CN109988608A - 一种灵活石蜡液相加氢工艺 - Google Patents

一种灵活石蜡液相加氢工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种灵活石蜡液相加氢工艺。石蜡原料与循环油在液相加氢条件下进入液相加氢精制反应器，通过上部加氢精制催化剂床层后的物料分成两股；一股物料经床层中间抽出液相加氢精制反应器，并进入液相加氢异构反应器进行异构反应；另一股物料继续向下流经下部的加氢精制催化剂床层；所得加氢精制反应物料和加氢异构反应物料分别进行气液分离和分馏，得到不同规格的石蜡产品。本发明首次提供了一种在一套液相加氢工艺装置上同时生产两种以上不同规格石蜡产品的加氢工艺，可以充分利用部分加氢精制物料所携带的热量，实现液相加氢精制反应器与液相加氢异构反应器的耦合操作。

Description

一种灵活石蜡液相加氢工艺
技术领域
本发明属于石油炼制领域，具体涉及一种灵活生产两种优质石蜡产品的石蜡液相加氢工艺。
背景技术
石蜡是由减压馏分油经溶剂脱蜡脱油后得到的固体石油产品，是医药、日用化工及其它精细化工产业的重要原料。石蜡大致可以分为石蜡、高熔点石油蜡，微晶蜡等。这些用途的石蜡需要进行深度精制，脱除其中所含的硫、氮化合物和稠环芳烃，以期做到对人体无害。石蜡精制有白土精制和加氢精制，其中加氢精制技术是在一定的温度、压力、氢气和催化剂存在下，将原料中的非理想组分被加氢转化的过程。与白土精制相比，加氢精制具有产品收率高、质量好，无废渣等特点，现已成为石蜡精制的主要方法。
石蜡加氢精制是要求在温和的反应条件下对石蜡原料进行深度精制，有效脱除其中的硫、氮等杂原子以及饱和稠环芳烃。微晶蜡和混晶蜡加氢技术是加工由脱沥青油或重质油经溶剂精制和脱蜡脱油得到的微晶蜡或混晶蜡生产优质微晶蜡和混晶蜡，甚至可以达到食品级和医药级质量要求。但包括普通加氢精制的石蜡精制方法，对石蜡产品的韧性改善不多，硬质石蜡由于存在韧性差、易碎裂等不足，影响其在防潮、绝缘、密封等许多领域的使用效果。CN1176296A、CN106433780A、CN001769395A和CN106398757A等都公开了一种石蜡加氢精制方法，能够有效降低石蜡产品的杂质含量、稠环芳烃含量，CN100432193C一种石蜡加氢精制方法使用了含异构性能的催化剂，提高了韧性。US6213835和US6428686公开了一种预先溶氢的加氢工艺。这些方法都是将氢气溶于原料中进行加氢反应。但是上述石蜡加氢工艺都只能生产一种石蜡产品，操作灵活性差。
综上所述，现有的石蜡加氢技术，包括液相加氢技术可以通过加氢精制的方法大幅度降低石蜡产品的硫氮等杂质含量，降低稠环芳烃含量，改善石蜡产品的性质，也可以通过使用异构催化剂的方法增加石蜡产品中异构烃含量、增强石蜡产品的韧性，解决易破碎的问题，但是上述工艺技术生产的石蜡产品只有一种，产品灵活性较差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种灵活石蜡液相加氢工艺，即通过从液相加氢精制反应器中部抽出部分反应物流将所述的石蜡原料通过加氢精制和加氢异构组合方法灵活生产高质量的加氢精制石蜡产品和加氢异构石蜡产品。
本发明的一种灵活石蜡液相加氢工艺，包括如下步骤：
a、石蜡原料油与循环油混合并在溶氢器中溶解氢气后，在液相加氢精制条件下通过液相加氢精制反应器的第一加氢精制催化剂床层，得到第一加氢精制物流，这部分反应物流分成两部分，其中一部分抽出液相加氢精制反应器；
b、步骤a中剩余部分的第一加氢精制物流继续在液相加氢精制条件下通过加氢精制反应器的第二加氢精制催化剂床层，加氢精制物流经分离、分馏得到加氢精制石脑油产品和加氢精制石蜡产品；
c、步骤a所得抽出反应器的第一加氢精制物流在溶氢器中溶解氢气后，在加氢异构条件下通过加氢异构反应器的加氢异构催化剂床层，加氢异构物流经分离、分馏得到加氢异构石脑油和加氢异构石蜡产品。
