CN103525460B - 一种催化裂化汽油选择性加氢脱硫和轻汽油醚化联合工艺 - Google Patents
一种催化裂化汽油选择性加氢脱硫和轻汽油醚化联合工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种催化裂化汽油选择性加氢工艺和轻汽油醚化的联合工艺，该工艺是将催化裂化汽油选择性加氢与轻汽油醚化两个工艺过程创新性的联合为一体，通过选择性加氢工艺脱除硫、氮等，其分离出的轻油组分叔碳烯烃含量高，再通过与甲醇的醚化反应生成叔戊基醚类，从而有效降低轻汽油组分的烯烃含量，增加轻汽油辛烷值，其中硫化物脱除率大于90%，二烯烃基本完全脱除，此外，经醚化单元后辛烷值可提高2～6个单位；且采用联合工艺，缩短了工艺流程，节省了设备投资费用和生产操作费用，减少设备占地。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油化工技术领域，具体地说涉及一种催化裂化汽油选择性加氢脱硫和轻汽油醚化联合工艺。
背景技术
随着城市污染严重，空气质量越来越差，各国对机动车辆排放废气中的NOx、SOx及芳烃含量等的限制更加苛刻。2007年7月1日，我国车用汽油的国III标准正式在全国范围内实施，要求硫含量从原标准的500ppm降低到150ppm以下。然而，由于相当多的炼厂技术水平的限制，尤其是以传统加氢脱硫的工艺存在着加氢同时会发生烯烃的大量饱和，直接导致辛烷值大幅降低，氢耗增大，油品质量下降的缺陷，并且已经影响到炼油厂的经济效益。针对这种状况，国内外研究机构相继开发了十几种汽油选择性加氢脱硫工艺，这些工艺主要针对催化汽油的中、重馏分，国外已工业化的技术埃克森美孚的Scan-fining、IFP的Prime-G及改进后的Prime-G+和CDTech的两段脱硫等，我国RIPP开发的RSDS及FRIPP开发的OCT-M均属此类技术。因此，汽油选择性加氢工艺越发受到重视。
专利（CN201110334936.4）公开了一种催化汽油选择性加氢脱硫生产清洁汽油的方法。该专利首先将全馏分催化汽油混氢后顺次进入预加氢反应器和预脱硫反应器中，以较低的辛烷值为代价，脱除其中的二烯烃、胶质、低分子硫化物等杂质，部分烯烃异构化；随后产物依次进入热高压分离器、冷高压分离器，分离出氢气和轻油，轻油再经分馏塔分出夹带的部分重油，并与热高分分离出的重油混合，进入重油加氢反应器脱除其中的硫化物，最后经轻油调和，尚可生产能够满足国Ⅳ、欧Ⅴ标准的清洁汽油。
虽然汽油选择性加氢工艺达到了很好的脱硫效果，但是仍然会损失一定的辛烷值，同时降低油品等级。如何既能降低硫含量，又能同时保证较高的辛烷值成为了一大技术难点。
汽油醚化是通过裂化轻汽油中的烯烃（主要是活性烯烃：异戊烯、异己烯等）和甲醇反应生成醚（高辛烷值汽油组分）生成低含量烯烃、高辛烷值的车用汽油。这种工艺反应条件缓和，对原料的适应性强，作为生产高品质清洁汽油的新兴工艺，引起了众多企业的高度重视。
Snamprogetti公司开发的深度醚化技术（SPDET）以FCC轻汽油为原料，通过醚化反应将活性的C5=～C7=转化为相应的甲基醚，同时采用烯烃骨架异构化工艺将n-C5=5转化为i-C5=并进一步醚化，烯烃转化率达42%。芬兰Neste公司在Porvoo炼油厂建设一套FCC轻汽油醚化装置，采用FCC汽油分出的全部C5、C6馏分和一半的C7馏分为原料，经双烯选择性加氢后进行醚化，烃类的总转化率为16.5%，约60%叔烯转化为醚。汽油的醚化、异构化工艺稳定了油品质量，有效降低了烯烃含量，同时提高了辛烷值。但是此类技术单独设置，成一个独立装置，这样无疑增加了企业的投资成本。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种既能有效降低硫含量，又能同时保证较高的辛烷值，且工艺简单，投资成本低的催化裂化汽油选择性加氢脱硫和轻汽油醚化联合工艺。
