CN105861043A - 一种石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法，将石脑油加热后通过石脑油进料管线送入常压蒸馏分离装置，经常压蒸馏，塔顶分离出90℃以下组分，塔底分离出90℃以上组分；将90℃以下组分送入异构化装置，90℃以上组分送入轻烃芳构化装置；将异构化产品与芳构化产品的混合料送入气液分离装置，经分离得到富含氢气的干气、液化石油气和高辛烷值汽油，液化石油气和高辛烷值汽油作为产品输出装置，一部分干气作为氢源进入异构化装置，另一部分干气作为燃料气输出装置。本发明通过石脑油的合理分离，采用异构化与芳构化组合工艺，提高了高辛烷值汽油的收率，改善了产品质量，降低了建设投资费用和运行管理费用，节约了成本，提高了效益。

Description

一种石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法
技术领域
本发明属于石油炼制技术领域，具体涉及一种石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法。
背景技术
石脑油主要是指油田凝析油、直馏汽油、加氢焦化汽油等。石脑油的传统加工方法是根据其结构组成作为催化重整的原料或者蒸汽裂解生产乙烯的原料。一般情况下，当石脑油含有相对较高的芳烃和环烷烃时，石脑油适宜作为催化重整原料用于生产芳烃或者高辛烷值汽油；当石脑油含有相对较高的链烷烃时，石脑油适宜作为蒸汽裂解生产乙烯的原料。
近年来随着汽车工业的快速发展，车用汽油的需求急剧增加；另外，化工和化纤行业对芳烃需求也急剧增加。因此，芳烃和环烷烃含量较高的石脑油作为催化重整原料得到了充分利用。但是，随着乙烷等轻烃作为蒸汽裂解原料生产乙烯和利用煤化工技术生产乙烯的比例越来越高，传统的链烷烃含量较高的石脑油作为蒸汽裂解原料生产乙烯的市场竞争力越来越弱，因此原适宜生产乙烯的石脑油的出路成为亟待解决的问题。
链烷烃含量较高的石脑油由于其芳烃潜含量较低，不适宜作为催化重整原料用于生产芳烃或者高辛烷值汽油，并且作为蒸汽裂解原料生产乙烯的市场竞争力越来越弱。目前，解决链烷烃含量较高的石脑油有效途径是通过芳构化技术将链烷烃含量较高的石脑油转化为高辛烷值汽油。用于生产汽油的轻烃芳构化技术对原料芳烃潜含量没有要求，原料适用范围广，具有较好的发展前景。
但是，石脑油芳构化生产高辛烷值汽油工艺技术，存在改质汽油收率低、副产大量附加值低的液化石油气和干气等不足之处。同时，石脑油芳构化生产的高辛烷值汽油还存在苯含量及芳烃含量高等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法，采用异构化与芳构化组合工艺，极大提高了高辛烷值汽油的收率，降低了干气和液化石油气的收率及高辛烷值汽油中苯和芳烃的含量，改善了产品的质量。同时由于芳构化与异构化共用分离装置，降低了建设投资费用和运行管理费用；另外，芳构化装置生产的富含氢气的干气可以作为异构化装置的氢源，不需新建氢源，进一步节约了成本。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法，其中，包括以下步骤：
(1)将石脑油加热后通过石脑油进料管线送入常压蒸馏分离装置，经常压蒸馏，塔顶分离出90℃以下组分，塔底分离出90℃以上组分；
(2)将从步骤(1)分离出的90℃以下组分送入异构化装置，90℃以上组分送入轻烃芳构化装置；
(3)经异构化反应和芳构化反应后，将异构化产品与芳构化产品的混合料送入气液分离装置，经分离得到液化石油气、高辛烷值汽油和少量富含氢气的干气，液化石油气和高辛烷值汽油作为产品输出装置，干气的一部分作为氢源进入异构化装置，另一部分作为燃料气或者其它用途输出装置。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的一种石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法，其中，步骤(1)所述的石脑油为直馏石脑油、加氢裂化石脑油、加氢焦化石脑油、油田凝析油、重整拔头油、重整抽余油中的一种或两种以上混合。
前述的一种石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法，其中，步骤(1)中石脑油的馏程为30-220℃。
前述的一种石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法，其中，步骤(2)异构化反应装置中的工艺为低温异构化工艺。
前述的一种石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法，其中，步骤(2)异构化反应装置中的工艺为中温异构化工艺，所述中温异构化工艺的操作条件为：反应温度180-320℃，系统压力0-5.0MPa，进料空速0.2-2.0h-1，氢烃摩尔比1-100。
