CN103443250B - 用于将两种料流加氢加工的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

公开了用于在两个不同的压力下加氢加工两种烃料流的方法和设备。将氢气料流压缩并分流。将第一分流经压缩料流进一步压缩以供入需要较高操作压力的第一加氢加工装置中。将第二分流经压缩料流供入需要较低压力的第二加氢加工装置中。使来自第二加氢加工装置的再循环氢气再循环返回压缩段中。

Description

用于将两种料流加氢加工的方法和设备
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Nos.13/076,647；13/076,658；13/076,670和13/076,680的优先权。
发明领域
本发明领域为在不同的压力下加氢加工两种烃料流。
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。取决于所需输出，加氢裂化区可含有一个或多个相同或不同催化剂的床。加氢裂化为用于将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)装置或其它加工装置上游以改进未转化油的质量，可将其供入下游装置中，同时将一部分进料转化成较轻产物如柴油。由于柴油发动机燃料的世界需求与汽油发动机燃料相比逐渐增长，认为温和加氢裂化以汽油为成本使产品方案偏移有利于柴油。温和加氢裂化可以以与部分或完全转化加氢裂化相比较少严格度地操作以平衡用FCC装置制备柴油，其主要用于制备石脑油。部分或完全转化加氢裂化用于以较少的未转化油收率生产柴油，其可供入下游装置中。
由于环境考虑和新近制定的规章制度，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限制。新规则要求从柴油中基本完全除去硫。例如超低硫柴油(ULSD)要求通常小于10wppm硫。
加氢处理装置的联合可涉及其中一个装置在比另一装置更高的压力下操作情况。例如加氢裂化装置通常在比加氢处理装置更高的压力下运行。氢气必须在不同的压力下供入。过量的氢气再循环通过贡献于各个加氢加工装置的循环气体压缩机。
因此，仍需要由烃原料生产与汽油相比更多柴油的改进方法。这类方法必须确保柴油满足越来越严格的产品要求。还需要将氢气在不同的压力下供入分离工艺装置中的改进方法。
发明简述
在方法实施方案中，本发明包括由烃料流制备柴油的方法，其包括将补充氢气料流在第一压缩机中压缩以提供第一经压缩补充氢气料流。将第一部分第一经压缩补充氢气料流在第二压缩机中压缩以提供第二经压缩补充氢气料流。采取第二部分第一经压缩补充氢气料流作为第二加氢加工氢气料流。将烃料流在第二经压缩补充氢气料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料流。将柴油料流在第二加氢加工氢气料流和加氢处理催化剂的存在下加氢处理以提供第二加氢加工流出物料流。最后将至少一部分第一加氢加工流出物料流分馏以提供柴油料流。
在另一方法实施方案中，本发明包括由烃料流制备柴油的方法，其包括将补充氢气料流在第一压缩机中压缩以提供第一经压缩补充氢气料流。将第一部分第一经压缩补充氢气料流在第二压缩机中压缩以提供第二经压缩补充氢气料流。采用第二部分第一经压缩补充氢气料流作为第二加氢加工氢气料流。将柴油料流在第二加氢加工氢气料流和加氢处理催化剂的存在下加氢处理以提供第二加氢加工流出物料流。将烃料流在包含第二经压缩补充氢气料流和加氢裂化催化剂的第一加氢加工氢气料流的存在下加氢裂化以提供流出物料流。将至少一部分第一加氢加工流出物料流分馏以提供柴油料流。将第一加氢加工流出物料流分离成包含氢气的蒸气状流出物第一加氢加工料流。将蒸气状第一加氢加工流出物料流压缩以提供再循环氢气料流。最后将再循环氢气料流加入第一加氢加工氢气料流中。
在另一方法实施方案中，本发明包括由烃料流制备柴油的方法，其包括将补充氢气料流在第一压缩机中压缩以提供第一经压缩补充氢气料流。将第一部分第一经压缩补充氢气料流在第二压缩机中压缩以提供第二经压缩补充氢气料流。将烃料流在包含第二经压缩补充氢气料流和加氢裂化催化剂的第一加氢加工氢气料流的存在下加氢裂化以提供第一加氢加工流出物料流。采用第二部分第一经压缩补充氢气料流作为第二加氢加工氢气料流。将柴油料流在第二加氢加工氢气料流和加氢处理催化剂的存在下加氢处理以提供第二加氢加工流出物料流。将至少一部分第一加氢加工流出物料流分馏以提供柴油料流。最后将至少一部分第二加氢加工流出物料流分馏以提供低硫柴油。
在设备实施方案中，本发明包括用于制备柴油的设备，其包含用于运送补充氢气料流的补充氢气管线。与补充氢气管线连通的第一压缩机用于将补充氢气料流压缩以提供第一经压缩补充氢气料流。与第一压缩机连通的分流器用于将第一经压缩补充氢气料流分流成在第一分流管线中的第一部分和在第二分流管线中的包含第二加氢加工氢气料流的第二部分。第二压缩机与第一分流管线连通以将第一部分第一经压缩补充氢气料流压缩以提供在第二经压缩补充氢气管线中的第二经压缩补充氢气料流。加氢裂化反应器与第一分流管线连通以将烃料流加氢裂化以产生柴油料流。最后，加氢处理反应器与第二分流管线和加氢裂化反应器连通以将柴油料流加氢处理。