石蜡原料中的S、N、O等杂质通过液相加氢精制反应器的第一加氢精制催化剂床层时得到有效脱除，芳烃一定程度上得到加氢饱和，反应物流的一部分继续通过加氢精制反应器的第二加氢精制催化剂床层时，加氢反应深度更深，达到生产优质石蜡产品的要求；抽出的一部分第一加氢精制物流经过加氢异构催化剂后正构烷烃的一部分进行异构反应，得到韧性强、不易破碎的优质石蜡产品。
与现有技术相比较，本发明灵活石蜡液相加氢工艺的优点在于：
1、本发明中，液相加氢精制反应器中包括至少两个加氢精制催化剂床层。通过设置在液相加氢精制反应器床层中间的加氢精制物料抽取步骤，无需特殊操作，即可实现对加氢精制物料股的有效分配，再使所得到的物料经过不同的加氢工艺，从而可以灵活生产不同规格的目的石蜡产品。同时，在反应器床层中间抽取反应物流在技术上也是易于实现的。而在现有技术中，一套加氢装置通常只能得到一种规格的石蜡产品；如果想要得到不同规格的石蜡产品，需要两套以上的加氢装置。因此，本发明首次提供了一种在一套加氢工艺装置上同时生产两种以上不同石蜡产品的加氢转化工艺。
2、本发明通过在液相加氢精制反应器的催化剂床层中间设置第一加氢精制物流抽出装置，将石蜡原料经过加氢精制的第一加氢精制物流抽取出反应器，并将其送入单独设置的液相加氢异构反应器进行加氢异构反应，提高加氢异构石蜡产品的异构烃含量，从而使得本发明的方法能够灵活生产不同异构烃的石蜡产品。
3、本发明中，经过加氢精制后得到的石蜡产品正构烃含量高；经过部分加氢精制、加氢异构后得到的石蜡产品异构烃含量高；可以分别满足生产不同目的指标的高质量石蜡产品要求。
4、本发明中，液相加氢精制反应器精制催化剂床层中间得到的液体本身具有很高的温度和压力，其可以直接进入新设置的加氢异构反应器中进行反应，从而充分利用这股部分精制物料所携带的热量，实现液相加氢精制反应器与液相加氢异构反应器的耦合操作。
附图说明
图1为本发明的原则流程示意图。
图2为本发明的另一原则流程示意图。
图3为本发明的又一原则流程示意图。
其中：1-石蜡原料，2-1加氢精制反应器前溶氢器，2-2加氢异构反应器前溶氢器，3-加氢精制反应器，4-加氢异构原料物流，5-加氢精制物流，6-加氢精制高压分离器，7-加氢异构反应器，8-加氢异构物流，9-加氢异构高压分离器，10-加氢精制汽提塔或分馏塔，11-加氢异构汽提塔或分馏塔，12-加氢精制石脑油产品，13-加氢精制石蜡产品，14-加氢异构石脑油产品，15-加氢异构石蜡产品，16-加氢精制高压分离器气体产物，17-加氢异构高压分离器气体产物，18-1加氢精制反应器前溶氢器补充氢，18-2加氢精制反应器床层间补充氢，18-3加氢异构反应器前溶氢器补充氢，19-循环油。
具体实施方式
步骤a所述石蜡原料油可以包括液体石蜡、高熔点石油蜡、微晶蜡、混合微晶蜡或者合成蜡等石蜡馏分中的一种或几种。
步骤a所述循环油可以为加氢精制生成物流，也可以为加氢精制高压分离器液相物流，也可以为加氢精制石蜡产品，循环油与石蜡原料油的比例为0.05:1~8:1。
步骤a和步骤b所述的加氢精制催化剂均为常规的石蜡加氢精制催化剂。加氢催化剂中加氢活性组分为Co、Mo、W、Ni中的一种或几种，以氧化物计的重量含量为5%～70%，加氢催化剂的载体一般为氧化铝、无定型硅铝、氧化硅、氧化钛等，同时可以含有其它助剂，如P、Si、B、Ti、Zr等。可以采用市售催化剂，也可以按本领域现有方法制备。加氢活性组分为氧化态的催化剂，在使用之前进行常规的硫化处理，使加氢活性组分转化为硫化态。商业加氢催化剂主要有，如抚顺石油化工研究院（FRIPP）研制开发的481-2B、FV-1、FV-10、FV-20、FV-30等。
步骤b中所述的液相加氢精制条件可采用常规的操作条件，一般为反应压力3.0MPa~15.0MPa，新鲜原料体积空速为0.2h-1~6.0h-1，平均反应温度180℃~400℃。
步骤a中所述抽出的部分物流以液相计占原料油的重量百分比为5～75 wt%，优选为10～70 wt%。
