。可将液体加氢裂化流出物流44在冷闪蒸罐48中闪蒸，所述冷闪蒸罐48可在与冷分离器40相同的温度下，但在1.4-3.1MPa(表压)(200-450psig)的较低压力下操作，以提供来自液体加氢裂化流出物流的在底部产物管线62中的轻液体料流和在顶部产物管线64中的轻馏分料流。也可将管线46中的来自冷分离器进料斗的含水料流送入冷闪蒸罐48中。将闪蒸含水料流在管线66中从冷闪蒸罐48的进料斗中除去。可将底部产物管线62中的轻液体料流在分馏段16中进一步分馏。

分馏段16可包含汽提塔70和分馏塔80。可将底部产物管线62中的轻液体料流加热并供入汽提塔70中。可将为液体加氢裂化流出物的轻液体料流用来自管线72的蒸汽汽提以提供在顶部产物管线74中的氢气、硫化氢、蒸汽和其它气体的轻馏分料流。可将一部分轻馏分料流冷凝并回流至汽提塔70中。汽提塔70可以以232-288℃(450-550°F)的底部温度和690-1034kPa(表压)(100-150psig)的顶部压力操作。可将管线76中的加氢裂化底部产物流在火焰加热器中加热并供入分馏塔80中。

分馏塔80还可将加氢裂化底部产物用来自管线82的蒸汽汽提以提供在管线84中的顶部石脑油料流、在管线86中的来自侧馏分的柴油料流和在管线88中的可适于进一步加工，例如在FCC装置中加工的未转化油料流。管线84中的顶部石脑油料流可能需要在混入汽油池中以前进一步加工。通常需要催化重整以改进辛烷值。重整催化剂通常需要在重整以前将顶部石脑油在石脑油加氢处理器中进一步脱硫。一方面，可将加氢裂化石脑油在联合加氢处理器92中脱硫。还预期取出另一侧馏分以提供在管线86中取出的重柴油料流以上取出的分开的轻柴油或煤油料流。可将管线84中的一部分顶部石脑油料流冷凝并回流至分馏塔80中。分馏塔80可以以288-385℃(550-725°F)，优选315-357℃(600-675°F)的底部温度且在或接近大气压力操作。可使一部分加氢裂化底部产物再沸并返回分馏塔80中而不是使用蒸汽汽提。

管线86中的柴油料流的硫含量得到降低，但可能不满足小于50wppm硫的低硫柴油(LSD)规格、小于10wppm硫的ULSD规格或其它规格。因此，必须将它在柴油加氢处理单元14中进一步修整。

管线86中的柴油料流可与压缩氢气管线52中的从压缩氢气流中取出的第二加氢处理氢气流在第二氢气分流管线56中的分流器54处结合以提供加氢处理进料流90。也可将管线86中的柴油料流与未显示的共进料混合。加氢处理进料流90可与管线94中的加氢处理流出物热交换，在火焰加热器中进一步加热并送入加氢处理反应器92中。因此，加氢处理反应器与分馏段16、压缩氢气管线52和加氢裂化反应器36下游连通。在加氢处理反应器92中，将柴油料流在加氢处理氢气流和加氢处理催化剂的存在下加氢处理以提供加氢处理流出物流94。在一个方面中，所有加氢处理氢气流经由第二氢气分流管线56由管线52中的压缩氢气流提供。

加氢处理反应器92可包含多于一个容器和多个催化剂床。图1中的加氢处理反应器92具有在一个反应容器中的两个床。在加氢处理反应器中，将具有杂原子的烃进一步脱金属、脱硫和脱氮。加氢处理反应器还可含有适于使芳烃饱和、加氢脱蜡和加氢异构化的加氢处理催化剂。

如果加氢裂化反应器36作为温和加氢裂化反应器操作，则加氢裂化反应器可操作以将至多20-60体积%的沸点在柴油沸程以上的进料转化成沸点在柴油沸程内的产物。因此，加氢处理反应器92应具有非常低的转化率且如果与温和加氢裂化反应器36联合的话主要用于脱硫，以满足燃料规格，例如取得ULSD的资格。

加氢处理为其中使氢气与烃在主要对从烃原料中除去杂原子如硫、氮和金属为活性的合适催化剂的存在下接触的方法。在加氢处理中，可将具有双键和三键的烃饱和。也可将芳烃饱和。一些加氢处理方法特别设计用于使芳烃饱和。加氢处理产物的浊点也可降低。适用于本发明中的加氢处理催化剂为任何已知的常规加氢处理催化剂并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。多于一类加氢处理催化剂用于同一第二加氢处理反应器92中是在本发明范围内的。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。