在另一设备实施方案中，本发明包括用于制备柴油的设备，其包含用于运送补充氢气料流的补充氢气管线。第一压缩机与补充氢气管线连通以将补充氢气料流压缩以提供第一经压缩补充氢气料流。第二压缩机与第一压缩机连通以将一部分第一经压缩补充氢气料流压缩以提供第二经压缩补充氢气料流。加氢裂化反应器与第二压缩机连通以将烃料流加氢裂化以提供柴油料流。最后，加氢处理反应器与第一压缩机和加氢裂化反应器连通以将柴油料流加氢处理。
在另一设备实施方案中，本发明包括用于制备柴油的设备，其包含用于运送补充氢气料流的补充氢气管线。第一压缩机与补充氢气管线连通以将补充氢气料流压缩以提供第一经压缩补充氢气料流。加氢处理反应器与第一压缩机连通以将柴油料流加氢处理。第二压缩机与第一压缩机连通以将一部分第一经压缩补充氢气料流压缩以提供第二经压缩补充氢气料流。加氢裂化反应器与第二压缩机连通以将烃料流加氢裂化成较低沸点烃。冷分离器与加氢处理反应器连通以将第二加氢加工流出物料流分离成在顶部管线中的包含氢气的蒸气状第二加氢加工流出物料流和在底部管线中的液体第二加氢加工流出物料流，其中第二压缩机与顶部管线连通。
在另一方法实施方案中，本发明包括加氢加工两种烃料流的方法，其包括将补充氢气料流在第一压缩机中压缩以提供第一经压缩补充氢气料流。将第一部分第一经压缩补充氢气料流在第二压缩机中压缩以提供第二经压缩补充氢气料流。采用第二部分第一经压缩补充氢气料流作为第二加氢加工氢气料流。将第一烃料流在包含第二经压缩补充氢气料流和第一加氢加工催化剂的第一加氢加工氢气料流的存在下加氢加工以提供第一加氢加工流出物料流。将第二烃料流在包含第一经压缩补充氢气料流和第二加氢加工催化剂的第二加氢加工氢气料流的存在下加氢加工以提供第二加氢加工流出物料流。分离第二加氢加工流出物料流以提供蒸气状第二加氢加工流出物料流。最后，将蒸气状第二加氢加工流出物料流在第二压缩机上游加入补充氢气料流中。
在另一方法实施方案中，本发明包括加氢加工两种烃料流的方法，其包括将补充氢气料流在第一压缩机中压缩以提供第一经压缩补充氢气料流。将第一部分第一经压缩补充氢气料流在第二压缩机中压缩以提供第二经压缩补充氢气料流。采用第二部分第一经压缩补充氢气料流作为第二加氢加工氢气料流。将第一烃料流在包含第二经压缩补充氢气料流和加氢裂化催化剂的第一加氢加工氢气料流的存在下加氢加工以提供第一加氢加工流出物料流。将第二烃料流在第二加氢加工氢气料流和加氢处理催化剂的存在下加氢处理以提供第二加氢加工流出物料流。分离第二加氢加工流出物以提供蒸气状第二加氢加工流出物料流。最后，将蒸气状第二加氢加工流出物料流加入第一部分第一经压缩补充氢气料流中。
在另一方法实施方案中，本发明包括加氢加工两种烃料流的方法，其包括将补充氢气料流在第一压缩机中压缩以提供第一经压缩补充氢气料流。将第一部分第一经压缩补充氢气料流在第二压缩机中压缩以提供第二经压缩补充氢气料流。将第二部分第一经压缩补充氢气料流作为第二加氢加工氢气料流压缩。将第一烃料流在包含第二经压缩补充氢气料流和加氢裂化催化剂的第一加氢加工氢气料流的存在下加氢裂化以提供第一加氢加工流出物料流。将第二烃料流在第二加氢加工氢气料流和加氢处理催化剂的存在下加氢处理以提供第二加氢加工流出物料流。分离第二加氢加工流出物料流以提供蒸气状第二加氢加工流出物料流。将蒸气状第二加氢加工流出物料流在第一压缩机上游加入补充氢气料流中。
在另一设备实施方案中，本发明包括用于加氢加工两种烃料流的设备，其包含用于运送补充氢气料流的补充氢气管线。第一压缩机与补充氢气管线连通以将补充氢气料流压缩以提供第一经压缩补充氢气料流。分流器与第一压缩机连通以将第一经压缩补充氢气料流分流成在第一分流管线中的第一部分和在第二分流管线中的第二部分。第二压缩机与第一分流管线连通以将第一部分第一经压缩补充氢气料流压缩以提供在第二经压缩补充氢气管线中的第二经压缩补充氢气料流。第一加氢加工反应器与第一分流管线连通以加氢加工第一烃料流。第二加氢加工反应器与第二分流管线连通以加氢加工第二烃料流。分离器与第二加氢加工反应器连通以将第二加氢加工流出物料流分离成在顶部管线中的包含氢气的蒸气状第二加氢加工流出物料流。最后，第二压缩机与顶部管线连通。
在另一设备实施方案中，本发明还包括用于加氢加工两种烃料流的设备，其包含用于运送补充氢气料流的补充氢气管线。第一压缩机与补充氢气管线连通以将补充氢气料流压缩以提供第一经压缩补充氢气料流。分流器与第一压缩机连通以将第一经压缩补充氢气料流分流成在第一分流管线中的第一部分和在第二分流管线中的包含第二加氢加工氢气料流的第二部分。第二压缩机与第一分流管线连通以将第一部分第一经压缩补充氢气料流压缩以提供在第二经压缩补充氢气管线中的第二经压缩补充氢气料流。加氢裂化反应器与第一分流管线连通以将第一烃料流加氢裂化成较低沸点烃。加氢处理反应器与第二分流管线连通以加氢处理第二烃料流。分离器与加氢处理反应器连通以将第二加氢加工流出物料流分离成在顶部管线中的包含氢气的蒸气状第二加氢加工流出物料流。最后，第二压缩机与顶部管线在第一分流管线上的连接处连通。