前述的一种石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法，其中，步骤(2)中轻烃芳构化装置中的工艺操作条件为：反应温度300-500℃，系统压力0-5.0MPa，进料空速0.2-2.0h-1。
前述的一种石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法，其中，异构化工艺的催化剂为由Pt、Pd、Ni、Mo金属元素中的一种或者两种以上混合改性的丝光沸石(HM)，芳构化工艺的催化剂为由Zn、Ga、稀土金属元素中的一种或者两种以上混合改性的HZSM-5分子筛。
前述的一种石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法，其中，步骤(3)中高辛烷值汽油的收率为80-85％。
前述的一种石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法，其中，步骤(1)中石脑油的分离是常规的轻质油品分离过程。
石脑油馏分中各烃分子辛烷值的差异很大。一般说来，芳烃和烯烃辛烷值较高，烷烃辛烷值相对较低。烷烃中环烷烃和异构烷烃辛烷值相对较高，正构烷烃辛烷值最低。
本发明通过常压蒸馏将石脑油分离为轻馏分和重馏分。利用异构化技术将轻馏分石脑油中的正构烷烃转化为异构烷烃，从而提高其辛烷值，并保证极高的汽油收率(汽油收率大于95％)；利用芳构化技术将重馏分石脑油中的烷烃，尤其是正构烷烃转化为芳烃或者异构烷烃，从而提高其辛烷值，并保证较高的汽油收率(汽油收率大于75％)。本发明克服了全馏分石脑油芳构化生产高辛烷值汽油时汽油收率低(汽油收率大约60-70％)，尤其是轻石脑油芳构化生产高辛烷值汽油时汽油收率低(汽油收率50％左右)的缺点，同时又充分利用了轻石脑油异构化汽油收率高的反应特点，因此既提高了汽油辛烷值又极大的增加了汽油收率。
另外，本发明有效利用重汽油芳构化产生的富含氢气的干气，可以满足异构化装置中异构化反应过程氢气的需要，从而不需要额外氢源。通过异构化装置与轻烃芳构化装置反应过程的优化，两套装置还可以共用一套分离装置。
本发明与催化重整生产高辛烷值汽油相比，能够将不能作为重整原料的拔头油、抽余油或者不宜作为重整原料的加氢焦化石脑油、油田凝析油等原料生产高辛烷值汽油，并且汽油收率较高。
本发明采用90℃以下组分异构化与90℃以上组分芳构化组合工艺，不仅极大提高了高辛烷值汽油收率，还改善了产品的质量。另外，异构化装置与轻烃芳构化装置共用一套分离装置，大幅度降低了建设投资费用和运行管理费用；利用轻烃芳构化装置产生的氢气作为异构化装置的用氢来源，不用新建氢源，也大幅度降低了建设投资费用和运行管理费用。
综上所述，本发明一种石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
【主要元件符号说明】
1：石脑油进料管线 2：常压蒸馏分离装置
3：90℃以下组分 4：90℃以上组分
5：异构化装置 6：轻烃芳构化装置
7：混合料 8：气液分离装置
9：干气 10：液化石油气
11：高辛烷值汽油
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
将石脑油加热后通过石脑油进料管线1进入石脑油常压蒸馏分离装置2。石脑油在常压蒸馏分离装置2中被分离为90℃以下组分3和90℃以上组分4。90℃以下组分3从常压蒸馏分离装置的塔顶输出进入异构化装置5，在异构化装置5中，正构烷烃通过异构化反应转化为异构烷烃，从而提高辛烷值。
90℃以上组分4从常压蒸馏分离装置的塔底输出进入轻烃芳构化装置6，通过芳构化反应提高汽油辛烷值。经异构化反应和芳构化反应后，异构化装置5的异构化产品和轻烃芳构化装置6的芳构化产品的混合料7进入气液分离装置8，分离出干气9、液化石油气10和高辛烷值汽油11，其中干气9的一部分作为进料干气进入异构化装置5，另一部分作为燃料气或者其它用途输出装置，液化石油气10和高辛烷值汽油11作为产品输出装置。
较佳地，所述的石脑油为直馏石脑油、加氢裂化石脑油、加氢焦化石脑油、油田凝析油、重整拔头油、重整抽余油中的一种或两种以上混合。
较佳地，在常压蒸馏分离装置2中，石脑油的馏程为30-220℃。异构化反应装置5可以是低温异构化工艺，也可以是中温异构化工艺，中温异构化工艺的操作条件为：反应温度180-320℃，系统压力0-5.0MPa，进料空速0.2-2.0h-1，氢烃摩尔比1-100。异构化反应装置汽油收率大于98％，还有少量气体生成。
