CN109689843A - 从芳烃联合装置塔底馏分中回收汽油和柴油的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了用于原油分离和提质的系统和方法，其包括降低汽油和较高品质的芳烃化合物中的芳烃联合装置塔底馏分含量的能力。在一些实施方案中，将芳烃联合装置塔底馏分再循环以用于进一步加工。在一些实施方案中，将芳烃联合装置塔底馏分分离以用于进一步加工。

Description

从芳烃联合装置塔底馏分中回收汽油和柴油的方法
技术领域
本公开的实施方案涉及用于烃类流体的分离系统和方法。特别地，本公开的某些实施方案涉及从芳烃联合装置塔底馏分中回收汽油和柴油的系统和方法。
背景技术
催化重整器用于炼油厂以生产重整油，重整油本身用作富含芳烃的汽油调和馏分，或者用作生产芳烃的原料，所述芳烃也称作苯、甲苯和二甲苯(BTX)。由于全世界实施或要实施的严格的燃料规格，例如要求汽油中的芳烃少于35体积％(V％)并且苯少于1V％，因而要进一步处理重整油馏分以降低其芳烃含量。可用的处理方案包括苯加氢和芳烃抽提。在苯加氢中，选择性地对重整油进行加氢处理以降低苯含量，并且如果需要，可通过调和来降低总的芳烃含量。在芳烃抽提中，将重整油输送至芳烃联合装置，以抽提诸如苯、甲苯和二甲苯之类的具有优异化学价值的芳烃，并产生不含芳烃和苯的汽油调和组分。芳烃联合装置产出非常重质的废料流或塔底馏出物料流(沸点在约100℃至约350℃的范围内)，它们不适合作为汽油调和组分。
用于燃料的炼油厂产品正受到越来越多的关注。产品规格正在受到政府机构(其关注点包括减少来自移动污染源和固定污染源的排放)的审查，还受到使用这些燃料的发动机和车辆生产行业的审查。关于汽油规格，已经制定了区域性和国家性法规，并且这些法规在不断发展，汽车制造商已经提出了一系列对于汽油和柴油的限制，以使得汽车制造商能够制造这样的车辆，所述车辆在其使用寿命期间将产生显著更低的排放物。最高的硫、芳烃和苯的标准分别为约10ppmw、35V％和1V％以下，这些已成为监管机构的目标。
以前，通常将铅添加到汽油中以提高辛烷值。当由于环境问题而逐步淘汰铅的使用时，并不存在直接的替代品，炼油厂代之以改变汽油调和物中使用的某些烃类分子，以达到更高的辛烷值。催化重整涉及在一种或多种催化剂存在下的各种反应以及再循环和补充氢气，其是一种广泛使用的用于精制烃类混合物以提高辛烷值较高的汽油的产率的方法。
虽然在重整油中苯的产率可高达10V％，但常见汽油池(gasoline pool)中可存在的不超过约3V％。从重整油中除去苯的现有方法包括分离方法和加氢反应方法。在分离方法中，利用溶剂抽提苯，然后在膜分离装置或其他合适的装置运行中使苯与溶剂分离。在加氢反应方法中，将重整油分成多种馏分以浓缩苯，然后对一种或多种富含苯的馏分进行加氢处理。
在一些炼油厂中，在加氢脱硫后重整石脑油以提高汽油的辛烷含量。重整油含有高水平的苯，必须使苯的含量降低以满足必要的燃料规格：苯通常在约1V％至3V％的范围内，某些地区要求苯含量小于1V％。苯的加氢是一种既定方法，其可用于降低重整产物料流中的苯含量。
在催化重整中，首先在加氢处理单元中对石脑油料流进行加氢处理，以产生经加氢处理的石脑油料流。加氢处理单元根据一定条件运行，所述条件包括温度、压力、氢气分压、液时空速(LHSV)和催化剂的选择和装载，其可有效地至少除去足够的硫和氮以满足必要的产品规格。例如，常规石脑油重整系统中的加氢处理通常在相对温和的条件下进行，其可有效地除去硫和氮至小于0.5ppmw的水平。
在重整单元中重整经加氢处理的石脑油料流以产生汽油重整油产物料流。通常，重整单元的运行条件包括：温度范围为约260℃至约560℃，并且在某些实施方案中为约450℃至约560℃；压力范围为约1巴至约50巴，并且在某些实施方案中为约1巴至约20巴；以及LHSV范围为约0.5h-1至约40h-1，在某些实施方案中为约0.5h-1至约2h-1。将重整油输送至汽油池与其他汽油组分调和以满足所需的规格。
一些汽油调和池包括沸点低于约205℃的C4和更重质的烃类。在催化重整过程中，使链烷烃和环烷烃重构以产生具有相对较高辛烷值的异构化链烷烃和芳烃。催化重整将低辛烷值正链烷烃转化为异链烷烃和环烷烃。环烷烃转化为更高辛烷值的芳烃。芳烃基本上保持不变，或者由于在氢气存在下发生的逆反应，一些芳烃可经加氢处理而形成环烷烃。
催化重整中涉及的反应通常分为以下四种类别：裂化、脱氢环化、脱氢和异构化。特定的烃类/石脑油进料分子可经历一种以上类别的反应和/或可以形成一种以上的产物。
用于催化重整方法的催化剂为单功能或双功能重整催化剂，其含有作为活性组分的VIIIB族金属等贵金属。双功能催化剂具有金属位点和酸性位点两者。炼油厂通常使用铂催化剂或负载在氧化铝上的铂合金作为重整催化剂。烃类/石脑油进料组合物、其中存在的杂质和所期望的产物将决定催化剂的选择、工艺类型等工艺参数。可以通过选择本领域普通技术人员已知的催化剂或运行条件来确定化学反应的类型，从而影响链烷烃和环烷烃类前体转化为特定芳烃结构的产率和选择性。
