CN104073289B - 一种液液抽提分离柴油中芳烃的方法 - Google Patents

Abstract

一种液液抽提分离柴油中芳烃的方法，包括将柴油引入第二抽提塔(2)的下部，抽提溶剂从上部引入第一抽提塔(1)，助溶剂从第二抽提塔(2)的上部引入，第二抽提塔(2)顶部的流出物进入第一抽提塔(1)的中部，第一抽提塔(1)顶排出的抽余油进入抽余油水洗塔(3)的下部，水进入抽余油水洗塔(3)上部，经水洗的抽余油从抽余油水洗塔(3)塔顶排出，水洗水从抽余油水洗塔(3)底部排出返回第二抽提塔(2)上部，第二抽提塔(2)底部抽出液进入溶剂回收塔(4)，抽提溶剂从溶剂回收塔(4)塔顶排出，抽出油从溶剂回收塔(4)塔底排出。该法采用两个液液抽提塔分离柴油中的芳烃，得到的抽余油十六烷值较高，抽出油烷烃含量较少。

Description

一种液液抽提分离柴油中芳烃的方法

技术领域

本发明为一种液液抽提分离烃类产品中芳烃和烷烃的方法，具体地说，是一种从柴油中分离芳烃和烷烃的方法。

背景技术

在发展低碳经济、循环经济、实现可持续发展的大形势下，油品质量升级步伐明显加快，新的环保法规中关于汽车尾气排放的控制对于柴油质量要求越来越高，特别是对柴油中芳烃含量和十六烷值的要求也越来越严格。在我国，催化裂化柴油（又称轻循环油，LCO）占成品柴油总量的20～30%左右，成为柴油池的重要组成部分。但是，由于国内催化裂化（FCC）装置操作苛刻度不断提高，LCO中芳烃含量均在40%以上，特别是石蜡基以外的原油经催化裂化产生的LCO中芳烃含量更高达60%以上，十六烷值很低。这部分柴油很难满足日益严格的柴油标准，必须通过改质才可作为成品柴油的调和组分。

传统的改质方法是对LCO进行加氢处理，或使柴油中的芳烃饱和，提高一定的十六烷值之后作为柴油的调和组分；或使柴油中的芳烃裂化成小分子烃类，作为高辛烷值汽油的调和组分。受环保要求的限制和市场需求的推动，国内FCC柴油加氢改质的技术得到快速的发展，但是加氢改质工艺的操作费用高、操作条件苛刻，导致柴油的生产成本大幅攀升。因此，开发新的成本低、投资小的非加氢柴油改质技术势在必行。

溶剂抽提技术可以有效分离饱和烃与芳烃，在BTX（苯、甲苯和二甲苯）生产和汽油馏分分离芳烃方面，已经有很多工业化的溶剂抽提工艺，如液液抽提法、抽提蒸馏法等。采用液液抽提技术从柴油馏分中分离出芳烃，不仅可以改善柴油质量，同时得到的芳烃进行处理可以得到高价值的BTX或高辛烷值汽油，不仅可以收到明显的经济效益，还能大大降低环境污染，产生良好的社会效益。

CN102021024A公开了一种制备高质量柴油的系统及其方法，该系统包括抽提装置，通过溶剂抽提脱除柴油中的一部分芳烃，抽余油经过加氢处理得到高质量柴油，抽提出的芳烃出系统。该发明处理的原料多样化，可以是各种柴油，将芳烃从柴油中分离出来，大大提高了柴油的十六烷值，降低了柴油凝点。

CN1769392A也公开了一种劣质柴油的改质方法，该方法由加氢改质工艺和溶剂抽提工艺组合而成，劣质柴油经加氢改质后的液相产物经溶剂抽提分离出其中的大部分芳烃，得到清洁柴油，抽提出的芳烃组分循环回加氢改质装置再次处理。该发明的组合工艺通过发挥各自工艺的特点，可以大幅度降低柴油馏分的芳烃含量，提高柴油馏分十六烷值，且保持较高的柴油收率。

采用溶剂抽提的方法可以有效分离出柴油中的芳烃组分，提高柴油馏分的十六烷值，但是目前对于柴油溶剂抽提改质的研究中，大多使用汽油馏分芳烃抽提的溶剂，如环丁砜、NMP等，所需剂油比大，溶剂回收过程复杂，且对于芳烃含量高的柴油馏分（如芳烃含量高于70%的LCO），会出现溶剂与原料混溶的现象，难于分层分离。

发明内容

本发明的目的是提供一种液液抽提分离柴油中芳烃的方法，该法采用两个液液抽提塔分离柴油中的芳烃，并采用易与柴油组分进行分离的溶剂，分离得到的抽余油十六烷值显著提高，抽出油烷烃含量较少。