在另一设备实施方案中，本发明包括用于加氢加工两种烃料流的设备，其包含用于运送补充氢气料流的补充氢气管线。第一压缩机与补充氢气管线连通以将补充氢气料流压缩以提供第一经压缩补充氢气料流。分流器与第一压缩机连通以将第一经压缩补充氢气料流分流成在第一分流管线中的第一部分和在第二分流管线中的包含第二加氢加工氢气料流的第二部分。第二压缩机与第一分流管线连通以将第一部分第一经压缩补充氢气料流压缩以提供在第二经压缩补充氢气管线中的第二经压缩补充氢气料流。加氢裂化反应器与第一分流管线连通以将第一烃料流加氢裂化成较低沸点烃。加氢处理反应器与第二分流管线连通以加氢处理第二烃料流。分离器与加氢处理反应器连通以将第二加氢加工流出物料流分离成在顶部管线中的包含氢气的蒸气状第二加氢加工流出物料流。第一压缩机与顶部管线在补充氢气管线上的连接处连通。
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为本发明可选实施方案的简化工艺流程图。
定义
术语“连通”意指在操作上容许所列组件之间的材料流动。
术语“下游连通”意指至少一部分流到下游连通主体的材料可在操作上来自它连通的对象。
术语“上游连通”意指至少一部分来自上游连通主体的材料可在操作上流到它连通的对象。
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。除非另有指出，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返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。可将塔的进料预热。顶部压力为塔出口处顶部蒸气的压力。底部温度为液体底部出口温度。顶部管线和底部管线指从回流或再沸下游的塔至塔的净管线。
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ASTM D2892，用于制备可得到分析数据的标准化质量的液化气、馏出物馏分和残油，并由通过使用塔中的15个理论塔板以5:1回流比产生温度相对于蒸馏质量%的图的质量和体积测定以上馏分的收率。
如本文所用，术语“转化率”意指将进料转化成在柴油沸程或以下沸腾的材料的转化率。使用真沸点蒸馏方法，柴油沸程的分馏点为343-399℃(650-750℉)。
如本文所用，术语“柴油沸程”意指使用真沸点蒸馏方法，在132-399℃(270-750℉)的范围内沸腾的烃。
详述
两阶段加氢加工装置通常在不同的压力下运行，且两个加氢加工装置各自具有它们自身专用的循环气体压缩机。当一个加氢加工装置为典型的加氢处理装置时，它具有循环气体压缩机，所述压缩机将其气体从加氢处理反应器下游的冷分离器中取出并使富氢气体再循环至加氢处理反应器入口中。两个加氢加工装置通常都需要补充气流。
一个加氢加工装置上的循环气体压缩机可通过将气体从第一加氢加工装置所用补充气体压缩系统(其可以为加氢裂化装置)中推出而消除。补充气体料流可从第一压缩阶段的排出口取出并返回第一压缩阶段的上游或下游。在第一压缩阶段下游的第二压缩阶段可将补充气体压力提高至第一加氢加工装置所需的更高压力。仅将一部分补充氢气送入第二加氢加工装置（其可以为加氢处理装置）中。
温和加氢裂化反应器以低严格度和因此低转化率操作。由温和加氢裂化产生的柴油不具有足够的质量以满足可用燃料规格，特别是关于硫的。因此，由温和加氢裂化产生的柴油可在加氢处理装置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装置与加氢处理装置联合以降低资金和操作成本。
转向图1，用于制备柴油的设备和方法8包含压缩段10、第一加氢加工装置12、第二加氢加工装置14和分馏段16。可将第一烃进料38供入第一加氢加工装置12中并转化成较低沸点烃如柴油。可将来自第一加氢加工装置12的流出物在分馏段16中分馏，并可将分馏产物送入第二加氢加工装置14中。第一加氢加工装置12在比第二加氢加工装置14更高的压力下操作。
将补充氢气管线20中的补充氢气料流供入第一压缩机22中以提高补充氢气料流的压力并提供在管线24中的第一经压缩补充氢气料流。管线20中的补充氢气料流可首先与管线98中的蒸气状第二加氢加工流出物料流在第一连接处25处结合以提供在第一压缩机22上游的管线26中的结合料流。然后可将管线26中的结合料流在第一压缩机22中压缩以提供在经压缩补充氢气管线24中的第一经压缩补充氢气料流。第一压缩机22可代表一系列压缩机。
