CN104711019B - 利用费托合成油生产柴油和喷气燃料的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用费托合成油生产喷气燃料和柴油的系统及方法，该系统的工艺方法包括加氢精制和加氢改质两部分，费托合成油首先和氢气混合后进入加氢精制反应器，产物进入分馏塔，切割出的石脑油馏分作为乙烯裂解原料，柴油馏分进入加氢异构化反应器，尾油进入加氢裂化反应器，两个反应器产物混合后进入分馏塔，可得到航空煤油和柴油产品，尾油则循环去裂化反应器。相对于常见的精制—裂化串联工艺用该方法可以生产优质柴油、航空煤油和加氢蜡油产品，具有工艺简单、过程稳定，设备投资少、成本低廉，运转周期长，柴油和航空煤油收率高并可直接作为燃料或优质调和组分。

Description

利用费托合成油生产柴油和喷气燃料的系统及方法
技术领域
本发明涉及费托合成油深度加工技术领域，具体地指一种利用费托合成油生产柴油和喷气燃料的系统及方法。
背景技术
目前全球范围内的能源主要来源于化石能源，其中石油是马达燃料的最主要来源。石油属于不可再生能源，不仅资源日益枯竭，而且重质化和劣质化趋势加剧。而世界经济持续发展、环保法规日益严格需要生产大量轻质清洁燃料，这些都要求对现有的炼油技术进行完善和改进的同时增加新的石油替代品，以最低的成本生产出符合要求的产品。催化裂化是重质油轻质化的重要手段之一，但是随着催化裂化加工原料的劣质化和重质化，其操作条件越来越苛刻，轻质产品收率和产品性质变差，而催化裂化原料加氢处理技术不仅可以除去硫、氮、金属等杂质的含量，还可改善进料的裂化性能，降低FCC(催化裂化)操作苛刻度；改善产品分布，提高目的产品选择性；降低干气和焦炭产率，提高FCC装置的经济性；降低目的产品硫含量；减少再生烟气中SOx及NOx含量等。
中国是一个多煤缺油的国家，2009年我国原油进口总量达1.99亿吨，对外依存度已达51.3％以上。预计2020年，我国对原油对外进口总量将超过60％。国际石油市场的波动和变化将直接影响我国经济乃至政治的安全和稳定。通过非石油路线合成液体燃料解决液体燃料供需问题，不仅满足国家能源战略安全要求，而且对国民经济长期稳定可持续发展具有重要的促进作用。在众多替代能源技术中，费托合成技术成为各国、各大石油公司技术开发的热点。费托合成的原料来源广泛，煤、天然气、油田伴生气、炼厂轻烃、劣质渣油等均可以作为合成气的生产原料。
采用费托合成技术生产的液体燃料燃烧性能好，排放污染小，被称为清洁能源。因此，开发石油替代能源是解决石油紧缺和国家能源安全的最可行措施之一。如果能将费托合成产物以高效洁净的工艺方法大规模地转化为液体燃料，将会有效地缓解油品供应的紧张状况，促进经济持续稳定地发展。费托合成产物的烃类组成和主要性质与石油产品差异较大，主要由烷烃和烯烃构成，且硫、氮含量极低，但含有一定量的氧。费托合成产物得到的各个馏分需要经过相应的加氢提质，才能得到合格的液体燃料及化学品。通常，液态烃和合成蜡经加氢处理后可以生产出柴油、喷气燃料、汽油、石脑油和精制蜡等产品。
费托合成油具有无硫、无氮和无芳烃的特点，是环境友好的燃料油和化学品。但是合成粗油品中含有大量的烯烃和一定量的含氧化合物，尤其是酸性含氧化合物会严重腐蚀设备，不利于合成粗油品的进一步加工和利用。所以必须采用适当的方法对费托合成油进行加氢脱氧和烯烃饱和。作为费托合成技术的主要目的之一，生产柴油是合成油工厂的重要任务，而传统低温法合成油和高温法合成油通过加氢方法生产柴油的过程均存在一定问题。由于低温法合成油的特点，使得加氢后的柴油馏分具有凝点高、密度低的特点，无法直接作为商品柴油销售。高温法费托合成油由于具有较高的烯烃和二烯烃含量，加氢过程中非常容易结焦，进而缩短了装置运转周期。
针对费托合成油的加氢改质，各大研究机构开发了一些相关技术，分别对低温法和高温法费托合成油进行了各种改进，但是这些已知技术都存在一些不足：