本发明提供的液液抽提分离柴油中芳烃的方法，包括将柴油原料引入第二抽提塔的下部，抽提溶剂从上部引入第一抽提塔，助溶剂从第二抽提塔的上部引入第二抽提塔，第二抽提塔顶的流出物经管线进入第一抽提塔的中部，第一抽提塔底的流出物与柴油原料混合，第一抽提塔顶排出的抽余油进入抽余油水洗塔的下部，水进入抽余油水洗塔上部，经水洗的抽余油从抽余油水洗塔塔顶排出，水洗处理后的水从抽余油水洗塔底部排出作为助溶剂返回第二抽提塔上部，第二抽提塔底部排出的抽出液进入溶剂回收塔，经减压蒸馏，抽提溶剂从溶剂回收塔塔顶排出，抽出油从溶剂回收塔塔底排出。

本发明采用两个并列的液液抽提塔分离劣质柴油中的烷烃和芳烃，第一抽提塔的体积较第二抽提塔小，有利于劣质柴油中含量较少的烷烃的分离，使得抽提操作更易控制，并提高了抽提效率。本发明方法操作简单，设备投资小，易于利用现有装置进行改造。

附图说明

图1为本发明方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明采用两个并列的液液抽提塔分离劣质柴油中的烷烃和芳烃，第一抽提塔的设置更有利于柴油中烷烃的分离，特别是针对高芳烃含量的柴油馏分，可针对其烷烃含量较少的特点，单独设计第一抽提塔的高度和直径，使其更有利于分离柴油中的烷烃。本发明所用的抽提溶剂与助溶剂配合使用，所需溶剂比较低，无需抽余油回流，降低了装置能耗，增大了处理量，可使抽余油中芳烃含量降低到15质量%以下，十六烷值显著提高，抽出油中饱和烃含量不高于5质量%，所用抽提溶剂易于回收，可直接减压蒸馏分离。

本发明将柴油的液液抽提分离设置在两个并列的液液抽提塔中进行，再配一个抽余油水洗塔和溶剂回收塔。柴油原料从第二抽提塔的下部引入，抽提溶剂从第一抽提塔的上部引入，助溶剂在第二抽提塔的上部引入，第二抽提塔顶部的流出物返回第一抽提塔下部，第一抽提塔底的流出物与原料混合后进入第二抽提塔的下部，第二抽提塔底的流出物进入溶剂回收塔，得到贫溶剂和抽出油，第一抽提塔顶排出的抽余油进入抽余油水洗塔，经水洗后得到低芳烃含量的抽余油，为高十六烷值的柴油产品，水洗处理后的水可作为助溶剂使用。所述抽出油中主要含芳烃和少量烷烃，可根据生产需要进行后续处理。

所述从溶剂回收塔塔顶经分离后排出的抽提溶剂经脱水处理后返回第一抽提塔循环使用。

所述的抽提溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、乙二醇甲醚、糠醛或吗啡啉，助溶剂优选水。

所述抽提溶剂与柴油的质量比即溶剂比为0.5～2.0：1、优选0.8～1.5：1。

所述的助溶剂与抽提溶剂的质量比为0.02～0.1、优选0.02～0.06。

所述第一抽提塔和第二抽提塔的操作温度为10～100℃、优选20～50℃，压力为0.1～0.5MPa、优选0.1～0.3MPa。

所述溶剂回收塔的操作温度为70～140℃、优选80～120℃，压力为10～50kPa、优选20～40kPa。本发明所述的压力均为绝对压力。

本发明中，优选第一抽提塔的体积小于第二抽提塔，体积减小的方式可为第一抽提塔的直径小于第二抽提塔的直径，也可通过降低第一抽提塔高度的方法减小塔体积。优选在减小第一抽提塔直径的情况下，再降低塔高度。

所述第一抽提塔与第二抽提塔的直径比为0.5～0.9，优选0.6～0.8；第一抽提塔与第二抽提塔的高度比为0.2～0.7，优选0.3～0.6。

本发明所述柴油为高芳烃含量的柴油馏分，其中芳烃含量至少为50质量%、优选芳烃含量至少为65质量%的柴油原料。

所述的柴油选自催化裂化柴油（LCO）、焦化柴油、煤直接液化的柴油馏分和煤焦油的柴油馏分中的一种或几种。

下面结合附图说明本发明的方法。

图1为本发明提供的液液抽提分离柴油中芳烃的流程示意图，其中没有将所涉及的泵、换热装置等标出，每一工艺步骤中的某些设备也没有标出，但这对本领域普通技术人员是公知的。

图1中，抽提溶剂经管线5进入第一抽提塔1，劣质柴油原料由管线6经管线7进入第二抽提塔2的下部，助溶剂经管线10进入第二抽提塔2的上部，第二抽提塔2顶的流出物经管线8和管线9进入第一抽提塔1的中部，第一抽提塔1塔底的流出物与来自管线6的劣质柴油原料混合后经管线7进入第二抽提塔2的下部。第一抽提塔1塔顶排出的抽余油经管线12进入抽余油水洗塔3的下部，水经管线14引入抽余油水洗塔3的上部，水洗后的抽余油从塔顶经管线15排出，水洗处理后的水经塔底管线13与管线10进入的助溶剂混合后进入第二抽提塔2的上部；第二抽提塔2底部排出的抽出液经管线11进入溶剂回收塔4，经减压蒸馏，抽提溶剂从塔顶经管线17排出，经脱水处理后返回到第一抽提塔1循环使用，抽出油经溶剂回收塔4塔底管线16排出。