经压缩补充氢气管线24上的分流器27容许第一部分经压缩补充氢气容纳于第一分流管线28中且第二部分经压缩补充氢气容纳于第二分流管线30中。将第二分流管线30中的第二部分经压缩补充氢气送入第二加氢加工装置14中。
可将第一分流管线28中的第一部分经压缩补充氢气在第二压缩机32(其可以为一系列压缩机)中进一步压缩以提供在管线34中的第二经压缩补充料流。管线34中的第二经压缩补充料流可与管线56中的再循环氢气料流结合以提供在管线36中的第一加氢加工氢气料流。第一加氢加工装置12在比第二加氢加工装置14更高的压力下操作。
管线36中的从第二经压缩补充氢气料流中取出的第一加氢加工氢气料流可结合管线38中的第一烃进料流以提供在管线40中的第一加氢加工进料流。
烃进料流(可能通过缓冲罐)引入管线38中。在一个方面中，本文所述方法和设备特别用于加氢加工含烃原料。说明性烃原料包括具有沸点在288℃(550℉)以上的组分的含烃料流，例如常压瓦斯油、VGO、脱沥青、真空和常压残油、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、经加氢裂化进料、催化裂化馏出物等。这些含烃原料可含有0.1-4重量%硫。
合适的含烃原料为VGO或具有至少50重量%，通常至少75重量%的其沸点在399℃(750℉)以上的温度的组分的其它烃馏分。典型的VGO通常具有315℃(600℉)-565℃(1050℉)的沸程。
第一加氢加工反应器42可在补充氢气管线20、第一烃进料管线38和第一分流管线28上与一个或多个压缩机22和32下游连通。第一加氢加工进料流可与管线44中的第一经加氢加工流出物料流热交换并在进入第一加氢加工反应器42中加氢加工第一烃料流以前在火焰加热器中进一步加热。第一加氢加工反应器42可包含一个或多个容器、在各个容器中的多个催化剂床和在一个或多个容器中的各种加氢处理催化剂和加氢裂化催化剂组合。
在第一加氢加工反应器42中进行的加氢加工可以为加氢裂化。在一个方面中，第一加氢加工装置可以为加氢裂化装置12，在这种情况下，第一加氢加工氢气料流为在管线36中的加氢加工氢气料流，第一加氢加工反应器42为与第一分流管线28下游连通的加氢裂化反应器且管线40中的进料流为加氢裂化进料流。
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。在一些方面中，加氢裂化反应提供将至少20体积%，通常大于60体积%的烃进料转化成沸点在柴油分馏点以下的产物的总转化率。加氢裂化反应器42可以以基于总转化率多于50体积%的部分转化率或者至少90体积%进料的完全转化率操作。为使柴油最大化，完全转化是有效的。加氢裂化反应器42中的第一容器或床可包含加氢处理催化剂以将加氢裂化进料脱金属、脱硫或脱氮。
加氢裂化反应器42可在温和加氢裂化条件下操作。在温和加氢裂化条件下，进料选择性转化成重质产物如柴油和煤油，同时具有低收率的较轻烃如石脑油和气体。压力还是适中的以限制底部产物氢化至下游加工的最佳水平。温和加氢裂化条件会提供烃进料转化成沸点在柴油分馏点以下的产物的总转化率的20-60体积%，优选20-50体积%的总转化率。在温和加氢裂化操作中，加氢处理催化剂在转化中具有与加氢裂化催化剂一样多或大得多的作用。经加氢处理催化剂转化可以为总转化率的显著部分。如果第一加氢加工反应器42意欲用于温和加氢裂化，预期温和加氢裂化反应器36可载有所有加氢处理催化剂、所有加氢裂化催化剂或一些加氢处理催化剂床和加氢裂化催化剂床。在最后一种情况下，加氢裂化催化剂床可通常在加氢处理催化剂床以后。最通常地，三个加氢处理催化剂床之后可以为0、1或二2个加氢裂化催化剂床。
图1中的第一加氢加工反应器42具有在一个反应器容器中的四个床。如果需要温和加氢裂化，预期最初三个催化剂床包含加氢处理催化剂且最后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，则可使用与温和加氢裂化中相比另外的加氢裂化催化剂床。
在一个方面中，例如当中间馏出物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加工反应器42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(base)或低含量沸石基础，其与一种或多种族VIII或族VIB金属氢化组分组合。在另一方面中，当与汽油生产相比中间馏出物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加工反应器42中用催化剂进行，所述催化剂通常包含其上沉积有族VIII金属氢化组分的任何结晶沸石裂化基础。其它氢化组分可选自族VIB以与沸石基础结合。
沸石裂化基础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，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为其中至少20%的离子交换能力通过氢离子满足的一种。