优选的加氢处理反应条件包括290℃(550°F)-455℃(850°F)，适当地316℃(600°F)-427℃(800°F)，优选343℃(650°F)-399℃(750°F)的温度，4.1MPa(600psig)，优选6.2MPa(900psig)-13.1MPa(1900psig)的压力，0.5-4hr^-1，优选1.5-3.5hr^-1的新鲜含烃原料的液时空速，和关于柴油进料168-1,011Nm³/m³油(1,000-6,000scf/bbl)，优选168-674Nm³/m³油(1,000-4,000scf/bbl)的氢气比率，使用加氢处理催化剂或加氢处理催化剂组合。加氢处理单元14与加氢裂化单元12联合，所以它们都相同压力下操作(考虑正常压降)。

管线94中的加氢处理流出物流可与管线90中的加氢处理进料流热交换。管线94中的加氢处理流出物流可在热分离器96中分离以提供在热分离器顶部产物管线98中的包含氢气的蒸气加氢处理流出物流和在热分离器底部产物管线100中的液体加氢处理流出物流。包含氢气的蒸气加氢处理流出物流可与管线38中的加氢裂化流出物流可能在冷却以前混合并进入冷分离器40中。热分离器96可在149-260℃(300-500°F)下操作。热分离器96的压力恰在加氢处理反应器96的压力以下(考虑压降)。可操作热分离器以得到在管线100中的液体料流中至少90重量%柴油，优选至少93重量%柴油。所有其它烃和气体向上进入管线98中的蒸气加氢处理流出物流中，其结合管线38中的加氢裂化流出物并可在首先用其加热以后通过进入冷分离器40中而加工。因此，冷分离器40以及因此循环气体压缩机50与热分离器顶部产物管线98下游连通。因此，来自加氢裂化段12和加氢处理段14的循环气体回路分享相同的循环气体压缩机50。此外，将包含氢气和比热分离器顶部产物管线98中的柴油更轻的烃的热分离器顶部料流中提供的加氢处理流出物管线94中的至少一部分加氢处理流出物流与加氢裂化流出物管线38中的至少一部分加氢裂化流出物流混合。

管线100中的液体加氢处理流出物流可在加氢处理汽提塔102中分馏。在一个方面中，管线100中的液体加氢处理流出物流的分馏可包括将它在热闪蒸罐104中闪蒸，所述热闪蒸罐104可与热分离器96相同的温度下，但在1.4-3.1MPa(表压)(200-450psig)的较低压力下操作。热闪蒸顶部产物管线106中的热闪蒸顶部料流可结合至冷分离器底部产物管线44中的液体加氢裂化流出物流以用其进一步分馏。因此，将热闪蒸顶部产物管线106中的热闪蒸顶部料流中提供的在管线94中的包含氢气的至少一部分加氢处理流出物流与在冷分离器底部产物管线44中的液体加氢裂化流出物流中提供的在管线38中的至少一部分加氢裂化流出物流混合。

可将管线108中的热闪蒸底部料流加热并供入汽提塔102中。可将热闪蒸底部产物在汽提塔102中用来自管线110的蒸汽汽提以提供在顶部产物管线112中的石脑油和轻馏分料流。可将顶部产物管线112中的石脑油和轻馏分料流在管线62中的轻液体料流的进料点以上的高度供入分馏段16中，具体而言，供入汽提塔70中。在底部产物管线114中回收产物柴油料流，其包含小于50wppm硫，从而取得LSD的资格，优选包含小于10wppm，从而取得ULSD的资格。预期汽提塔102可作为具有再沸器而不是具有汽提蒸汽的分馏塔操作。

通过在升高的温度下操作热分离器96以排除大多数比柴油更轻的烃，加氢处理汽提塔102可以更简单地操作，因为并不依靠它对将石脑油与较轻组分分离，且因为存在非常少的石脑油与柴油分离。此外，热分离器96使得与加氢裂化反应器36分享冷分离器40是可能的，且用于汽提塔102中的分馏的热保留在加氢处理液体料流中。

图2阐述了方法和设备8’的一个实施方案，其使用热分离器120首先分离管线38’中的加氢裂化流出物。图2中的许多元件具有与图1中相同的构造，并带有相同的附图标记。图2中相当于图1中元件但具有不同构型的元件带有如图1中相同的附图标记，但用角分符号(’)标记。

加氢裂化段12’中的热分离器120与加氢裂化反应器36下游连通并提供在顶部产物管线122中的蒸气含烃料流和在底部产物管线124中的液体含烃料流。热分离器120在177-343℃(350-650°F)下操作，优选在232-288℃(450-550°F)下操作。热分离器可在比加氢裂化反应器36稍微更低的压力下操作(考虑压降)。管线122中的蒸气含烃料流可与来自加氢处理段14’的管线98’中的蒸气加氢处理流出物流结合，混合并在管线126中一起输送。可将管线126中的混合料流在进入冷分离器40中以前冷却。因此，蒸气加氢裂化流出物可连同蒸气加氢处理流出物流一起在冷分离器40中分离以提供在管线42中的包含氢气的蒸气加氢裂化流出物和在管线44中的液体加氢裂化流出物，并如先前关于图1所述加工。因此，冷分离器40与热分离器120的顶部产物管线122和热分离器96的顶部产物管线98’下游连通。