下面通过实例进一步详细说明本发明，但本发明并不限于此。

实例1

按图1所示的流程对表1所列性质的柴油原料进行液液抽提分离其中的芳烃，第一抽提塔直径为D₁，高度为H₁，第二抽提塔直径为D₂，高度为H₂。以DMF（N，N-二甲基甲酰胺）为抽提溶剂，水为助溶剂，抽提塔操作条件及尺寸比见表2，得到的抽余油和抽出油组成见表3。溶剂回收塔操作温度110℃，压力30kPa。

实例2

按实例1的方法对表1所列性质的柴油原料进行液液抽提分离其中的芳烃，不同的是改变抽提溶剂和助溶剂的进料量，抽提塔操作条件及尺寸比见表2，得到的抽余油和抽出油组成见表3。

实例3

按实例1的方法对表1所列性质的柴油原料进行液液抽提分离其中的芳烃，不同的是将抽提溶剂改为乙二醇甲醚，并改变抽提溶剂和助溶剂的进料量，抽提塔操作条件及尺寸比见表2，得到的抽余油和抽出油组成见表3。

实例4

按实例1的方法对表1所列性质的柴油原料进行液液抽提分离其中的芳烃，不同的是将抽提溶剂改为乙二醇甲醚，并改变抽提溶剂和助溶剂的进料量，抽提塔操作条件及尺寸比见表2，得到的抽余油和抽出油组成见表3。

从表3可知，采用本发明方法，得到的抽余油中芳烃含量降低到15质量%以下，十六烷值显著提高，抽出油中烷烃含量低于5.0质量%。

对比例1

按实例1的方法对柴油原料进行抽提分离，不同的是不加入助溶剂，分离过程中溶剂与原料油互溶，无法进行分离操作。

对比例2

按实例1的方法对表1所列性质的柴油原料进行液液抽提分离其中的芳烃，不同的是使用一个抽提塔，抽提塔直径与第二抽提塔直径相同，塔高度为第二抽提塔高度的2倍，柴油原料从抽提塔下部进入，抽提溶剂从塔上部进入，助溶剂从塔上部抽提溶剂的下方进入，抽提塔操作条件及尺寸比见表2，得到的抽余油和抽出油组成见表3。

由表3数据可知，若采用单塔，则抽提塔总体积增大，得到的抽余油中芳烃含量增多，十六烷值降低。

表1

烷烃含量，质量%	19.1
		环烷烃含量，质量%	10.5
芳烃含量，质量%	70.4
		单环芳烃含量，质量%	44.1
双环及以上芳烃含量，质量%	26.3
		十六烷值	27.7

表2

表3

注1：溶剂回收率不包括抽余油水洗水中的溶剂含量。

注2：回收溶剂中烃类主要是原料油中沸点较低的烃类物质，其含量与原料油沸程关系较大。

Claims (13)

1.一种液液抽提分离柴油中芳烃的方法，包括将柴油原料引入第二抽提塔（2）的下部，抽提溶剂从上部引入第一抽提塔（1），助溶剂从第二抽提塔（2）的上部引入第二抽提塔，第二抽提塔（2）顶的流出物经管线进入第一抽提塔（1）的中部，第一抽提塔（1）底的流出物与柴油原料混合，第一抽提塔（1）顶排出的抽余油进入抽余油水洗塔（3）的下部，水进入抽余油水洗塔（3）上部，经水洗的抽余油从抽余油水洗塔（3）塔顶排出，水洗处理后的水从抽余油水洗塔（3）底部排出作为助溶剂返回第二抽提塔（2）上部，第二抽提塔（2）底部排出的抽出液进入溶剂回收塔（4），经减压蒸馏，抽提溶剂从溶剂回收塔（4）塔顶排出，抽出油从溶剂回收塔（4）塔底排出。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于从溶剂回收塔（4）塔顶排出的抽提溶剂经脱水处理后返回第一抽提塔（1）循环使用。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的抽提溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、乙二醇甲醚、糠醛或吗啡啉，助溶剂为水。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于抽提溶剂与柴油的质量比为0.5～2.0：1。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的助溶剂与抽提溶剂的质量比为0.02～0.1。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于第一抽提塔（1）和第二抽提塔（2）的操作温度为10～100℃，压力为0.1～0.5MPa。

7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于溶剂回收塔（4）的操作温度为70～140℃，压力为10～50kPa。

8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于第一抽提塔（1）与第二抽提塔（2）的直径比为0.5～0.9。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于第一抽提塔（1）与第二抽提塔（2）的直径比为0.6～0.8。

10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于第一抽提塔（1）与第二抽提塔（2）的高度比为0.2～0.7。

11.按照权利要求10所述的方法，其特征在于第一抽提塔（1）与第二抽提塔（2）的高度比为0.3～0.6。

12.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述柴油的芳烃含量至少为50质量%。

13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于所述的柴油选自催化裂化柴油、焦化柴油、煤直接液化的柴油馏分和煤焦油的柴油馏分中的一种或几种。