美国专利申请US6309432公开了一种加工提质费托合成油的方法，该法先将费托合成油以371℃为分界点切割成轻重两个馏分，低于371℃的轻馏分先后经过热分分离和冷分分离系统得到246～371℃馏分和C5～246℃馏分，246～371℃馏分和高于371℃的重馏分经过加氢异构裂化反应器，在烯烃饱和、加氢脱氧的同时，正构烷烃发生加氢异构和加氢裂化反应，异构产物主要为单甲基支化烃类，C5～246℃馏分不经过加氢处理，而是与加氢裂化反应器出来的产物混合后去分馏塔，切割得到相应的喷气燃料等馏分。由于费托油中含有较高含量的烯烃和氧含量，直接与异构裂化催化剂接触，会影响催化剂的稳定性和运转周期，且产品质量较差。
中国发明专利公开号CN15944509A介绍了一种将费托合成重质烃和/或釜底蜡，采用铁基催化剂在悬浮床反应器中进行加氢转化，生产石脑油和柴油产品的方法。具体方法是将Fe基催化剂和费托合成重质烃/或釜底蜡原料在储罐混合均匀，然后与氢气混合加热至300～400℃进入悬浮床反应器进行加氢裂化和异构化反应，加氢转化的反应压力为3.0～20.0MPa，反应温度为350～500℃，氢油体积比为300～1800，液体空速为0.1～3.0h-1，悬浮床工艺的加氢性能较弱，反应条件要求苛刻，产品的性质较差。另外，固定床加氢精制反应器是使用上进料方式，因此，难于避免前述床层温度梯度及压降均较大，反应器上部易结焦，氢气需要循环，需配置循环氢压缩机，装置投资及运行成本较高的问题。
中国发明专利申请号CN200510068181.2提供了一种集成式费托合成油加氢改质的方法。该法先将费托合成油全馏分和氢气混合进入加氢精制反应器，在加氢精制催化剂作用下发生加氢脱氧、烯烃饱和等反应。加氢精制后的合成油依次经高、低压分离后，进入分馏塔进行切割，切出轻、重石脑油和煤油、柴油馏分后，分馏塔底得到的尾油进入加氢裂化反应器，在加氢异构裂化催化剂的作用下，重质馏分最大限度地转化为中间馏分油产物。加氢裂化反应器的产物与加氢精制反应产物混合并依次经高、低压分离后，进入分馏塔进行切割得到目的产物。其不足之处在于采用集成式流程，操作灵活性较小，生产低凝柴油时，柴油收率低。
Shell公司在美国专利申请US6858127中公开了一种生产中间馏分油的方法，该方法采用的是将至少部分合成油进行加氢裂化，然后再将分离出来的煤柴油馏分和尾油进行加氢裂化，最后分离产物中的煤柴油馏分，其中柴油馏分冷凝点虽然可以降至-28℃，但是其密度仅能达到为0.78g/cm3，依然不能满足新柴油标准对密度的要求。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述现有技术存在的不足，提供一种利用费托合成油生产柴油和喷气燃料的系统及方法。本发明包括加氢精制和加氢改质两部分，费托合成油首先和氢气混合后进入加氢精制反应器，产物进入分馏塔，切割出的石脑油馏分作为乙烯裂解原料，柴油馏分进入加氢异构化反应器，尾油进入加氢裂化反应器，两个反应器产物混合后进入分馏塔，可得到航空煤油和柴油产品，尾油则循环去裂化反应器。相对于常见的精制—裂化串联工艺用而言，本发明可以生产优质柴油、航空煤油和加氢蜡油产品，具有工艺简单、过程稳定，设备投资少、成本低廉、运转周期长、柴油和航空煤油收率高等特点，可直接作为燃料或优质调和组分。
本发明为实现该目的，提供了一种利用费托合成油生产柴油和喷气燃料的系统，其特征在于：它包括加氢精制反应器、热高压分离器、第一精馏塔、加氢裂化反应器、加氢异构化反应器、第二精馏塔、第一混合室和第二混合室；
所述加氢精制反应器设有原料进入口和精制产物排出口；
所述热高压分离器上设有分离油排出口以及与所述精制产物排出口连通的精制产物进入口；
所述第一精馏塔上设有尾油馏分排出口、柴油馏分排出口以及与所述分离油排出口连通的分离油进入口；
所述第一混合室设有循环氢进气口、第一混合输出口以及与所述尾油馏分排出口连通的尾油馏分进入口；
所述加氢裂化反应器上设有加氢裂化产物排出口以及与第一混合输出口连通的第一混合物输入口；
所述第二混合室设有新氢进气口、第二混合输出口以及与所述柴油馏分排出口连通的柴油馏分进入口；
所述加氢异构化反应器上设有加氢异构产物排出口以及与第二混合输出口连通的第二混合物输入口；