有几种类型的催化重整工艺配置，它们在除去反应器中形成的焦炭以使重整催化剂再生的方式上有所不同。涉及在氧气存在下燃烧有害焦炭的催化剂再生包括半再生工艺、循环再生和连续再生。半再生是最简单的配置，并且关闭包括系列中所有反应器的整个装置以便在所有反应器中进行催化剂再生。循环配置利用附加的“摇摆式”反应器，从而使得一次有一个反应器能够离线用于再生，而其他反应器保持运行。最复杂的连续催化剂再生配置通过催化剂去除、再生和更换提供了基本不间断的运行。虽然连续催化剂再生配置由于较高的催化剂活性而能够提高运行条件的严格性，但相关的资本投资必然更高。
重整油通常被输送至芳烃回收联合装置(ARC)，在ARC中重整油会经历几个加工步骤以回收高价值产物(例如二甲苯和苯)，并将低价值产物(例如甲苯)转化为更高价值的产物。例如，通常按碳数将重整油中存在的芳烃分成不同的馏分；如苯、甲苯、二甲苯和乙苯等。然后对C8馏分实施处理方案，以制备更多高价值的对二甲苯。通过使用选择性吸附或结晶将对二甲苯与邻二甲苯、间二甲苯和乙苯分离，通常可以从C8馏分中以高纯度回收对二甲苯。可使来自对二甲苯分离的剩余的邻二甲苯和间二甲苯异构化，以产生二甲苯的平衡混合物。乙苯异构化成二甲苯或脱烷基化成苯和乙烷。然后使用吸附或结晶将对二甲苯与邻二甲苯和间二甲苯分离，并使除去对二甲苯的料流再循环至异构化单元然后至对二甲苯回收单元直至其消耗光，直至全部的邻二甲苯和间二甲苯都转化为对二甲苯并被回收。
甲苯作为单独的馏分被回收，然后可以转化为更高价值的产物，例如除二甲苯之外或替代二甲苯的苯。一种甲苯转化方法涉及甲苯的歧化以制备苯和二甲苯。另一种方法涉及甲苯的加氢脱烷基化以制备苯。甲苯歧化和甲苯加氢脱烷基化这两者都可以导致苯的形成。随着当前和未来涉及苯的预期环境法规，所期望的是甲苯转化不会导致形成大量的苯。
炼油厂面临的一个问题是如何通过改进上述方法和系统装置来最经济地降低输送至汽油池的重整产物中的苯含量。在一些炼油厂中，将芳烃联合装置塔底馏分添加到汽油馏分中。然而，芳烃联合装置塔底馏分会使汽油品质劣化，并且从长远来看会对发动机性能产生负面影响。
发明内容
本公开的某些实施方案涉及用于从芳烃联合装置塔底馏分中回收汽油和柴油的系统和方法。某些实施方案涉及催化重整和芳烃回收方法，特别是用于生产苯和二甲苯。在一些实施方案中，芳烃塔底馏分料流流向现有的精制单元。在其他实施方案中，利用单独的蒸馏单元分离芳烃塔底馏分料流，以回收汽油和柴油。在一些实施方案中，将来自芳烃联合装置的芳烃塔底馏分料流回收并进一步处理，以回收在汽油和柴油沸点范围内沸腾的烃类。分离的馏分具有使其可用于汽油或柴油池的性质。
因此，公开了一种用于油分离和提质的系统，该系统包括：入口料流，其包含原油；常压蒸馏单元(ADU)，ADU与入口料流流体连通，并且能够将入口料流分离成ADU塔顶料流和ADU中间料流，ADU塔顶料流包含石脑油，并且ADU中间料流包含柴油；以及石脑油加氢处理单元(NHT)，NHT与ADU流体连通并且能够利用氢气处理ADU塔顶料流中的石脑油。该系统还包括石脑油重整单元(NREF)，NREF与NHT流体连通并且能够重整由NHT产生的经加氢处理的石脑油料流，并且NREF进一步能够产生单独的氢气和重整油料流；芳烃联合装置(ARC)，ARC与NREF流体连通并且能够接收由NREF产生的重整油料流，ARC进一步能够将重整油料流分离成汽油池料流、芳烃料流和芳烃塔底馏分料流，其中芳烃塔底馏分料流与包含原油的入口料流流体连通；以及柴油加氢处理单元(DHT)，DHT与柴油入口料流流体连通，并且该柴油入口料流包含来自ADU中间料流的流体流。
在一些实施方案中，芳烃塔底馏分料流包含沸点在约100℃至约350℃的范围内的芳烃化合物。在其他实施方案中，汽油池料流的苯含量小于约3体积％。在一些实施方案中，汽油池料流的苯含量小于约1体积％。
此外公开了一种用于油分离和提质的系统，该系统包括：入口料流，其包含原油；常压蒸馏单元(ADU)，ADU与入口料流流体连通，并且能够将入口料流分离成ADU塔顶料流和ADU中间料流，ADU塔顶料流包含石脑油，并且ADU中间料流包含柴油；石脑油加氢处理单元(NHT)，NHT与ADU流体连通并且能够利用氢气处理ADU塔顶料流中的石脑油；石脑油重整单元(NREF)，NREF与NHT流体连通并且能够重整由NHT产生的经加氢处理的石脑油料流，并且NREF进一步能够产生单独的氢气和重整油料流。该系统还包括芳烃联合装置(ARC)，ARC与NREF流体连通并且能够接收由NREF产生的重整油料流，并且ARC进一步能够将重整油料流分离成汽油池流、芳烃料流和芳烃塔底馏分料流，其中芳烃塔底馏分料流与含有柴油的ADU中间料流流体连通；以及柴油加氢处理单元(DHT)，DHT与柴油入口料流流体连通，柴油入口料流包含来自ADU中间料流和芳烃塔底馏分料流的流体流，并且DHT能够利用氢气处理柴油入口料流。