可将底部产物管线124中的液体含烃料流在分馏段16’中分馏。在一个方面中，可将管线124中的液体含烃料流在热闪蒸罐130中闪蒸以提供在顶部产物管线132中的轻馏分料流和在底部产物管线134中的重液体料流。热闪蒸罐130可在与热分离器120相同的温度下但在1.4-3.1MPa(表压)(200-450psig)的较低压力下操作。可将底部产物管线134中的重液体料流在分馏段16’中进一步分馏。在一个方面中，可将管线134中的重液体料流在比管线62中的进料点轻液体料流更低的高度引入汽提塔70中。

图2中实施方案的其余部分可与关于图1所述的相同，除了先前所指出的例外。

本文中描述了本发明的优选实施方案，包括发明人已知进行本发明的最好模式。应当理解所述实施方案仅为示例性的，且应不理解为限制本发明的范围。

没有进一步详述，相信本领域技术人员可使用先前的描述，最完整程度地使用本发明。因此，前述优选的具体实施方案应理解为仅是说明性的，且不以任何方式限制公开内容的其余部分。

在前文中，除非另有指出，所有温度以℃描述，所有份和百分数为重量计。压力为在容器出口处，特别是在具有多个出口的容器中在蒸气出口处给出。

由先前描述中，本领域技术人员可容易地确定本发明的主要特征，且可不偏离其精神和范围地作出本发明的各种变化和改进以使它适于各种用途和条件。

Claims (8)

1.由烃料流生产柴油的方法，其包括：

将补充氢气流在压缩机中压缩以提供压缩补充氢气流；

从压缩补充氢气流中取出加氢裂化氢气流；

将烃料流在加氢裂化氢气流和加氢裂化催化剂的存在下加氢裂化以提供加氢裂化流出物流；

将加氢裂化流出物流分离成包含氢气的蒸气加氢裂化流出物流和液体加氢裂化流出物流；

压缩蒸气加氢裂化流出物流以提供压缩氢气流；

从压缩氢气流中取出加氢处理氢气流；

将液体加氢裂化流出物流分馏以提供柴油料流；

将柴油料流在加氢处理氢气流和加氢处理催化剂的存在下加氢处理以提供加氢处理流出物流；和

将加氢处理流出物流分离成包含氢气的蒸气加氢处理流出物流和包含至少90重量％柴油的液体加氢处理流出物流并将包含氢气的蒸气加氢处理流出物流与加氢裂化流出物流混合。

2.根据权利要求1的方法，其中从压缩补充氢气流取出所述加氢裂化氢气流包括：

将所述压缩补充氢气流在循环气体压缩机中压缩以提供压缩氢气流；和将加氢裂化氢气流从压缩氢气流中取出。

3.根据权利要求1的方法，其进一步包括将加氢裂化流出物分离成蒸气含烃料流和液体含烃料流并进一步分离蒸气含烃料流以提供包含氢气的蒸气加氢裂化流出物流和液体加氢裂化流出物流。

4.根据权利要求1的方法，其进一步包括将包含至少90重量％柴油的液体加氢处理流出物流分馏以提供超低硫柴油料流。

5.用于生产柴油的设备，其包含：

加氢裂化反应器，其与补充氢气管线和烃进料管线上的一个或多个压缩机连通以将烃料流加氢裂化成较低沸点烃；所述补充氢气管线与顶部产物管线连接以在循环气体压缩机上游提供引入性氢气流；

所述循环气体压缩机与加氢裂化反应器下游连通以将包含氢气的蒸气加氢裂化流出物流压缩以提供在压缩氢气管线中的压缩氢气流；和

加氢处理反应器，其与压缩氢气管线和加氢裂化反应器连通以加氢处理柴油料流以产生低硫柴油；

热分离器，其与加氢处理反应器连通以将加氢处理流出物流分离成在顶部产物管线中的包含氢气的蒸气加氢处理流出物流和在底部产物管线中的液体加氢处理流出物流，且循环气体压缩机与顶部产物管线连通；和

冷分离器，其与加氢裂化反应器连通以提供包含在顶部产物管线中的氢气的蒸气加氢裂化流出物流和在底部产物管线中的液体加氢裂化流出物流，且冷分离器与热分离器的顶部产物管线连通。

6.根据权利要求5的设备，其中循环气体压缩机与所述补充氢气管线连通。

7.根据权利要求5的设备，其进一步包含与加氢裂化反应器连通以将加氢裂化流出物流分馏以产生柴油料流的分馏段，且加氢处理反应器与分馏段连通。

8.根据权利要求5的设备，其进一步包含分馏塔，所述分馏塔与热分离器的底部产物管线连通以将液体加氢处理流出物流分馏以提供低硫柴油料流。