所述第二精馏塔上设有航煤产品排出口、柴油产品排出口以及与加氢裂化产物排出口和加氢异构产物排出口连通的混合加氢产物进入口。
上述技术方案中，它还包括冷凝分馏塔，所述冷凝分馏塔上设有气体进入口，第四气体排出口和液体排出口；
所述热高压分离器上还设有第一气体排出口、所述第一精馏塔上还设有第二气体排出口、所述第二精馏塔上还设有第三气体排出口；
所述热高压分离器上的第一气体排出口、第一精馏塔上的第二气体排出口、第二精馏塔上的第三气体排出口均与所述冷凝分馏塔上的气体进入口连通，所述冷凝分馏塔上的第四气体排出口与加氢精制反应器上的原料进入口连通；
所述第二精馏塔还设有石脑油馏分排出口、尾油馏分和石蜡循环利用排出管路，所述第一精馏塔上还设有石脑油馏分排出口；所述尾油馏分和石蜡循环利用排出管路与所述第一混合室的尾油馏分进入口连通，所述尾油馏分和石蜡循环利用排出管路上通过三通连通有石蜡产品排出口；
所述第四气体排出口与加氢精制反应器的原料进入口之间的管路上接入混合油输入管和循环氢气输入管。
本发明还提供了一种利用上述系统生产柴油和喷气燃料的方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：将费托合成油通过混合油输入管输送到管路，将循环氢气通过循环氢气输入管输送到管路中，上述循环氢气与费托合成油充分混合后通过原料进入口进入加氢精制反应器中，并在加氢精制催化剂的作用下进行加氢精制反应，生成精制产物；
步骤2：步骤1中所述精制产物经通过精制产物进入口进入热高压分离器，产生分离油和裂化石油气体，分离油由分离油排出口排出并通过分离油进入口进入第一精馏塔中，裂化石油气体由热高压分离器上的气体排出口排出；
步骤3：步骤2中所述分离油通过第一精馏塔精馏出尾油馏分、柴油馏分、石脑油馏分和裂化石油气体；所述尾油馏分由尾油馏分排出口排出并通过尾油馏分进入口进入第一混合室，循环氢通过循环氢进气口进入第一混合室，尾油馏分与循环氢在第一混合室混合后通过第一混合输出口和第一混合物输入口进入加氢裂化反应器；所述柴油馏分由柴油馏分排出口排出并通过柴油馏分进入口进入第二混合室，新氢通过新氢进气口进入第二混合室，所述柴油馏分和新氢在第二混合室内混合后通过第二混合输出口和第二混合物输入口进入加氢异构化反应器；所述裂化石油气体由第二气体排出口排出；
步骤4：在加氢裂化反应器中尾油馏分与循环氢经过加氢裂化反应产生加氢裂化产物；在加氢异构化反应器中柴油馏分和新氢经过加氢异构化反应产生加氢异构化产物；
步骤5：所述加氢裂化产物由加氢裂化产物排出口排除，加氢异构化产物由加氢异构产物排出口排除，上述排除的加氢裂化产物和加氢异构化产物混合后通过混合加氢产物进入口进入第二精馏塔中，加氢裂化产物和加氢异构化产物的混合物经过第二精馏塔产生裂化石油气体、航煤产品、柴油产品、石蜡产品、尾油馏分和石脑油馏分，所述航煤产品通过航煤产品排出口输入到航煤产品罐，柴油产品通过柴油产品排出口输入到柴油产品罐，石脑油馏分通过石脑油馏分排出口输入到石脑油产品罐；
当主生产航煤产品和柴油产品时，上述产生的所述尾油馏分和石蜡的混合物由尾油馏分和石蜡循环利用排出管路排出并通过尾油馏分进入口进入第一混合室与循环氢混合后进入加氢裂化反应器中，当主生产石蜡产品时，上述产生的所述尾油馏分和石蜡的混合物由石蜡产品排出口排出；上述产生的所述裂化石油气体由第二精馏塔上的第三气体排出口排出；
步骤6：步骤2、步骤3和步骤5中排出的所述裂化石油气体混合后通过气体进入口进入冷凝分馏塔中，经过冷凝产生气相和液相，气相由第四气体排出口排出并通过原料进入口进入加氢精制反应器中，进行循环利用，液相由液体排出口导出并和石脑油馏分汇合一起作为乙烯裂解原料。