在本公开的一些实施方案中，该系统还包括与ARC和ADU中间料流流体连通的第二ADU，其中第二ADU能够将芳烃塔底馏分料流分离成汽油料流和含有在柴油沸点范围内沸腾的烃类的料流。在一些实施方案中，芳烃塔底馏分料流包含沸点在约100℃至约350℃的范围内的芳烃化合物。还在其他实施方案中，汽油料流用作汽油调和组分而无需任何进一步处理。在某些实施方案中，汽油池料流和汽油料流中的苯含量小于约3体积％。在一些实施方案中，汽油池料流和汽油料流中的苯含量小于约1体积％。
此外公开了一种用于油分离和提质的系统，该系统包括：入口料流，其包含原油；常压蒸馏单元(ADU)，ADU与入口料流流体连通，并且能够将入口料流分离成ADU塔顶料流和ADU中间料流，ADU塔顶料流包含石脑油，并且ADU中间料流包含馏分油；以及石脑油加氢处理单元(NHT)，NHT与ADU流体连通并且能够利用氢气处理ADU塔顶料流中的石脑油。
该系统还包括石脑油重整单元(NREF)，NREF与NHT流体连通并且能够重整由NHT产生的经加氢处理的石脑油料流，并且NREF进一步能够产生单独的氢气和重整油料流；芳烃联合装置(ARC)，ARC与NREF流体连通并且能够接收由NREF产生的重整油料流，并且ARC进一步能够将重整油料流分离成汽油池料流、芳烃料流和ARC芳烃塔底馏分料流；第二ADU，其与ARC芳烃塔底馏分料流和ADU中间料流流体连通，其中第二ADU能够将芳烃塔底馏分料流分离成汽油料流和含有重质芳烃的料流；以及煤油加氢精制单元(KHT)，KHT与馏分油入口料流流体连通，馏分油入口料流包含来自ADU中间料流和含有重质芳烃的料流的流体流，并且KHT能够利用氢气处理馏分油入口料流。
在一些实施方案中，汽油料流用作汽油调和组分而无需任何进一步处理。在其他实施方案中，KHT包括第一段酸化加氢处理部分、具有中间分离的第二段芳香的芳烃饱和和加氢裂化部分、以及分馏系统。还在其他实施方案中，生产煤油并且该煤油适合于根据加热和喷气燃料要求使用的两用煤油。仍在其他实施方案中，芳烃塔底馏分料流包含沸点在约100℃至约350℃的范围内的芳烃化合物。
此外公开了一种用于油分离和提质的方法，该方法包括以下步骤：供应包含原油的入口料流；将入口料流分离成塔顶料流和中间料流，塔顶料流包含石脑油，并且中间料流包含柴油；利用氢气处理塔顶料流中的石脑油，从而产生经加氢处理的石脑油料流；重整经加氢处理的石脑油料流；产生单独的氢气和重整油料流；将重整油料流分离成汽油池料流、芳烃料流和芳烃塔底馏分料流；以及将芳烃塔底馏分料流再循环至入口料流。
在一些实施方案中，该方法还包括利用氢气处理含有柴油的中间料流的步骤。此外公开了一种用于油分离和提质的方法，该方法包括：供应包含原油的入口料流；将入口料流分离成塔顶料流和中间料流，塔顶料流包含石脑油，并且中间料流包含柴油；利用氢气处理塔顶料流中的石脑油，从而产生经加氢处理的石脑油料流；重整经加氢处理的石脑油料流；产生单独的氢气和重整油料流；将重整油料流分离成汽油池料流、芳烃料流和芳烃塔底馏分料流；将芳烃塔底馏分料流再循环至含有柴油的中间料流；以及利用氢气处理含有柴油的中间料流和芳烃塔底馏分料流。
在一些实施方案中，该方法还包括以下步骤：在利用氢气处理含有柴油的中间料流和芳烃塔底馏分料流之前，将芳烃塔底馏分料流分离成汽油料流和含有在柴油沸点范围内沸腾的烃类的料流。还公开了一种用于油分离和提质的方法，该方法包括以下步骤：供应包含原油的入口料流；将入口料流分离成塔顶料流和中间料流，塔顶料流包含石脑油，并且中间料流包含馏分油；利用氢气处理塔顶料流中的石脑油，从而产生经加氢处理的石脑油料流；重整经加氢处理的石脑油料流，从而产生单独的氢气和重整油料流；将重整油料流分离成汽油池料流、芳烃料流和芳烃塔底馏分料流；将芳烃塔底馏分料流分离成汽油料流和含有重质芳烃的料流；将含有馏分油的中间料流与含有重质芳烃的料流合并；以及利用氢气处理含有馏分油的中间料流和含有重质芳烃的料流。
此外公开了一种用于油分离和提质的系统，该系统包括：入口料流，其包含原油；常压蒸馏单元(ADU)，ADU与所述入口料流流体连通，并且能够将入口料流分离成ADU塔顶料流和ADU中间料流，所述ADU塔顶料流包含石脑油，并且ADU中间料流包含馏分油；以及石脑油加氢处理单元(NHT)，NHT与ADU流体连通并且能够利用氢气处理ADU塔顶料流中的石脑油。
该系统还包括石脑油重整单元(NREF)，NREF与NHT流体连通并且能够重整由NHT产生的经加氢处理的石脑油料流，并且NREF进一步能够产生单独的氢气和重整油料流；芳烃联合装置(ARC)，ARC与NREF流体连通并且能够接收由NREF产生的重整油料流，ARC进一步能够将重整油料流分离成汽油池流、芳烃料流和芳烃塔底馏分料流，其中芳烃塔底馏分料流与包含原油的入口料流流体连通；以及煤油加氢精制单元(KHT)，KHT与馏分油入口料流流体连通，馏分油入口料流包含来自ADU中间料流的流体流并且包含来自芳烃塔底馏分料流的重质芳烃，并且KHT能够利用氢气处理馏分油入口料流。