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族VIII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，包括族VIB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%的任何量。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，然后将所得催化剂粉末过滤，干燥，随着如果需要加入润滑剂、粘合剂等而制粒，并在空气中在例如371-648℃(700-1200℉)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族VIB和/或族VIII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。
通过一种路线，加氢裂化条件可包括290℃(550℉)-468℃(875℉)，优选343℃(650℉)-435℃(815℉)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)的氢气率。如果需要温和加氢裂化，条件可包括315℃(600℉)-441℃(825℉)的温度，5.5-13.8MPa(表压)(800-2000psig)或更优选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)的氢气率。
第一加氢加工反应器42中进行的加氢加工可以为加氢处理。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。也可将芳族化合物饱和。一些加氢处理方法尤其用于使芳族化合物饱和。
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)上的至少一种族VIII金属，优选铁、钴和镍，更优选钴和/或镍，和至少一种族VI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多于一类加氢处理催化剂用于第二加氢加工反应器92中的同样容器中。族VIII金属通常以2-20重量%，优选4-12重量%的量存在。族VI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℉)-455℃(850℉)，适合地316℃(600℉)-427℃(800℉)，优选343℃(650℉)-399℃(750℉)的温度，从3.4MPa(500psig)，优选4.1MPa(600psig)，到6.2MPa(900psig)的压力，0.5-4hr-1，优选1.5-3.5hr-1的新鲜含烃原料液时空速，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)的氢气率，用加氢处理催化剂或加氢处理催化剂组合。
第一加氢加工应器42中进行的加氢加工可以为加氢异构化。加氢异构化还包括催化脱蜡。加氢异构化为其中将在一方面中至少10%，在另一方面中至少50%，在又一方面中10-90%的烃原料的正链烷烃有效地转化成异链烷烃以提供具有如下中的至少一项的流出物：0℃(32℉)或更小的浊点值、0℃(32℉)或更小的倾点值和/或0℃(32℉)或更小的冷滤堵塞点(CFPP)值。一般而言，这类加氢异构化条件包括260℃(500℉)-371℃(700℉)的温度、1.38MPa(200psig)-8.27MPa(1200psig)的压力、0.1-10hr-1的新鲜烃原料液时空速和168-1,011Nm3/m3油(1,000-6,000scf/bbl)的氢气率。然而，取决于进料的质量和其它因素，其它加氢异构化条件也是可能的。
合适的加氢异构化催化剂为任何已知的常规加氢异构化催化剂。例如，合适的催化剂可包含沸石组分、氢化/脱氢组分和/或酸性组分。在一些形式中，催化剂可包含至少一种族VIII金属如贵金属(即铂或钯)。在其它形式中，催化剂还可包含硅铝磷酸盐和/或沸石铝硅酸盐。合适催化剂的实例公开于US5,976,351；US4,960,504；US4,788,378；US4,683,214；US4,501,926和US4,419,220中；然而，也可取决于原料组成、操作条件、所需输出和其它因素使用其它异构化催化剂。
第一加氢加工流出物在管线44中离开第一加氢加工反应器42。如果第一加氢加工反应器42为加氢裂化反应器，则管线44中的第一加氢加工流出物为加氢裂化流出物。管线44中的第一加氢加工流出物与管线40中的第一加氢加工进料热交换，在一个实施方案中可在进入第一冷分离器46中以前冷却。第一冷分离器46与第一加氢加工反应器42下游连通。第一冷分离器可在46-63℃(115-145℉)下且在恰在第一加氢加工反应器42的压力以下操作，产生压降，以保持氢气和轻气体在顶部产物中，且通常液态烃在底部产物中。第一冷分离器46提供在顶部管线48中的包含氢气的蒸气状第一加氢加工流出物料流和在底部管线50中的液体第一加氢加工流出物料流。第一冷分离器还具有进料斗以收集管线52中的水相。