本发明的系统和方法将柴油和航煤馏分在较为缓和的操作条件下进行加氢异构化反应，可最大程度地减少裂化反应，使得柴油和航煤馏分的收率达到最大，蜡油馏分则经过装有加氢裂化和异构化双功能催化剂的反应器进行加氢裂化和异构化反应后，得到能满足国四柴油标准的柴油和3#航煤产品，并且收率高。另外，本发明还可得到石蜡产品，可根据生产需求来调整生产方案，克服了背景技术中介绍的传统方案运转周期短、产品质量差、反应条件苛刻、操作灵活性小、柴油收率低的缺点。经过本发明工艺方法得到的柴油产品和航煤产品的收率高，柴油十六烷值可达60以上，凝点<0℃，可作为优质的柴油调和组分或柴油产品；航煤产品烟点>25mm，冰点<-47℃，可作为3#喷气燃料或调和组分；本工艺方法的流程简单，反应条件缓和，生产方案灵活，操作成本低，易于工业化。
附图说明
图1：为本发明利用费托合成油生产柴油和喷气燃料的系统的结构示意图。
图中：A—加氢精制反应器、A1—原料进入口、A2—精制产物排出口、B—热高压分离器、B1—精制产物进入口、B2—分离油排出口、B3—第一气体排出口、C—第一精馏塔、C1—分离油进入口、C2—尾油馏分排出口、C3—柴油馏分排出口、C4—石脑油馏分排出口、C5—第二气体排出口、D—加氢裂化反应器、D1—加氢裂化产物排出口、D2—第一混合物输入口、E—加氢异构化反应器、E1—加氢异构产物排出口、E2—第二混合物输入口、F—第二精馏塔、F1—混合加氢产物进入口、F2—第三气体排出口、F3—石脑油馏分排出口、F4—航煤产品排出口、F5—柴油产品排出口、F6—尾油馏分和石蜡循环利用排出管路、F7—石蜡产品排出口、G—冷凝分馏塔、G1—气体进入口，G2—第四气体排出口、G3—液体排出口、H—第二混合室、H1—第二混合输出口、H2—新氢进气口、H3—柴油馏分进入口、H—第二混合室、H1—第二混合输出口、H2—新氢进气口、H3—柴油馏分进入口、I—第一混合室、I1—第一混合输出口、I2—循环氢进气口、I3—尾油馏分进入口、J—混合油输入管、K—循环氢气输入管。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
如图1所述的利用费托合成油生产柴油和喷气燃料的系统，它包括加氢精制反应器A、热高压分离器B、第一精馏塔C、加氢裂化反应器D、加氢异构化反应器E、第二精馏塔F、第一混合室I和第二混合室H；
所述加氢精制反应器A设有原料进入口A1和精制产物排出口A2；
所述热高压分离器B上设有分离油排出口B2以及与所述精制产物排出口A2连通的精制产物进入口B1；
所述第一精馏塔C上设有尾油馏分排出口C2、柴油馏分排出口C3以及与所述分离油排出口B2连通的分离油进入口C1；
所述第一混合室I设有循环氢进气口I2、第一混合输出口I1以及与所述尾油馏分排出口C2连通的尾油馏分进入口I3；
所述加氢裂化反应器D上设有加氢裂化产物排出口D1以及与第一混合输出口I1连通的第一混合物输入口D2；
所述第二混合室H设有新氢进气口H2、第二混合输出口H1以及与所述柴油馏分排出口C3连通的柴油馏分进入口H3；
所述加氢异构化反应器E上设有加氢异构产物排出口E1以及与第二混合输出口H1连通的第二混合物输入口E2；
所述第二精馏塔F上设有航煤产品排出口F4、柴油产品排出口F5以及与加氢裂化产物排出口D1和加氢异构产物排出口E1连通的混合加氢产物进入口F1。
上述技术方案中，它还包括冷凝分馏塔G，所述冷凝分馏塔G上设有气体进入口G1，第四气体排出口G2和液体排出口G3；
所述热高压分离器B上还设有第一气体排出口B3、所述第一精馏塔C上还设有第二气体排出口C5、所述第二精馏塔F上还设有第三气体排出口F2；
所述热高压分离器B上的第一气体排出口B3、第一精馏塔C上的第二气体排出口C5、第二精馏塔F上的第三气体排出口F2均与所述冷凝分馏塔G上的气体进入口G1连通，所述冷凝分馏塔G上的第四气体排出口G2与加氢精制反应器A上的原料进入口A1连通；
所述第二精馏塔F还设有石脑油馏分排出口F3、尾油馏分和石蜡循环利用排出管路F6，所述第一精馏塔C上还设有石脑油馏分排出口C4；所述尾油馏分和石蜡循环利用排出管路F6与所述第一混合室I的尾油馏分进入口I3连通，所述尾油馏分和石蜡循环利用排出管路F6上通过三通连通有石蜡产品排出口F7{此时设计可以提高生产的灵活性，当当需要得到更多的航煤产品和柴油产品时，步骤5中产生的所述尾油馏分和石蜡的混合物(混合物中95％以上为石蜡)由尾油馏分和石蜡循环利用排出管路F6排出并通过尾油馏分进入口I3进入第一混合室I与循环氢混合后进入加氢裂化反应器D中，当需要石蜡产品时，步骤5中产生的所述尾油馏分和石蜡的混合物由石蜡产品排出口F7排出}；