还公开了一种用于油分离和提质的方法，该方法包括以下步骤：供应包含原油的入口料流；将入口料流分离成塔顶料流和中间料流，塔顶料流包含石脑油，并且中间料流包含馏分油；利用氢气处理塔顶料流中的石脑油，从而产生经加氢处理的石脑油料流；重整经加氢处理的石脑油料流，从而产生单独的氢气和重整油料流；将重整油料流分离成汽油池料流、芳烃料流和芳烃塔底馏分料流；以及将芳烃塔底馏分料流再循环至入口料流。在一些实施方案中，该方法还包括利用氢气处理含有馏分油的中间料流的步骤。
附图说明
基于以下描述、权利要求以及附图，本发明的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。然而，要注意的是，附图仅示出了本发明的若干实施方案，因此不被认为是限制本发明的范围，因为其可允许其他等效的实施方案。
图1A为用于汽油和芳烃生产的常规系统的示意图。
图1B为常规的芳烃分离联合装置的示意图。
图2为本公开的实施方案的示意图，其中芳烃塔底馏分再循环回到原油蒸馏单元用于柴油加氢处理。
图3为本公开的实施方案的示意图，其中芳烃塔底馏分再循环回到柴油加氢处理单元。
图4为本公开的实施方案的示意图，其中在蒸馏塔中分离芳烃塔底馏分，蒸馏塔中在柴油范围内沸腾的馏分再循环回到柴油加氢处理单元。
图5为本公开的实施方案的示意图，其中在蒸馏塔中分离芳烃塔底馏分，蒸馏塔中在馏分油范围内沸腾的馏分再循环回到煤油加氢精制单元。
图6为本公开的实施方案的示意图，其中芳烃塔底馏分再循环回到原油蒸馏塔用于煤油加氢精制。
具体实施方式
因此，可更详细地理解将变得显而易见的用于从芳烃联合装置塔底馏分中回收汽油和柴油的系统和方法以及其他的实施方案的特征和优点的方式，可参考附图中示出的本发明的实施方案来得到先前已简要总结的本发明的实施方案的更具体的说明，附图形成本说明书的一部分。然而，要注意的是，附图仅示出了本发明的各种实施方案，因此不被认为是限制本发明的范围，因为其也可包括其他有效实施方案。
首先参照图1A，示出了用于汽油和芳烃生产的常规系统的示意图。在图1A的实施方案中，示出了具有芳烃联合装置的炼油厂。在精炼系统100中，原油入口料流102流体连接至常压蒸馏单元(ADU)10，并且来自原油入口料流102的原油被分离成石脑油料流104、常压渣油料流105和柴油料流106。柴油料流106进入柴油加氢处理单元(DHT)30，而石脑油料流104进入石脑油加氢处理单元(NHT)20。经加氢处理的石脑油料流108离开NHT 20并进入催化石脑油重整单元(NREF)40。单独的氢气料流110离开NREF 40，并且重整油料流112也离开NREF 40。一部分重整油料流112进入芳烃联合装置(ARC)50，另一部分重整油料流112通过池料流114被分离至汽油池。ARC 50使来自重整油料流112的重整油分离成池料流116、芳烃料流118和芳烃塔底馏分120。
在ADU 10中对原油进行蒸馏以回收在约36℃至约180℃的范围内沸腾的石脑油以及在约180℃至约370℃的范围内沸腾的柴油。常压渣油料流105中的常压渣油馏分在约370℃以上沸腾。在NHT 20中对石脑油料流104进行加氢处理，从而使硫和氮的含量降低至小于约0.5ppmw，经加氢处理的石脑油料流108被输送至NREF 40以提高其品质，或者换句话说提高辛烷值，从而产生汽油调和料流或芳烃回收单元的原料。在DHT 30中对柴油料流106进行加氢处理以使柴油脱硫，从而得到柴油馏分符合严格规格的超低硫柴油(ULSD)料流121，例如，小于10ppm的硫。常压渣油馏分可用作燃料油组分或者被输送至其他的分离或转化装置以将低价值烃类转化为高价值产物。来自NREF 40的重整油料流112可用作汽油调和组分或者被输送至芳烃联合装置(如ARC 50)，以回收高价值的芳烃，如苯、甲苯和二甲苯。
现在参照图1B，示出了现有技术芳烃分离联合装置122的示意图，例如图1A的ARC50。来自催化重整单元(例如图1A的NREF 40)的重整油料流124被分成两种馏分：具有C5-C6烃类的轻质重整油料流128和具有C7+烃类的重质重整油料流130。重整油分流器126将重整油料流124分流。轻质重整油料流128被输送至苯抽提单元132，以在料流138中抽提作为苯产物的苯，并在提余液车用汽油(车用汽油)料流136中回收基本上不含苯的汽油。重质重整油料流130被输送至分流器134，分流器134产生C7馏分车用汽油料流140和C8+烃类料流142。
仍然参照图1B，二甲苯再蒸馏单元144将C8+烃类分离成C8烃类料流146和C9+(重质芳烃车用汽油)烃类料流148。C8烃类料流146进入对二甲苯抽提单元150以回收对二甲苯产物料流154中的对二甲苯。对二甲苯抽提单元150还产生C7馏分车用汽油料流152，其与C7馏分车用汽油料流140合并以产生C7馏分车用汽油料流168。回收其他二甲苯并通过料流156输送至二甲苯异构化单元158以使它们转化成对二甲苯。异构化的二甲苯被输送至分流塔162。经转化的馏分经由料流164和146从分流塔162再循环回到对二甲苯抽提单元150。分流器塔顶料流166再循环回到重整分流器126。来自二甲苯再蒸馏单元144的重质馏分作为工艺废料或芳烃塔底馏分而被回收(以图1B的料流148的C9+和重质芳烃车用汽油示出)。