可将管线48中的可以为蒸气状加氢裂化流出物料流的蒸气状第一加氢加工流出物料流在循环气体压缩机54中压缩以提供在管线56中的再循环氢气料流。循环气体压缩机54可以与第一加氢处理反应器42(其可以为加氢裂化反应器)下游连通。循环气体压缩机54可将管线48中的包含氢气的蒸气状第一加氢加工流出物料流压缩以提供在再循环氢气管线56中的再循环氢气料流。管线34中的第二经压缩补充氢气料流与在管线56中的为经压缩蒸气状第一加氢加工流出物料流的再循环氢气结合以提供在管线36中的第一加氢加工氢气料流。加氢裂化反应器42经由管线36和40与再循环氢气管线56下游连通。
如前文所解释，在一个实施方案中，管线56中的再循环氢气料流可在循环气体压缩机54下游与管线34中的第二经压缩补充氢气料流结合。然而，如果管线56中的再循环氢气料流的压力太大以致不能在不加入在第二经压缩补充氢气管线34上游的更多压缩机情况下容纳补充氢气料流，则可将第二经压缩补充氢气料流在循环气体压缩机54上游加入管线48中的蒸气状加氢裂化流出物料流中。然而，这会因为更大的生产量而提高循环气体压缩机54上的工作负荷。
可将管线44中的至少一部分第一加氢加工流出物料流在与第一加氢加工反应器42下游连通的分馏段16中分馏以产生在管线86中的第二烃料流。一方面，可将管线50中的可包含液体加氢裂化流出物料流的液体第一加氢加工流出物料流在分馏段16中分馏。在另一方面中，分馏段16可包含冷闪蒸罐58。可将管线50中的液体第一加氢加工流出物料流在可在与冷分离器46相同的温度下但在1.4-3.1MPa(表压)(200-450psig)的较低压力下操作的冷闪蒸罐58中闪蒸，以提供在底部管线62中的来自液体第一加氢加工流出物料流的轻液体料流和在顶部管线64中的轻馏分料流。还可将管线52中的来自冷分离器进料斗的水性料流送入冷闪蒸罐58中。闪蒸水性料流在管线66中从冷闪蒸罐58中的进料斗中取出。可将底部管线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。可将为液体第一加氢加工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℉)的底部温度和690-1034kPa(表压)(100-150psig)的顶部压力操作。可将管线76中的经加氢加工底部料流在火焰加热器中加热并供入分馏塔80中。可使一部分经加氢加工底部料流再沸并返回汽提塔70中而不是蒸汽汽提。
分馏塔80还可将经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装置中脱硫。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℉)，优选315-357℃(600-675℉)的底部温度且在大气压力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可降低，但可能不满足少于50wppm硫的低硫柴油(LSD)规格、少于10wppm硫的ULSD规格或其它规格。因此，它可在可以为柴油加氢处理装置14的第二加氢加工装置14中进一步修整。因此，管线86中的柴油料流可以为第二烃料流。第二烃料流可具有比第一烃料流更低的平均沸点。
管线86中的第二烃料流可与来自第一分流管线30的包含第二部分第一经压缩补充氢气料流的第二加氢加工氢气料流结合以提供第二加氢加工进料流90。可将管线86中的第二烃料流与未显示的共同进料混合。第二加氢加工进料流90可与管线94中的第二加氢加工流出物热交换，在火焰加热器中进一步加热并送入第二加氢加工反应器92中。因此，第二加氢加工反应器与分馏段16、分流器27和第一加氢加工反应器42下游连通。在第二加氢加工反应器92中，将可以为柴油料流的第二烃料流在第二加氢加工氢气料流和第二加氢加工催化剂的存在下加氢加工以提供第二加氢加工流出物料流94。
第二加氢加工反应器92可包含多于一个容器和多个催化剂床。图1中的第二加氢加工反应器92具有在一个反应器容器中的两个床。第二加氢加工反应器92可作为载有如先前关于第一加氢加工反应器42所述合适催化剂的加氢裂化反应器、加氢处理反应器或加氢异构化反应器操作。第二加氢加工反应器92可与第二分流管线30和可以为加氢裂化反应器的第一加氢加工反应器42下游连通。
在第二加氢加工反应器92中进行的加氢加工可以为加氢处理。一方面，第二加氢加工装置可以为加氢加工装置14，在这种情况下，第二加氢加工氢气料流为在管线30中的加氢处理氢气料流，第二加氢加工反应器92为与第二分流管线30下游连通的加氢处理反应器，且管线90中的进料流为加氢处理进料流。