本发明所采取的技术方案为：
一种催化裂化汽油选择性加氢与轻汽油醚化联合工艺，其特征在于包括以下步骤：
（1）首先将催化裂化汽油与氢气混合后进入预加氢单元脱除二烯烃，再进入预脱硫单元脱除活性硫；
（2）将步骤（1）得到的产物送入热高压分离器中分离出热高分油和热高分气，其中热高分气再进入冷高压分离器中进行分离，得到冷高分油和冷高分气；
（3）将步骤（2）得到的热高风油和冷高分油送入汽油切割塔中，塔顶切出轻汽油，塔底切出重汽油；
（4）将步骤（3）得到的重汽油换热后与循环氢混合，经反应加热炉加热后，进入重汽油加氢脱硫反应器进行加氢脱硫反应，然后进入重馏分冷高压分离器进行分离，顶部分出重油冷高分气，中部分出重汽油；
（5）将步骤（4）的重汽油送入汽提塔进行精制，汽提塔顶分出轻汽油，塔底分出精制重汽油；
（6）将步骤（3）和步骤（5）得到的轻汽油作为醚化反应的原料，与甲醇进行醚化反应，随后将反应生成的醚化汽油精馏获得醚化物。
将所述步骤（2）和步骤（4）冷高风气混合后送入循环氢聚结器，分离出循环氢和轻油，其中循环氢经脱硫后与新氢混合并循环使用。
所述步骤（1）的预加氢单元脱除二烯烃的工艺条件为：氢分压为1.6～2.5MPa，反应温度为160～220℃，液时体积空速为5.0h-1～15h-1。
所述步骤（6）中的醚化反应工艺条件为：反应温度为30～120℃，反应压力为0.8～2.5MPa，液体空速为1.0～5.0h-1。
本发明将催化裂化汽油选择性加氢与轻汽油醚化两个工艺过程创新性的联合为一体，通过选择性加氢工艺脱除硫、氮等，使其分离出的轻油组分叔碳烯烃含量高，再通过与甲醇的醚化反应生成叔戊基醚类，从而有效降低轻汽油组分的烯烃含量，增加轻汽油辛烷值，其中硫化物脱除率大于90%，二烯烃基本完全脱除，此外，经醚化单元后辛烷值可提高2～6个单位；且采用联合工艺，缩短了工艺流程，节省了设备投资费用和生产操作费用，减少设备占地。
附图说明
图1为本发明的催化裂化汽油选择性加氢与轻汽油醚化联合工艺流程示意图。图中各编号的意义如下：
1：催化裂化汽油；2：氢气；3：循环氢；4：精制重汽油；:5：轻油；6：脱硫循环氢；7：富胺液；8：甲醇；9：C6和醚化产物；10：未反应甲醇和C5组分。
1-1：原料缓冲罐；1-2：催化汽油泵；1-3：选择性加氢反应器；1-4：预脱硫反应器；1-5：热高压分离器；1-6：冷高压分离器；1-7：汽油切割塔；1-8：重油加氢脱硫反应器；1-9：重馏分冷高压分离器；1-10：汽提塔；1-11：循环氢聚结器；1-12：循环氢脱硫塔；1-13：醚化反应器；1-14：反应精馏塔。
具体实施方式
1、原料油（催化裂解汽油1）首先在脱除10μm的杂质及颗粒后，送入原料缓冲罐1-1中，然后经催化汽油泵1-2升压，与氢气2混合后进入选择性加氢反应器1-3中，并在江苏佳誉信公司生产的商售加氢催化剂FDJY-01的作用下进行选择性加氢，脱除原料油中的二烯烃、胶质成分，并使部分烃类发生异构化。加氢工艺操作条件为：氢分压1.6MPa，入口反应温度120～180℃，液时空速为5～15h-1。随后再进入预脱硫反应器1-4中，在商售催化剂FDJZ-05的作用下脱除活性硫，其反应条件为：反应入口温度230～260℃，出口温度240～270℃，操作压力1.0～2.0MPa，反应空速为2～8h-1，氢油体积比为200～300。
2、脱硫后的加氢产物进入热高压分离器1-5，进行气液分离，底部分出热高分油直接作为汽油切割塔1-13的原料；顶部分出热高分气经空冷器、水冷器冷凝后，进入冷高压分离器1-6，进行分离。
3、上述以热高压分离器1-5分出的热高分油和冷高压分离器1-6分出的冷高分油作为汽油切割塔1-7的原料，进入汽油切割塔1-7，塔顶切出轻汽油，塔底切出重汽油。