现在参照图2，示出了本公开的实施方案的示意图，其中芳烃塔底馏分再循环回到原油蒸馏单元。在原油分离和提质系统200中，原油料流202与芳烃塔底馏分料流232合并以形成进料至ADU 206的烃类进料料流204。ADU 206使来自烃类进料料流204的烃类分离成石脑油料流208、常压渣油料流209和柴油料流210。柴油料流210进料至DHT 212进行处理以产生ULSD料流213。石脑油料流208进料至NHT 214进行处理。经加氢处理的石脑油料流216进料至NREF 218。NREF 218产生氢气料流220和重整油料流222。一部分重整油料流222通过料流224进入汽油池，并且一部分重整油料流222进料至ARC 226。ARC 226在料流230处产生芳烃(例如苯和二甲苯)并且在料流232处产生芳烃塔底馏分。来自ARC 226的一部分烃类通过料流228进入汽油池。
如本文所述，术语“芳烃”包括C6-C8芳烃，例如苯和二甲苯，例如图1B中的料流138、154，而“芳烃塔底馏分”包括较重质的馏分，例如图1B中的料流148(C9+)。芳烃塔底馏分涉及C9+芳烃并且可为更复杂的化合物混合物，所述化合物包括二芳烃。C9+芳烃在约100℃至约350℃的范围内沸腾。
料流232处的芳烃塔底馏分再循环至ADU 206，以至完全消耗光。回收来自芳烃塔底馏分料流232以及来自原油料流202的在石脑油和柴油温度范围内沸腾的烃类并在处理装置中进行处理。由于料流232处于石脑油和汽油的沸程，因而在料流232处再循环的芳烃塔底馏分基本上不会改变运行条件。液时空速(“LHSV”)可能会受到影响，因为石脑油和柴油装置各自的进料量会增加。
现在参照图3，示出了本公开的实施方案的示意图，其中芳烃塔底馏分再循环回到柴油加氢处理单元。在原油分离和提质系统300中，原油料流302进料至ADU 304，ADU 304将原油分离成石脑油料流306、常压渣油料流307和柴油料流308。柴油料流308与芳烃塔底馏分料流332合并以产生进料至DHT 312的柴油进料料流310，并产生ULSD料流313。石脑油料流306进料至NHT 314进行处理。经加氢处理的石脑油料流316进料至NREF 318。NREF 318产生氢气料流320和重整油料流322。一部分重整油料流322通过料流324进入汽油池，并且一部分重整油料流322进料至ARC 326。ARC 326在料流330处产生芳烃，并且在料流332物处产生芳烃塔底馏分。芳烃塔底馏分料流332再循环至DHT 312中，以至完全消耗光。在柴油加氢处理单元312中处理芳烃塔底馏分以提高用作汽油或柴油调和组分的品质。来自ARC 326的一部分烃类通过料流328进入汽油池。
现在参照图4，示出了本公开的实施方案的示意图，其中在蒸馏塔中分离芳烃塔底馏分，并使在柴油范围内沸腾的馏分再循环回到柴油加氢处理单元。在原油分离和提质系统400中，原油料流402进料至ADU 404，ADU 404使原油分离成石脑油料流406、常压渣油料流407和柴油料流408。柴油料流408与在柴油范围内沸腾的烃类料流(柴油范围料流438)合并，以产生柴油进料料流410以进料DHT 412，并且产生ULSD料流413。石脑油料流406进料至NHT 414进行处理。经加氢处理的石脑油料流416进料至NREF 418。NREF 418产生氢气料流420和重整油料流422。一部分重整油料流422通过料流424进入汽油池，并且一部分重整油料流422进料至ARC 426。
ARC 426在料流430处产生芳烃，并且在料流432处产生芳烃塔底馏分。来自ARC426的一部分烃类通过料流428进入汽油池。芳烃塔底馏分料流432被输送至ADU 434，以产生汽油料流436以及在柴油范围内沸腾的烃类料流438。在柴油加氢处理单元412中处理芳烃塔底馏分以提高用作汽油或柴油调和组分的品质。汽油料流436包括塔顶馏分，如在石脑油/汽油范围内沸腾的烃类。汽油料流436具有良好的品质并且可以用作调和组分而无需任何进一步处理。如上所述，在柴油范围内沸腾的烃类料流438再循环至DHT 412以提高品质并用作调和组分。
现在参照图5，示出了本公开的实施方案的示意图，其中在蒸馏塔中分离芳烃塔底馏分，并且在馏分油范围内沸腾的馏分再循环回到煤油加氢精制单元。在原油分离和提质系统500中，原油料流502进料至ADU 504，ADU 504将原油分离成石脑油料流506、常压渣油料流507和馏分油料流508。来自料流506和料流514的石脑油合并以形成用于NHT 520的石脑油进料518。馏分油料流508与重质芳烃料流542合并以产生馏分油进料料流510，以进料至煤油加氢精制单元(KHT)512。经加氢处理的石脑油料流522进料至NREF 524。NREF 524产生氢气料流526和重整油料流528。一部分重整油料流528通过料流530进入汽油池，并且一部分重整油料流528进料至ARC 532。