在加氢处理反应器92中，可将具有杂原子的烃通过如先前关于第一加氢加工装置12所述加氢处理而进一步脱金属、脱硫和脱氮。加氢处理反应器92也可含有适于将芳族化合物饱和、脱蜡和加氢异构化的加氢处理催化剂。
如果第一加氢加工反应器42作为温和加氢裂化反应器操作，则第一加氢加工反应器42可将至多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分馏点以下的产物。第二加氢加工反应器92可具有非常低的转化率并可主要用于脱硫，如果与温和加氢裂化反应器42联合的话，以满足燃料规格如取得ULSD资格。
管线94中的第二经加氢加工流出物料流可与管线90中的第二经加氢加工进料流热交换。可将管线94中的第二经加氢加工流出物料流在第二冷分离器96中分离以提供在顶部管线98中的包含氢气的蒸气状第二经加氢加工流出物料流和在底部管线100中的液体第二经加氢加工流出物料流。第二冷分离器96可在46-63℃(115-145℉)下并恰在第二加氢加工反应器42的压力以下操作，产生压降以保持氢气和轻气体在顶部产物中，且通常液态烃在底部产物中。可将水性料流在管线102中从第二冷分离器96的进料斗中除去。
可使管线98中的包含氢气的蒸气状第二经加氢加工流出物料流循环并在第二压缩机上游加入管线20中的补充氢气料流中。在图1的“后向溢出”实施方案中，将管线98中的包含氢气的蒸气状第二经加氢加工流出物料流在连接处25处在第一补充气体压缩机22上游加入管线20中的补充氢气料流中。管线20中的补充气体和管线98中的再循环气体在管线26中结合，混合并进行如先前所述的压缩。因此，第一压缩机22和第二压缩机32与顶部管线98下游连通。
可将管线100中的液体第二加氢加工流出物料流在分馏塔104(其可以为汽提塔)中分馏。可将管线100中的液体第二加氢加工流出物料流在供入汽提塔104中以前加热。可将液体第二加氢加工流出物料流在汽提塔104中用来自管线110的蒸汽汽提以提供在顶部管线112中的石脑油和轻馏分料流。产物料流可在底部管线114中回收。在一个实施方案中，产物料流为包含少于50wppm硫的柴油料流，使它取得LSD的资格，优选包含少于10wppm硫，使它取得ULSD的资格。预期汽提塔102可作为具有再沸器而不是汽提蒸汽的分馏塔操作。
通过使来自第二加氢加工装置14的氢气再循环返回第一压缩机22的进口侧，第二加氢加工装置可不具有循环气体压缩机而操作。将来自第二加氢加工装置14的再循环氢气进一步压缩并用于第一加氢加工装置12中。
图2阐述了设备和方法8’的“前向溢出”实施方案，其使管线98’中的蒸气状第二加氢加工流出物再循环至第二压缩机24中并使用在第一冷分离器上游的热分离器。图2中许多元件具有与图1相同的构型并带有相同的参考数字。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中相同的参考数字，但用角分符号(’)标记。图2的实施方案与图1的实施方案的不同之处在于压缩段10’和第一加氢加工装置12’。
在压缩段10’中，将补充氢气管线20’中的补充氢气料流供入第一压缩机22中以提高补充氢气料流的压力并提供在管线24’中的第一经压缩补充氢气料流。第一压缩机22可代表一系列压缩机。
第一经压缩补充氢气管线24’上的分流器27’容许第一部分经压缩补充氢气容纳于第一分流管线28’中且第二部分经压缩补充氢气容纳于第二分流管线30’中。将第二分流管线30’中的第二部分经压缩补充氢气发送至第二加氢加工装置14中。在第二分流管线28’与运送蒸气状第二加氢加工流出物的顶部管线98’之间的连接处25’提供顶部管线98’与第一分流管线28’之间的连通。第一分流管线28’上的减压阀可以使第一经压缩补充氢气料流与蒸气状第二加氢加工流出物料流之间的压力相同以容许管线26’中两种料流的容纳和混合。
可将第一分流管线28’中的第二部分经压缩补充氢气与管线26’中的蒸气状第二加氢加工流出物料流的混合物在第二压缩机32中进一步压缩，所述第二压缩机32可以为一系列压缩机，以提供在管线34中的第二经压缩补充料流。因此，第二压缩机32与顶部管线98’下游连通，所述顶部管线98’绕过与第一压缩机22的连通。
管线34中的第二经压缩补充料流可与管线56中的再循环氢气料流结合以提供在管线36中的第一加氢加工氢气料流。管线36中的从第二经压缩补充氢气料流中取出的第一加氢加工氢气料流可与管线38中的第一烃进料流结合以提供在管线40中的第一加氢加工进料流。图2的实施方案的其余部分如图1中操作，不同之处如下。
图2的实施方案与图1中相比的第二区别是第一加氢加工装置12’。加氢加工装置12’可使用经由管线44’与第一加氢处理反应器42下游连通的热分离器120并提供在顶部管线122中的蒸气状含烃料流和在底部管线124中的液体含烃料流。热分离器120在177-343℃(350-650℉)下操作，优选在232-288℃(450-550℉)下操作。热分离器可以在比加氢裂化反应器36稍微更低的压力下操作，产生压降。可将管线122中的蒸气状含烃料流在进入第一冷分离器46中以前冷却。因此，蒸气状第一经加氢加工流出物可在第一冷分离器46中分离以提供在管线48中的包含氢气的蒸气状加氢裂化流出物料流和在管线52中的液体加氢裂化流出物，并将其如先前关于图1所述加工。因此，第一冷分离器46与热分离器120的顶部管线122下游连通。