所述第四气体排出口G2与加氢精制反应器A的原料进入口A1间的管路M上接入混合油输入管J和循环氢气输入管K。
利用上述系统生产柴油和喷气燃料的方法，它包括如下步骤：
步骤1：将费托合成油通过混合油输入管J输送到管路M，将循环氢气通过循环氢气输入管K输送到管路M中，上述循环氢气与费托合成油充分混合后通过原料进入口A1进入加氢精制反应器A中，并在加氢精制催化剂的作用下进行加氢精制反应，生成精制产物；
步骤2：步骤1中所述精制产物经通过精制产物进入口B1进入热高压分离器B，产生分离油和裂化石油气体，分离油由分离油排出口B2排出并通过分离油进入口C1进入第一精馏塔C中，裂化石油气体由热高压分离器B上的气体排出口B3排出；
步骤3：步骤2中所述分离油通过第一精馏塔C精馏出尾油馏分、柴油馏分、石脑油馏分和裂化石油气体；所述尾油馏分由尾油馏分排出口C2排出并通过尾油馏分进入口I3进入第一混合室I，循环氢通过循环氢进气口I2进入第一混合室I，尾油馏分与循环氢在第一混合室I混合后通过第一混合输出口I1和第一混合物输入口D2进入加氢裂化反应器D；所述柴油馏分由柴油馏分排出口C3排出并通过柴油馏分进入口H3进入第二混合室H，新氢通过新氢进气口H2进入第二混合室H，所述柴油馏分和新氢在第二混合室H内混合后通过第二混合输出口H1和第二混合物输入口E2进入加氢异构化反应器E；所述裂化石油气体由第二气体排出口C5排出；
步骤4：在加氢裂化反应器D中尾油馏分与循环氢经过加氢裂化反应产生加氢裂化产物；在加氢异构化反应器E中柴油馏分和新氢经过加氢异构化反应产生加氢异构化产物；
步骤5：所述加氢裂化产物由加氢裂化产物排出口D1排除，加氢异构化产物由加氢异构产物排出口E1排除，上述排除的加氢裂化产物和加氢异构化产物混合后通过混合加氢产物进入口F1进入第二精馏塔F中，加氢裂化产物和加氢异构化产物的混合物经过第二精馏塔F(靠温度不同对相应馏分进行分离)产生裂化石油气体、航煤产品、柴油产品、石蜡产品、尾油馏分和石脑油馏分，所述航煤产品通过航煤产品排出口F4输入到航煤产品罐，柴油产品通过柴油产品排出口F5输入到柴油产品罐，石脑油馏分通过石脑油馏分排出口F3输入到石脑油产品罐，石脑油馏分可作为乙烯裂解原料；
当主生产航煤产品和柴油产品时，上述产生的所述尾油馏分和石蜡的混合物(混合物中95％以上为石蜡)由尾油馏分和石蜡循环利用排出管路F6排出并通过尾油馏分进入口I3进入第一混合室I与循环氢混合后进入加氢裂化反应器D中，当主生产石蜡产品时，上述产生的所述尾油馏分和石蜡的混合物由石蜡产品排出口F7排出，进入石蜡产品罐；步骤5中产生的所述裂化石油气体由第二精馏塔F上的第三气体排出口F2排出；
步骤6：步骤2、步骤3和步骤5中排出的所述裂化石油气体混合后通过气体进入口G1进入冷凝分馏塔G中，经过冷凝产生气相和液相，气相由第四气体排出口G2排出并通过原料进入口A1进入加氢精制反应器A中，进行循环利用，液相由液体排出口G3导出并和石脑油馏分汇合一起作为乙烯裂解原料。
上述技术方案中，所述步骤1中使用的费托合成油包括单独的低温法费托合成油(低温范围在200～240℃)、或单独的高温法费托合成油(高温范围在250～350℃)、或低温法费托合成油和高温法费托合成油的部分和/或全馏分混合油。
上述技术方案的步骤1中加氢精制反应器A的反应条件为：
反应温度260℃～400℃，反应压力2.0MPa～20.0MPa，体积空速0.5h-1～3.0h-1，氢油比500:1～2000:1。
上述技术方案的步骤4中加氢异构化反应器E的加氢异构化反应条件为：
反应温度280℃～400℃，反应压力4.0MPa～15.0MPa，体积空速0.5h-1～3.0h-1，氢油比500:1～2000:1。
上述技术方案的步骤4中加氢裂化反应器D的加氢裂化反应条件为：