ARC 532在料流536处产生芳烃，并且在料流538处产生芳烃塔底馏分。来自ARC532的一部分烃类通过料流534进入汽油池。芳烃塔底馏分料流538被输送至ADU 540，以产生汽油料流541和重质芳烃料流542。在KHT 512中处理重质芳烃542，以提高用作汽油或柴油调和组分的品质。汽油料流541具有良好的品质并且可以用作调和组分而无需任何进一步处理。
KHT 512包括加氢处理部分和具有中间分离的裂化部分以及分馏系统。第一段是用于处理来自ADU 504的馏分油的酸化加氢处理阶段。然后将汽提流出物与重质芳烃混合并输送至第二段，第二段包括芳香的加氢处理段，该加氢处理段包括基于贵金属催化剂的芳烃饱和和加氢裂化。
KHT 512中的一个目的是生产芳烃含量极低且烟点高的煤油，该煤油可以用作满足加热和喷气燃料要求的两用煤油，该两用煤油作为料流516流出。第一段的运行条件类似于传统的超低硫柴油(ULSD)加氢处理单元，而芳香的第二段可与芳烃饱和煤油加氢处理结合(第一段LHSV 1h-1至5h-1；裂化部分LHSV为3h-1至8h-1)。在一些实施方案中，系统压力由芳烃饱和作用要求来控制，或者换言之，煤油的烟点与ULSD的加氢脱硫(HDS)要求相反。
现在参照图6，示出了本公开的实施方案的示意图，其中芳烃塔底馏分再循环回到原油蒸馏单元。在原油分离和提质系统600中，原油料流602与芳烃塔底馏分料流638合并以形成进料至ADU 606的烃类进料料流604。ADU 606将来自烃类进料料流604的烃类分离成常压渣油料流607、石脑油料流608和馏分油料流610。使来自料流608和料流616的石脑油合并以形成用于NHT 618的石脑油进料612。馏分油料流610进料至煤油加氢精制单元(KHT)614。经加氢处理的石脑油料流620进料至NREF 624。NREF 624产生氢气料流626和重整油料流628。一部分重整油料流628通过料流630进入汽油池，并且一部分重整油料流628进料至ARC 632。
ARC 632在料流636处产生芳烃，并且在料流638处产生芳烃塔底馏分。来自ARC632的一部分烃类通过料流634进入汽油池。芳烃塔底馏分料流638再循环至ADU 606，以至完全消耗光。回收来自芳烃塔底馏分料流638以及来自原油料流602的在石脑油和馏分油温度范围内沸腾的烃类并在处理装置中进行处理。在KHT 614中处理馏分油料流610，以提高用作汽油或柴油调和组分的品质。
KHT 614包括加氢处理和系列中具有中间分离部分的裂化部分，随后为分馏系统。所产生的煤油的芳烃含量极低并且烟点高，并且该煤油可以用作满足加热和喷气燃料要求的两用煤油，该两用煤油作为料流622流出。
实施例1：本实施例阐明了图4中描绘的系统。使用ASTM方法D2892，在具有15个以上理论塔板的实验室规模实沸点蒸馏塔中蒸馏5.514kg芳烃塔底馏分。回收了3.109Kg(56.5W％)在约36℃至约180℃的范围内沸腾的汽油馏分和2.396Kg(43.5W％)在超过180℃沸腾的渣油料流。分析了汽油馏分的含量和辛烷值。
表1：来自实施例1的所有料流的性质和组成。在表中，“NAP”是指不适用。
表2：汽油馏分的链烷烃、异链烷烃、烯烃、环烷烃和芳烃(PIONA)(IBP-180℃)。
馏分 组分 W％
异链烷烃 3,3-二甲基己烷 0.169
单芳烃 异丙基苯 0.794
正丙基苯 4.377
1-甲基-3-乙基苯 16.816
1-甲基-4-乙基苯 7.729
1,3,5-三甲基苯 6.460
1-甲基-2-乙基苯 7.484
1,2,4-三甲基苯 28.890
异丁基苯 0.093
仲丁基苯 0.108
1,2,3-三甲基苯 6.294
1-甲基-3-异丙基苯 0.397
1-甲基-4-异丙基苯 0.124
1,3-二乙基苯 0.392
1-甲基-3-正丙基苯 0.705
1-甲基-4-正丙基苯 15.725
1,3-二甲基-5-乙基苯 0.749
1-甲基-2-正丙基苯 0.210
1,4-二甲基-2-乙基苯 0.457
1,3-二甲基-4-乙基苯 0.341
1,2-二甲基-4-乙基苯 0.666
1-乙基-4-异丙基苯 0.106
1-甲基-1-正丁基苯 0.082
茚 2,3-二氢化茚 0.831
令人惊讶和出乎意料的是，得自芳烃塔底馏分的汽油品质很好。换句话说，汽油的初馏点(IBP)-180℃馏分具有足够高的辛烷值，无需进一步处理即可导入汽油池。然而，在一些实施方案中，柴油十六烷指数非常低。柴油十六烷指数可略微增大。然而，考虑到它的量，在加工如阿拉伯的高品质粗柴油时，它可能不会降低柴油品质。
除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物。
本领域普通技术人员应当理解，标准部件(如泵、压缩机、温度和压力传感器、阀和附图中未示出的其他部件)将用于本公开的系统和方法的应用中。
在附图和说明书中，已经公开了本公开的示例实施方案，并且尽管采用了特定术语，但这些术语仅用于描述性意义而不是用于限制的目的。已经具体参照这些示出的实施方案相当详细地描述了本公开的实施方案。然而，显然可以在如前面的说明书中描述的本公开的主旨和范围内进行各种修改和改变，并且这些修改和改变被认为是等同方式且为本公开的一部分。