可将底部管线124中的液体含烃料流在分馏段16’中分馏。一方面，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管线132中的轻馏分料流和在底部管线134的重质液体料流。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。可将底部管线134中的重质液体料流在分馏段16’中进一步分馏。一方面，可将管线134中的重质液体料流在比管线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的实施方案的其余部分可与关于图1所述相同，除了先前所示压缩段10’中。图2中仅描述的热分离器120的实施方案也可用于图1的实施方案中。
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。
没有进一步描述，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 (10)

1.加氢加工两种烃料流的方法，其包括：
将补充氢气料流在第一压缩机中压缩以提供第一经压缩补充氢气料流；
将第一部分第一经压缩补充氢气料流在第二压缩机中压缩以提供第二经压缩补充氢气料流；
采取第二部分第一经压缩补充氢气料流作为第二加氢加工氢气料流；
将第一烃料流在包含第二经压缩补充氢气料流和第一加氢加工催化剂的第一加氢加工氢气料流的存在下加氢加工以提供第一加氢加工流出物料流；
将第二烃料流在包含第一经压缩补充氢气料流和第二加氢加工催化剂的第二加氢加工氢气料流的存在下加氢加工以提供第二加氢加工流出物料流；
分离所述第二加氢加工流出物料流以提供蒸气状第二加氢加工流出物料流；和
将所述蒸气状第二加氢加工流出物料流在所述第二压缩机上游加入所述第一部分第一经压缩补充氢气料流中，
在将所述蒸气状第二加氢加工流出物料流加入到所述第一部分第一经压缩补充氢气料流之前将所述第一部分第一经压缩补充氢气料流减压。
2.根据权利要求1的方法，其中将所述第一烃料流在加氢裂化催化剂的存在下加氢裂化，并将所述第二烃料流在加氢处理催化剂的存在下加氢处理。
3.根据权利要求1的方法，其进一步包括将至少一部分第一加氢加工流出物料流分馏以提供为柴油料流的所述第二烃料流。
4.根据权利要求1的方法，其进一步包括将第一加氢加工流出物料流分离成包含氢气的蒸气状第一加氢加工流出物料流和液体第一加氢加工流出物料流；将蒸气状第一加氢加工流出物料流压缩以提供再循环氢气料流；将第二经压缩补充氢气料流加入所述蒸气状第一加氢加工流出物料流中或加入再循环氢气料流中以提供所述第一加氢加工氢气料流。
5.根据权利要求1的方法，其进一步包括将第二加氢加工流出物料流分离成包含氢的蒸气状第二加氢加工流出物料流和液体第二加氢加工流出物料流，并将所述液体第二加氢加工流出物料流进一步分馏以提供低硫柴油。
6.用于加氢加工两种烃料流的设备，其包含：
用于运送补充氢气料流的补充氢气管线；
与所述补充氢气管线连通的第一压缩机，其用于将所述补充氢气料流压缩以提供第一经压缩补充氢气料流；
与所述第一压缩机连通的分流器，其用于将所述第一经压缩补充氢气料流分流成在第一分流管线中的第一部分和在第二分流管线中的第二部分；
与所述第一分流管线连通的第二压缩机，其用于将所述第一部分所述第一经压缩补充氢气料流压缩以提供在第二经压缩补充氢气管线中的第二经压缩补充氢气料流；
与所述第一分流管线连通的第一加氢加工反应器，其用于加氢加工第一烃料流；
与所述第二分流管线连通的第二加氢加工反应器，其用于加氢加工第二烃料流；
与所述第二加氢加工反应器连通的分离器，其用于将第二加氢加工流出物料流分离成在顶部管线中的包含氢气的蒸气状第二加氢加工流出物料流；
所述第二压缩机与所述顶部管线连通；和
所述第一压缩机与所述顶部管线在所述补充氢气管线上的连接处连通。
7.根据权利要求6的设备，其中所述第一压缩机在所述补充氢气管线上的连接处与所述顶部管线连通。
8.根据权利要求6的设备，其进一步包含与所述第二加氢加工反应器连通的冷分离器以将第二加氢加工流出物料流分离成在顶部管线中的包含氢气的蒸气状第二加氢加工流出物料流和在底部管线中的液体第二加氢加工流出物料流，其中所述第二压缩机在所述第二分流管线上的连接处与所述顶部管线连通。
9.根据权利要求6的设备，其中所述第一加氢加工反应器为加氢裂化反应器，且所述第二加氢加工反应器为加氢处理反应器。
10.根据权利要求8的设备，其进一步包含与所述底部管线连通的分馏塔以将所述液体第二加氢加工流出物料流分馏成柴油。
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