较佳地，轻烃芳构化装置6中的工艺操作条件为：反应温度300-500℃，系统压力0-5.0MPa，进料空速0.2-2.0h-1。轻烃芳构化装置6汽油收率大于75％。
本发明与石脑油直接芳构化改质生产高辛烷值汽油相比，高辛烷值汽油收率从60-70％增加到80-85％。
实施例
石脑油主要性质见表1：
表1石脑油的主要性质
异构化工艺和芳构化工艺的操作条件见表2，其中，异构化工艺的催化剂为0.5％Pd/HM，芳构化工艺的催化剂为1.0％Zn/HZSM-5。
表2工艺操作条件
温度/℃ 压力/MPa 空速/h-1 氢烃摩尔比
异构化工艺 270 1.5 1.0 5
芳构化工艺 450 1.5 0.5 -
组合工艺产品分布见表3：
表3产品分布
项目 数值
干气 3.7％
液化石油气 14.3％
高辛烷值汽油 82.0％
高辛烷值汽油的主要性质见表4：
表4高辛烷值汽油主要性质
对比例
常规的石脑油芳构化改质工艺操作条件见表5，催化剂为1.0％Zn/HZSM-5。
表5常规石脑油芳构化工艺操作条件
温度/℃ 压力/MPa 空速/h-1
芳构化工艺 450 1.5 0.5
常规石脑油芳构化工艺产品分布见表6：
表6常规石脑油芳构化工艺产品分布
项目 数值
干气 6.6％
液化石油气 25.3％
高辛烷值汽油 68.1％
常规石脑油芳构化工艺所得高辛烷值汽油主要性质见表7：
表7常规石脑油芳构化工艺所得高辛烷值汽油主要性质
通过表3和表6的对比可知，与常规石脑油芳构化工艺所得产品(表6)相比，本发明的方法得到的产品(表3)干气和液化石油气的收率更低，而高辛烷值汽油的收率更高，本发明的实施例将高辛烷值汽油的收率从常规的68.1％提高到82.0％，大幅度提高了高附加值产品的收率，组合工艺经济效益会更好。通过表4和表7的对比可知，本发明的方法得到的高辛烷值汽油的组成中芳烃及苯含量更低，符合汽油清洁化的发展趋势，利于环境的保护。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法，其特征在于包括以下步骤:
(1)将石脑油加热后通过石脑油进料管线(1)送入常压蒸馏分离装置(2)，经常压蒸馏，塔顶分离出90℃以下组分(3)，塔底分离出90℃以上组分(4)；
(2)将从步骤(1)分离出的90℃以下组分(3)送入异构化装置(5)，90℃以上组分(4)送入轻烃芳构化装置(6)；
(3)经异构化反应和芳构化反应后，将异构化产品与芳构化产品的混合料(7)送入气液分离装置(8)，经分离得到液化石油气(10)、高辛烷值汽油(11)和富含氢气的干气(9)，液化石油气(10)和高辛烷值汽油(11)作为产品输出装置，干气(9)的一部分作为进料干气进入异构化装置(5)，另一部分作为燃料气或者其它用途输出装置。
2.如权利要求1所述的石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法，其特征在于步骤(1)所述的石脑油为直馏石脑油、加氢裂化石脑油、加氢焦化石脑油、油田凝析油、重整拔头油、重整抽余油中的一种或两种以上混合。
3.如权利要求1所述的石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法，其特征在于步骤(1)中石脑油的馏程为30-220℃。
4.如权利要求1所述的石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法，其特征在于步骤(2)异构化反应装置中的工艺为低温异构化工艺。
5.如权利要求1所述的石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法，其特征在于步骤(2)异构化反应装置中的工艺为中温异构化工艺，所述中温异构化工艺的操作条件为：反应温度180-320℃，系统压力0-5.0MPa，进料空速0.2-2.0h-1，氢烃摩尔比1-100。
6.如权利要求1所述的石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法，其特征在于步骤(2)轻烃芳构化装置中的工艺操作条件为：反应温度300-500℃，系统压力0-5.0MPa，进料空速0.2-2.0h-1。
7.如权利要求1所述的石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法，其特征在于异构化工艺的催化剂为由Pt、Pd、Ni、Mo金属元素中的一种或者两种以上混合改性的丝光沸石，芳构化工艺的催化剂为由Zn、Ga、稀土金属元素中的一种或者两种以上混合改性的HZSM-5分子筛。
8.如权利要求1所述的石脑油生产高辛烷值汽油的工艺方法，其特征在于步骤(3)中高辛烷值汽油的收率为80-85％。
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