Claims (23)

1.一种用于油分离和提质的系统，该系统包括：
入口料流，其包含原油；
常压蒸馏单元(ADU)，所述ADU与所述入口料流流体连通，并且能够将所述入口料流分离成ADU塔顶料流和ADU中间料流，所述ADU塔顶料流包含石脑油，并且所述ADU中间料流包含柴油；
石脑油加氢处理单元(NHT)，所述NHT与所述ADU流体连通并且能够利用氢气处理所述ADU塔顶料流中的石脑油；
石脑油重整单元(NREF)，所述NREF与所述NHT流体连通并且能够重整由所述NHT产生的经加氢处理的石脑油料流，并且所述NREF进一步能够产生单独的氢气和重整油料流；
芳烃联合装置(ARC)，所述ARC与所述NREF流体连通并且能够接收由所述NREF产生的所述重整油料流，并且所述ARC进一步能够将所述重整油料流分离成汽油池料流、芳烃料流和芳烃塔底馏分料流，其中所述芳烃塔底馏分料流与包含原油的所述入口料流流体连通；以及
柴油加氢处理单元(DHT)，所述DHT与柴油入口料流流体连通，并且所述柴油入口料流包含来自所述ADU中间料流的流体流。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述芳烃塔底馏分料流包含沸点在约100℃至约350℃的范围内的芳烃化合物。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述汽油池料流的苯含量小于约3体积％。
4.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述汽油池料流的苯含量小于约1体积％。
5.一种用于油分离和提质的系统，该系统包括：
入口料流，其包含原油；
常压蒸馏单元(ADU)，所述ADU与所述入口料流流体连通，并且能够将所述入口料流分离成ADU塔顶料流和ADU中间料流，所述ADU塔顶料流包含石脑油，并且所述ADU中间料流包含柴油；
石脑油加氢处理单元(NHT)，所述NHT与所述ADU流体连通并且能够利用氢气处理所述ADU塔顶料流中的所述石脑油；
石脑油重整单元(NREF)，所述NREF与所述NHT流体连通并且能够重整由所述NHT产生的经加氢处理的石脑油料流，并且所述NREF进一步能够产生单独的氢气和重整油料流；
芳烃联合装置(ARC)，所述ARC与所述NREF流体连通并且能够接收由所述NREF产生的所述重整油料流，并且所述ARC进一步能够将所述重整油料流分离成汽油池料流、芳烃料流和芳烃塔底馏分料流，其中所述芳烃塔底馏分料流与含有柴油的所述ADU中间料流流体连通；以及
柴油加氢处理单元(DHT)，所述DHT与柴油入口料流流体连通，所述柴油入口料流包含来自所述ADU中间料流和所述芳烃塔底馏分料流的流体流，并且所述DHT能够利用氢气处理所述柴油入口料流。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述系统还包括与所述ARC和所述ADU中间料流流体连通的第二ADU，其中所述第二ADU能够将所述芳烃塔底馏分料流分离成汽油料流和含有在柴油沸点范围内沸腾的烃类的料流。
7.根据权利要求5或6所述的系统，其中所述芳烃塔底馏分料流包含沸点在约100℃至约350℃的范围内的芳烃化合物。
8.根据权利要求6或7所述的系统，其中所述汽油料流用作汽油调和组分而无需任何进一步处理。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的系统，其中所述汽油池料流和所述汽油料流的苯含量小于约3体积％。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的系统，其中所述汽油池料流和所述汽油料流的苯含量小于约1体积％。
11.一种用于油分离和提质的系统，该系统包括：
入口料流，其包含原油；
常压蒸馏单元(ADU)，所述ADU与所述入口料流流体连通，并且能够将所述入口料流分离成ADU塔顶料流和ADU中间料流，所述ADU塔顶料流包含石脑油，并且所述ADU中间料流包含馏分油；
石脑油加氢处理单元(NHT)，所述NHT与所述ADU流体连通并且能够利用氢气处理所述ADU塔顶料流中的石脑油；
石脑油重整单元(NREF)，所述NREF与所述NHT流体连通并且能够重整由所述NHT产生的经加氢处理的石脑油料流，并且所述NREF进一步能够产生单独的氢气和重整油料流；
芳烃联合装置(ARC)，所述ARC与所述NREF流体连通并且能够接收由所述NREF产生的所述重整油料流，并且所述ARC进一步能够将所述重整油料流分离成汽油池料流、芳烃料流和ARC芳烃塔底馏分料流；
第二ADU，其与所述ARC芳烃塔底馏分料流和所述ADU中间料流流体连通，其中所述第二ADU能够将所述芳烃塔底馏分料流分离成汽油料流和含有重质芳烃的料流；以及