步骤b中所述的液相加氢精制条件可采用常规的操作条件，一般为反应压力3.0MPa~15.0MPa，新鲜原料体积空速为0.2h-1~6.0h-1，循环油与石蜡原料油的比例为0.2:1~10:1，平均反应温度180℃~400℃。
步骤b中所述的分离通常包括为加氢精制高压分离器和低压分离器分离两部分。其中高压分离器分离得到加氢精制高压富氢气体和液体，高压分离器分离得到的液体进入低压分离器。低压分离器将高压液体产物分离得到富烃气体和低压液体产物。富烃气体经分离得到需要的加氢精制气体产物。
步骤b中所述的分馏在加氢精制汽提塔或分馏塔系统中进行。低压液体产物在汽提塔或分馏塔中分馏得到加氢精制石脑油产品和加氢精制石蜡产品。
步骤c所述的加氢异构催化剂为常规的石蜡加氢异构催化剂，一般以第ⅥB族和/或第Ⅷ族金属为活性组分，第ⅥB族金属一般为Mo和/或W，第Ⅷ族金属一般为Co和/或Ni。该催化剂的载体含有氧化铝、含硅氧化铝和分子筛的中一种或多种，最好是含分子筛，所述的分子筛可以为β型分子筛、Sapo型分子筛等。以催化剂的重量计，第ⅥB族金属含量以氧化物计为10wt%～35wt%，第Ⅷ族金属含量以氧化物计为3wt%～15wt%，分子筛含量为2wt%～30wt%，氧化铝含量为10wt%～80wt%。主要的催化剂有抚顺石油化工研究院研制开发的FC-14、FC-20等。对于加氢改质催化剂来说，主要要求直链烷烃发生异构反应，裂解性能要弱。液相加氢异构的操作条件可采用常规的操作条件，一般为：反应压力3.0MPa~15.0MPa，体积空速为0.2h-1~6.0h-1，平均反应温度180℃~400℃。
步骤c所述的加氢异构反应器的下部可以装填补充加氢精制催化剂，补充加氢精制催化剂与加氢精制反应器内的加氢精制催化剂可以相同，也可以不同。加氢异构物料在补充加氢精制催化剂的体积空速为1.0h-1~25.0h-1，反应压力3.0MPa~15.0MPa，平均反应温度180℃~400℃。
步骤c中所述的分离在加氢异构高压分离器和低压分离器内进行。其中加氢异构高压分离器分离得到加氢异构高压富氢气体和液体，高压分离器分离得到的液体进入低压分离器。低压分离器将高压液体产物分离得到富烃气体和低压液体产物。富烃气体经分离得到需要的加氢异构气体产物。
步骤c中所述的分馏为汽提塔或分馏塔系统，低压液体产物在汽提塔或分馏塔中分馏得到加氢异构石脑油产品和加氢异构石蜡产品。
步骤b和步骤c中所述的加氢精制气体产品和加氢异构气体产品可以单独作为产品，也可以混合为混合气体产品。
步骤b和步骤c中所述的加氢精制石脑油产品和加氢异构石脑油产品可以单独作为产品，也可以混合为混合石脑油产品。
结合图1，本发明的方法具体如下：石蜡原料1与循环油19混合，然后在溶氢器2-1中溶入氢气18-1，溶氢物流进入加氢精制反应器3，经过第一加氢精制催化剂床层的反应物流中抽出加氢异构原料物流4，抽出加氢异构原料物流4后的物流在溶入氢气18-2后继续进入后续加氢精制催化剂床层，加氢精制生成物流5进入加氢精制高压分离器6进行气液分离，分离得到高压气体16，分离得到的液体一部分进入分馏塔10中分馏得到加氢精制石脑油产品12和加氢精制石蜡产品13，另一部分作为循环油19返回到溶氢器2-1中。加氢异构原料物流4在溶氢器2-2中溶入氢气18-3后进入加氢异构反应器7，通过加氢异构催化剂床层的生成物流8进入加氢异构高压分离器9中进行气液分离，分离得到高压气体17，分离得到的液体进入分馏塔11中分馏得到加氢异构石脑油产品14和加氢异构石蜡产品15，加氢精制石脑油产品12和加氢异构石脑油产品14可以单独作为产品，也可以混合后得到混合石脑油产品。
下面通过实施例说明本发明方案和效果。
实施例1-3