反应温度280℃～450℃，反应压力5.0MPa～20.0MPa，体积空速0.5h-1～3.0h-1，氢油比500:1～2000:1。
上述技术方案的步骤1中加氢精制反应器A的加氢精制反应条件优选为：
反应温度280℃～390℃，反应压力4.0MPa～15.0MPa，体积空速0.5h-1～2.0h-1，氢油比500:1～1500:1。
上述技术方案的步骤4中加氢异构化反应器E的加氢异构化反应条件优选为：
反应温度280℃～370℃，反应压力5.0MPa～12.0MPa，体积空速0.5h-1～2.0h-1，氢油比500:1～1500:1。
上述技术方案的步骤4中加氢裂化反应器D的加氢裂化反应条件优选为：
反应温度320℃～400℃，反应压力5.0MPa～15.0MPa，体积空速0.5h-1～2.0h-1，氢油比700:1～1500:1。
下面以高温和低温费托合成全馏分为原料具体介绍本发明，高温和低温费托合成全馏分的性质见表1。
按照图1所示流程，费托合成产物经加氢精制后分馏得到干气、石脑油柴油和重油，其中干气经气液分离器G作为循环氢，石脑油馏分作为乙烯裂解原料，柴油馏分进入加氢异构化反应器E，重油进入加氢裂化反应器D。
表1低温和高温费托合成全馏分油性质
实施例1
本实验方案原料为低温、高温合成油配比为1:1。加氢精制反应器A的操作条件为：反应压力5MPa，反应温度340℃，体积空速1.0h-1，氢油比700:1；加氢裂化反应器D的操作条件为：反应压力5MPa，反应温度340℃，体积空速0.8h-1，氢油比700:1；加氢异构化反应器E的操作条件为：反应温度330℃，反应压力5MPa，体积空速0.5h-1，氢油比700:1。其中精制-裂化一段串联作为对比试验。操作工艺条件和产品性质分别列于表2和表3中。
表2方案1和对比方案的操作工艺条件
方案编号 方案1 对比方案
工艺流程 尾油部分循环 尾油部分循环
精制段/裂化/异构段催化剂 精制剂1/裂化剂1/异构剂1 精制剂1/裂化剂1
反应压力/MPa 5.0 6.0
精制/改质/异构空速/h-1 1.0/0.8/0.5 0.8/1.0
精制/改质/异构反应温度/℃ 320/350/330 320/360
氢油比 700:1 700:1
表3航煤产品和柴油产品性质
实施例2
本实验方案中原料低温和高温合成油配比为2:1。加氢精制反应器A的操作条件为：反应压力7MPa，反应温度350℃，体积空速2.0h-1，氢油比900:1；加氢裂化反应器D的操作条件为：反应压力7MPa，反应温度375℃，体积空速1.3h-1，氢油比900:1；加氢异构化反应器E的操作条件为：反应温度350℃，反应压力7MPa，体积空速1.0h-1，氢油比900:1。其中精制-裂化一段串联作为对比试验。操作工艺条件和产品性质分别列于表4和表5中所示。
表4方案2和对比方案操作工艺条件
方案编号 方案2 对比方案
工艺流程 尾油全循环 尾油全循环
精制段/裂化/异构段催化剂 精制剂2/裂化剂2/异构剂2 精制剂2/裂化剂2
反应压力/MPa 7.0 10.0
精制/改质/异构体积空速/h-1 2.0/1.3/1.0 1.5/2.0
精制/改质/异构反应温度/℃ 350/370/350 350/370
氢油比 900:1 900:1
表5航煤和柴油产品性质
由实施例1和实施例2可以看出，本工艺方案与现有的精制-裂化一段串联工艺方案相比，工艺操作条件更为缓和，并且航煤产品的烟点和冰点均能满足3#航煤的质量标准，产品收率提高了10％以上；并且十六烷值>60，虽然十六烷值略有降低，但是柴油产品的凝点明显降低，并且柴油产品的收率最大提高了20％。