煤油加氢精制单元(KHT)，所述KHT与馏分油入口料流流体连通，所述馏分油入口料流包含来自所述ADU中间料流和所述含有重质芳烃的料流的流体流，并且所述KHT能够利用氢气处理所述馏分油入口料流。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述汽油料流用作汽油调和组分而无需任何进一步处理。
13.根据权利要求11或12所述的系统，其中所述KHT包括第一段酸化加氢处理部分、具有中间分离的第二段芳香的芳烃饱和和加氢裂化部分、以及分馏系统。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的系统，其中产出煤油并且该煤油适于用作根据加热和喷气燃料要求的两用煤油。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的系统，其中所述芳烃塔底馏分料流包含沸点在约100℃至约350℃的范围内的芳烃化合物。
16.一种用于油分离和提质的方法，该方法包括以下步骤：
供应包含原油的入口料流；
将所述入口料流分离成塔顶料流和中间料流，所述塔顶料流包含石脑油，并且所述中间料流包含柴油；
利用氢气处理所述塔顶料流中的石脑油，从而产生经加氢处理的石脑油料流；
重整所述经加氢处理的石脑油料流；
产生单独的氢气和重整油料流；
将所述重整油料流分离成汽油池料流、芳烃料流和芳烃塔底馏分料流；以及
将所述芳烃塔底馏分料流再循环至所述入口料流。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括以下步骤：
利用氢气处理含有柴油的中间料流。
18.一种用于油分离和提质的方法，该方法包括：
供应包含原油的入口料流；
将所述入口料流分离成塔顶料流和中间料流，所述塔顶料流包含石脑油，并且所述中间料流包含柴油；
利用氢气处理所述塔顶料流中的石脑油，从而产生经加氢处理的石脑油料流；
重整所述经加氢处理的石脑油料流；
产生单独的氢气和重整油料流；
将所述重整油料流分离成汽油池料流、芳烃料流和芳烃塔底馏分料流；
将所述芳烃塔底馏分料流再循环至含有柴油的中间料流；以及
利用氢气处理含有柴油的所述中间料流和所述芳烃塔底馏分料流。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括以下步骤：在利用氢气处理含有柴油的所述中间料流和所述芳烃塔底馏分料流之前，将所述芳烃塔底馏分料流分离成汽油料流和含有在柴油沸点范围内沸腾的烃类的料流。
20.一种用于油分离和提质的方法，该方法包括以下步骤：
供应包含原油的入口料流；
将所述入口料流分离成塔顶料流和中间料流，所述塔顶料流包含石脑油，并且所述中间料流包含馏分油；
利用氢气处理所述塔顶料流中的石脑油，从而产生经加氢处理的石脑油料流；
重整所述经加氢处理的石脑油料流，从而产生单独的氢气和重整油料流；
将所述重整油料流分离成汽油池料流、芳烃料流和芳烃塔底馏分料流；
将所述芳烃塔底馏分料流分离成汽油料流和含有重质芳烃的料流；
将含有馏分油的所述中间料流与所述含有重质芳烃的料流合并；以及
利用氢气处理含有馏分油的所述中间料流和所述含有重质芳烃的料流。
21.一种用于油分离和提质的系统，该系统包括：
入口料流，其包含原油；
常压蒸馏单元(ADU)，所述ADU与所述入口料流流体连通，并且能够将所述入口料流分离成ADU塔顶料流和ADU中间料流，所述ADU塔顶料流包含石脑油，并且所述ADU中间料流包含馏分油；
石脑油加氢处理单元(NHT)，所述NHT与所述ADU流体连通并且能够利用氢气处理所述ADU塔顶料流中的石脑油；
石脑油重整单元(NREF)，所述NREF与所述NHT流体连通并且能够重整由所述NHT产生的经加氢处理的石脑油料流，并且所述NREF进一步能够产生单独的氢气和重整油料流；
芳烃联合装置(ARC)，所述ARC与所述NREF流体连通并且能够接收由所述NREF产生的所述重整油料流，并且所述ARC进一步能够将所述重整油料流分离成汽油池料流、芳烃料流和芳烃塔底馏分料流，其中所述芳烃塔底馏分料流与包含原油的所述入口料流流体连通；以及
煤油加氢精制单元(KHT)，所述KHT与馏分油入口料流流体连通，所述馏分油入口料流包含来自所述ADU中间料流的流体流并且包含来自所述芳烃塔底馏分料流的重质芳烃，并且所述KHT能够利用氢气处理所述馏分油入口料流。
22.一种用于油分离和提质的方法，该方法包括以下步骤：
供应包含原油的入口料流；
将所述入口料流分离成塔顶料流和中间料流，所述塔顶料流包含石脑油，并且所述中间料流包含馏分油；
利用氢气处理所述塔顶料流中的石脑油，从而产生经加氢处理的石脑油料流；
重整所述经加氢处理的石脑油料流，从而产生单独的氢气和重整油料流；
将所述重整油料流分离成汽油池料流、芳烃料流和芳烃塔底馏分料流；以及
将所述芳烃塔底馏分料流再循环至所述入口料流。
23.根据权利要求22所述的方法，还包括以下步骤：
利用氢气处理含有馏分油的所述中间料流。
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