保护剂FZC-100、FZC-105和FZC106为中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院研制生产的加氢保护剂；催化剂FV-10为中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院研制生产的加氢精制催化剂；催化剂FC-20为中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院研制生产的加氢异构催化剂，含有β型分子筛。
表1 石蜡原料主要性质
表2 工艺条件
表3 试验结果
由实施例可以看出，采用本发明的石蜡液相加氢工艺，通过从液相加氢精制反应器内抽出一部分反应物流，并使用加氢精制催化剂和加氢异构催化剂来实现生产不同正构烃含量石蜡产品的目的，生产方式灵活。

Claims (12)

1.一种灵活石蜡液相加氢工艺，包括如下步骤：
a、石蜡原料油与循环油混合并在溶氢器中溶解氢气后，在液相加氢精制条件下通过液相加氢精制反应器的第一加氢精制催化剂床层，得到第一加氢精制物流，这部分反应物流分成两部分，其中一部分抽出液相加氢精制反应器；
b、步骤a中剩余部分的第一加氢精制物流继续在液相加氢精制条件下通过加氢精制反应器的第二加氢精制催化剂床层，加氢精制物流经分离、分馏得到加氢精制高压富氢气体、加氢精制石脑油产品和加氢精制石蜡产品；
c、步骤a所得抽出反应器的第一加氢精制物流在溶氢器中溶解氢气后，在加氢异构条件下通过加氢异构反应器的加氢异构催化剂床层，加氢异构物流经分离、分馏得到加氢异构高压富氢气体、加氢异构石脑油和加氢异构石蜡产品。
2.按照权利要求1所述的液相加氢工艺，其特征在于，步骤a所述石蜡原料油包括液体石蜡、高熔点石油蜡、微晶蜡、混合微晶蜡或者合成蜡中的一种或几种。
3.按照权利要求1所述的液相加氢工艺，其特征在于，所述循环油与石蜡原料油的重量比为0.05:1~8:1。
4.按照权利要求1所述的液相加氢工艺，其特征在于，步骤a所述的循环油为加氢精制生成物流、加氢精制高压分离器液相物流或者加氢精制石蜡产品。
5.按照权利要求1所述的液相加氢工艺，其特征在于，步骤a和步骤b所述的加氢精制催化剂中，加氢活性组分为Co、Mo、W、Ni中的一种或几种，加氢活性组分以氧化物计的重量含量为5%～70%；加氢催化剂的载体含有氧化铝、无定型硅铝、氧化硅和氧化钛中的一种或几种。
6.按照权利要求5所述的液相加氢工艺，其特征在于，所述加氢催化剂的载体中含有P、Si、B、Ti和Zr中的一种或几种作为助剂。
7.按照权利要求1所述的液相加氢工艺，其特征在于，步骤b中所述的液相加氢精制条件为：反应压力3.0MPa~15.0MPa，新鲜原料体积空速为0.2h-1~6.0h-1，平均反应温度180℃~400℃。
8.按照权利要求1所述的液相加氢工艺，其特征在于，步骤c所述的加氢异构催化剂以第ⅥB族和/或第Ⅷ族金属为活性组分，催化剂载体含有氧化铝、含硅氧化铝和分子筛的中一种或多种，所述的分子筛为β型分子筛、Sapo型分子筛等。
9.按照权利要求8所述的液相加氢工艺，其特征在于，以催化剂的重量计，第ⅥB族金属含量以氧化物计为10wt%～35wt%，第Ⅷ族金属含量以氧化物计为3wt%～15wt%，分子筛含量为2wt%～30wt%，氧化铝含量为10wt%～80wt%。
10.按照权利要求1所述的液相加氢工艺，其特征在于，所述的液相加氢异构条件为：反应压力3.0MPa~15.0MPa，体积空速为0.2h-1~6.0h-1，平均反应温度180℃~400℃。
11.按照权利要求1所述的液相加氢工艺，其特征在于，所述的加氢异构催化剂床层下方设置补充加氢精制催化剂床层，加氢异构物料在补充加氢精制催化剂的体积空速为1.0h-1~25.0h-1，反应压力3.0MPa~15.0MPa，平均反应温度180℃~400℃。
12.按照权利要求1所述的液相加氢工艺，其特征在于，步骤a中抽出的部分物流以液相计占原料油的重量百分比为5～75wt%，优选为10～70wt%。
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