上述实施例更清楚地说明了本发明方法的优点，以及本发明所得产物所能达到的水平。按照本发明的方法，费托合成油的各个组分得到充分利用，并且相比于一般的费托蜡加氢裂化生产中间馏分油工艺，本发明方法具有产品质量好、收率高的明显优势。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人员皆可在不违背本发明的精神和范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所述技术领域常规技术人员在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种利用费托合成油生产柴油和喷气燃料的系统，其特征在于：它包括加氢精制反应器(A)、热高压分离器(B)、第一精馏塔(C)、加氢裂化反应器(D)、加氢异构化反应器(E)、第二精馏塔(F)、第一混合室(I)和第二混合室(H)；
所述加氢精制反应器(A)设有原料进入口(A1)和精制产物排出口(A2)；
所述热高压分离器(B)上设有分离油排出口(B2)以及与所述精制产物排出口(A2)连通的精制产物进入口(B1)；
所述第一精馏塔(C)上设有尾油馏分排出口(C2)、柴油馏分排出口(C3)以及与所述分离油排出口(B2)连通的分离油进入口(C1)；
所述第一混合室(I)设有循环氢进气口(I2)、第一混合输出口(I1)以及与所述尾油馏分排出口(C2)连通的尾油馏分进入口(I3)；
所述加氢裂化反应器(D)上设有加氢裂化产物排出口(D1)以及与第一混合输出口(I1)连通的第一混合物输入口(D2)；
所述第二混合室(H)设有新氢进气口(H2)、第二混合输出口(H1)以及与所述柴油馏分排出口(C3)连通的柴油馏分进入口(H3)；
所述加氢异构化反应器(E)上设有加氢异构产物排出口(E1)以及与第二混合输出口(H1)连通的第二混合物输入口(E2)；
所述第二精馏塔(F)上设有航煤产品排出口(F4)、柴油产品排出口(F5)以及与加氢裂化产物排出口(D1)和加氢异构产物排出口(E1)连通的混合加氢产物进入口(F1)；
它还包括冷凝分馏塔(G)，所述冷凝分馏塔(G)上设有气体进入口(G1)，第四气体排出口(G2)和液体排出口(G3)；
所述热高压分离器(B)上还设有第一气体排出口(B3)、所述第一精馏塔(C)上还设有第二气体排出口(C5)、所述第二精馏塔(F)上还设有第三气体排出口(F2)；
所述热高压分离器(B)上的第一气体排出口(B3)、第一精馏塔(C)上的第二气体排出口(C5)、第二精馏塔(F)上的第三气体排出口(F2)均与所述冷凝分馏塔(G)上的气体进入口(G1)连通，所述冷凝分馏塔(G)上的第四气体排出口(G2)与加氢精制反应器(A)上的原料进入口(A1)连通；
所述第二精馏塔(F)还设有石脑油馏分排出口(F3)、尾油馏分和石蜡循环利用排出管路(F6)，所述第一精馏塔(C)上还设有石脑油馏分排出口(C4)；所述尾油馏分和石蜡循环利用排出管路(F6)与所述第一混合室(I)的尾油馏分进入口(I3)连通，所述尾油馏分和石蜡循环利用排出管路(F6)上通过三通连通有石蜡产品排出口(F7)；
所述第四气体排出口(G2)与加氢精制反应器(A)的原料进入口(A1)之间的管路(M)上接入混合油输入管(J)和循环氢气输入管(K)。
2.一种利用权利要求1所述系统生产柴油和喷气燃料的方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：将费托合成油通过混合油输入管(J)输送到管路(M)，将循环氢气通过循环氢气输入管(K)输送到管路(M)中，上述循环氢气与费托合成油充分混合后通过原料进入口(A1)进入加氢精制反应器(A)中，并在加氢精制催化剂的作用下进行加氢精制反应，生成精制产物；
步骤2：步骤1中所述精制产物经通过精制产物进入口(B1)进入热高压分离器(B)，产生分离油和裂化石油气体，分离油由分离油排出口(B2)排出并通过分离油进入口(C1)进入第一精馏塔(C)中，裂化石油气体由热高压分离器(B)上的气体排出口(B3)排出；
步骤3：步骤2中所述分离油通过第一精馏塔(C)精馏出尾油馏分、柴油馏分、石脑油馏分和裂化石油气体；所述尾油馏分由尾油馏分排出口(C2)排出并通过尾油馏分进入口(I3)进入第一混合室(I)，循环氢通过循环氢进气口(I2)进入第一混合室(I)，尾油馏分与循环氢在第一混合室(I)混合后通过第一混合输出口(I1)和第一混合物输入口(D2)进入加氢裂化反应器(D)；所述柴油馏分由柴油馏分排出口(C3)排出并通过柴油馏分进入口(H3)进入第二混合室(H)，新氢通过新氢进气口(H2)进入第二混合室(H)，所述柴油馏分和新氢在第二混合室(H)内混合后通过第二混合输出口(H1)和第二混合物输入口(E2)进入加氢异构化反应器(E)；所述裂化石油气体由第二气体排出口(C5)排出；