4、汽油切割塔1-7塔底出来的重汽油换热后与循环氢3混合，经反应加热炉加热后，进入重油加氢脱硫反应器1-8中进行加氢脱硫反应获得重汽油加氢脱硫产物。
5、重汽油加氢脱硫产物经冷凝后，进入重馏分冷高压分离器1-9进行分离。顶部分出重油冷高分气，中部分出重汽油。
将冷高压分离器1-6和重馏分冷高压分离器1-9出来的冷高分气混合后送入循环氢聚结器1-11，分出循环氢和轻油5。循环氢再送入循环氢脱硫塔1-12脱硫后与新氢混合并循环使用（顶部出脱硫循环氢6，底部出富胺液7）。
6、重馏分冷高压分离器1-9分出的重汽油送入汽提塔1-10进行精制。汽提塔1-10塔顶分出轻汽油，塔底分出精制重汽油4。
7、汽油切割塔1-7塔顶切出的轻汽油和汽提塔1-10塔顶分出的轻汽油经碱洗文丘里管、碱洗混合器与10%碱液混合，脱除其中的硫化氢后，再经碱洗沉降罐沉降分离，分出的汽油进入水洗文丘里管和水洗混合器用除盐水水洗，沉降分离出精制轻汽油，作为醚化反应的原料。
8、精制轻汽油与甲醇混合进入吸附器，脱除轻汽油中的碱性氮化物、金属离子后，进入醚化反应器1-13，在树脂催化剂作用下，异构烯烃与甲醇反应生成高辛烷值低蒸汽压的醚化汽油。从反应器1-13的顶流出，再进入反应精馏塔1-14。在反应精馏塔1-14内，经过反应区、精馏区和提馏区的连续反应和分离，塔顶流出未反应甲醇和C5组分10，塔底流出C6组分和醚化物9。
上述其中催化剂的理化性质详见于表1，原料油的组成及性质详见于表2，原料油在不同工艺条件下实施，记为例A、B、C，其工艺条件和反应效果见表3。
表1催化剂的理化性质
表2原料油的主要性质
表3各实施例的反应效果
由表3可知，在实施例B中，经预加氢处理后，油品的二烯烃含量从1.6v%降低到0.25v%，脱除率达到84v%；经脱硫处理后，催化汽油中总硫含量降低到38.8ug/g，符合国IV汽油标准，达到了生产清洁汽油的目的；经醚化装置出来的产物几乎不含双烯，辛烷值净增4.5个单位。
Claims (3)
1.一种催化裂化汽油选择性加氢与轻汽油醚化联合工艺，其特征在于包括以下步骤：
（1）首先将催化裂化汽油与氢气混合后进入预加氢单元脱除二烯烃，再进入预脱硫单元脱除活性硫；
（2）将步骤（1）得到的产物送入热高压分离器中分离出热高分油和热高分气，其中热高分气再进入冷高压分离器中进行分离，得到冷高分油和冷高分气；
（3）将步骤（2）得到的热高分油和冷高分油送入汽油切割塔中，塔顶切出轻汽油，塔底切出重汽油；
（4）将步骤（3）得到的重汽油换热后与循环氢混合，经反应加热炉加热后，进入重汽油加氢脱硫反应器进行加氢脱硫反应，然后进入重馏分冷高压分离器进行分离，顶部分出重油冷高分气，中部分出重汽油；
（5）将步骤（4）的重汽油送入汽提塔进行精制，汽提塔顶分出轻汽油，塔底分出精制重汽油；
（6）将步骤（3）和步骤（5）得到的轻汽油作为醚化反应的原料，与甲醇进行醚化反应，随后将反应生成的醚化汽油精馏获得醚化物；
将所述步骤（2）和步骤（4）冷高分气混合后送入循环氢聚结器，分离出循环氢和轻油，其中循环氢经脱硫后与新氢混合并循环使用。
2.按照权利要求1所述的催化裂化汽油选择性加氢与轻汽油醚化联合工艺，其特征在于所述步骤（1）的预加氢单元脱除二烯烃的工艺条件为：氢分压为1.6～2.5MPa，反应温度为160～220℃，液时体积空速为5.0 h-1～15 h-1。
3.按照权利要求1所述的催化裂化汽油选择性加氢与轻汽油醚化联合工艺，其特征在于所述步骤（6）中的醚化反应工艺条件为：反应温度为30～120℃，反应压力为0.8～2.5MPa，液体空速为1.0～5.0 h-1。
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