步骤4：在加氢裂化反应器(D)中尾油馏分与循环氢经过加氢裂化反应产生加氢裂化产物；在加氢异构化反应器(E)中柴油馏分和新氢经过加氢异构化反应产生加氢异构化产物；
步骤5：所述加氢裂化产物由加氢裂化产物排出口(D1)排除，加氢异构化产物由加氢异构产物排出口(E1)排除，上述排除的加氢裂化产物和加氢异构化产物混合后通过混合加氢产物进入口(F1)进入第二精馏塔(F)中，加氢裂化产物和加氢异构化产物的混合物经过第二精馏塔(F)产生裂化石油气体、航煤产品、柴油产品、石蜡产品、尾油馏分和石脑油馏分，所述航煤产品通过航煤产品排出口(F4)输入到航煤产品罐，柴油产品通过柴油产品排出口(F5)输入到柴油产品罐，石脑油馏分通过石脑油馏分排出口(F3)输入到石脑油产品罐；
当主生产航煤产品和柴油产品时，上述产生的所述尾油馏分和石蜡的混合物由尾油馏分和石蜡循环利用排出管路(F6)排出并通过尾油馏分进入口(I3)进入第一混合室(I)与循环氢混合后进入加氢裂化反应器(D)中，当主生产石蜡产品时，上述产生的所述尾油馏分和石蜡的混合物由石蜡产品排出口(F7)排出；上述产生的所述裂化石油气体由第二精馏塔(F)上的第三气体排出口(F2)排出；
步骤6：步骤2、步骤3和步骤5中排出的所述裂化石油气体混合后通过气体进入口(G1)进入冷凝分馏塔(G)中，经过冷凝产生气相和液相，气相由第四气体排出口(G2)排出并通过原料进入口(A1)进入加氢精制反应器(A)中，进行循环利用，液相由液体排出口(G3)导出并和石脑油馏分汇合一起作为乙烯裂解原料。
3.根据权利要求2所述的生产柴油和喷气燃料的方法，其特征在于：所述步骤(1)中使用的费托合成油包括单独的低温法费托合成油、或单独的高温法费托合成油、或低温法费托合成油和高温法费托合成油的部分和/或全馏分混合油。
4.根据权利要求2所述的生产柴油和喷气燃料的方法，其特征在于：所述步骤(1)中加氢精制反应器(A)的反应条件为：
反应温度260℃～400℃，反应压力2.0MPa～20.0MPa，体积空速0.5h-1～3.0h-1，氢油比500:1～2000:1。
5.根据权利要求2所述的生产柴油和喷气燃料的方法，其特征在于：所述步骤(4)中加氢异构化反应器(E)的加氢异构化反应条件为：
反应温度280℃～400℃，反应压力4.0MPa～15.0MPa，体积空速0.5h-1～3.0h-1，氢油比500:1～2000:1。
6.根据权利要求2所述的生产柴油和喷气燃料的方法，其特征在于：所述步骤(4)中加氢裂化反应器(D)的加氢裂化反应条件为：
反应温度280℃～450℃，反应压力5.0MPa～20.0MPa，体积空速0.5h-1～3.0h-1，氢油比500:1～2000:1。
7.根据权利要求2所述的生产柴油和喷气燃料的方法，其特征在于：所述步骤(1)中加氢精制反应器(A)的加氢精制反应条件为：
反应温度280℃～390℃，反应压力4.0MPa～15.0MPa，体积空速0.5h-1～2.0h-1，氢油比500:1～1500:1。
8.根据权利要求5所述的生产柴油和喷气燃料的方法，其特征在于：所述步骤(4)中加氢异构化反应器(E)的加氢异构化反应条件为：
反应温度280℃～370℃，反应压力5.0MPa～12.0MPa，体积空速0.5h-1～2.0h-1，氢油比500:1～1500:1。
9.根据权利要求6所述的生产柴油和喷气燃料的方法，其特征在于：所述步骤(4)中加氢裂化反应器(D)的加氢裂化反应条件为：
反应温度320℃～400℃，反应压力5.0MPa～15.0MPa，体积空速0.5h-1～2.0h-1，氢油比700:1～1500:1。
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