CN111263801A - 一体化渣油加氢裂化和加氢精制 - Google Patents

一体化渣油加氢裂化和加氢精制 Download PDF

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Abstract

用于处理渣油的技术包括在沸腾床加氢转化反应器接收包含渣油烃馏分的进料流股；在沸腾床加氢转化反应器中使渣油烃馏分与氢和加氢转化催化剂接触以产生部分转化的反应器流出物产物；在第一分离区中将部分转化的反应器流出物产物分离为馏出物流股和重质烃流股；将馏出物流股进料至一体化加氢裂化/加氢精制反应器的底部；和将重质烃流股进料至加氢精制反应器的顶部。

Description

一体化渣油加氢裂化和加氢精制
优先权要求
本申请要求2017年8月29日提交的、标题为“一体化渣油加氢裂化和加氢精制”的美国临时专利申请号62/551,374的优先权，其全部内容通过引用结合在本文中。
技术领域
本公开涉及用于在一体化加氢处理单元中将富碳烃转化为贫碳烃的系统和方法。
背景技术
目前精炼的趋势是促进精炼者在较重原油上运行并且使白油产物最大化。未来高硫燃料油(HSFO)的硫水平降低还可以促进精炼者对桶底部物进行提质加工。在许多炼油厂中，当处理重质原油(或不同原油)时在现有的原油蒸馏塔中存在限制。
发明内容
在示例一般实施方式中，用于处理渣油的方法包括：在沸腾床加氢转化反应器接收包含渣油烃馏分的进料流股；在沸腾床加氢转化反应器中使渣油烃馏分与氢和加氢转化催化剂接触以产生部分转化的反应器流出物产物；在第一分离区中将部分转化的反应器流出物产物分离为馏出物流股和重质烃流股；将馏出物流股进料至一体化加氢裂化/加氢精制反应器的底部；和使重质烃流股进料至加氢精制反应器的顶部。
可以与一般实施方式组合的方面还包括：在将重质烃流股进料至加氢精制反应器的顶部之前，将重质烃流股与再循环气体流股合并以形成混合流股。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括将混合流股进料至加氢精制反应器的顶部。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括：在将重质烃流股进料至加氢精制反应器的顶部之前，在真空蒸馏塔中将重质烃流股分馏为轻质烃流股、重质瓦斯油流股和未转化的渣油流股。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括将重质瓦斯油流股进料至加氢精制反应器的顶部。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括在加氢精制反应器中使重质瓦斯油流股与氢和加氢转化催化剂接触。
在可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面中，加氢精制反应器包括多床反应器。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括将至少一个氢急冷流股供应至加氢精制反应器。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括：在将馏出物流股进料至加氢精制反应器的底部之前，将馏出物流股与从第一分离区的低温、高压分离器回收的轻质液体流股混合。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括将混合流股进料至加氢精制反应器的底部。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括将来自加氢精制反应器的流出流股进料至第二分离区。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括在第二分离区的高温、高压分离器中将流出流股分离为轻质流股和重质油流股。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括将轻质流股进料至精加工加氢处理反应器的顶部。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括将重质油流股进料至第二分离区的高温、低压分离器。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括将轻质流股与来自第一分离区的低温、高压分离器的混合流股混合。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括：在混合之后，将混合流股进料至精加工加氢处理反应器的顶部。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括将来自精加工加氢处理反应器的流出物输出至第二分离区的低温、高压分离器。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括将来自第二分离区的高温、高压分离器的轻质流股进料至精加工加氢处理反应器的底部。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括将来自第一分离区的低温、高压分离器的混合流股进料至精加工加氢处理反应器的顶部。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括将氢急冷(quench)流股供应至精加工加氢处理反应器。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括将来自第一分离区的低温、高压分离器的混合流股与再循环气体流股混合。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括在混合之后，将混合流股进料至精加工加氢处理反应器的顶部。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括与一体化加氢裂化/加氢处理反应器的加氢处理过程的运行温度独立地控制一体化加氢裂化/加氢处理反应器的加氢裂化过程的运行温度。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括：基于独立的温度控制，控制由馏出物流股产生的柴油流股的硫浓度。
可以与前述方面中的任何一个组合的另一个方面还包括：基于独立的温度控制，控制由馏出物流股产生的燃料流股的石脑油硫醇水平。
根据本公开的实施方式中的一个、一些或全部可以包括以下特征中的一个或多个。例如，在本公开中描述的实施方式可以允许对渣油加氢转化单元反应器流出物进行最佳处理以使中间馏出物选择性最大化。作为另一个实例，实施方式可以允许对不同于瓦斯油的馏出物的反应器运行条件(例如，压力、温度和进料品质)进行控制，这允许最佳的产物品质和效用要求。此外，使用公用气体回路可以确保或帮助确保系统中最低量或减少量的氢溶液损失。此外，根据本公开的实施方式可以有利于未转化的油通过真空塔从加氢精制区段再循环以确保在具有未转化的渣油的情况下的最大重质多核芳烃(HPNA)排斥(rejection)，因此使整个联合装置的转化最大化。作为又一个实例，根据本公开的实施方式可以包括优化设备计数并且帮助降低总体资金成本的流程图。例如，流程图的示例实施方式可以确保馏出物产物将会满足超低硫柴油(ULSD)要求并且确保还可以控制石脑油硫醇水平。此外，当与常规设计相比时，根据示例实施方式的分级流动操作的组合效果可以确保较低的资金和运行成本。
在本公开中使用的一个或多个术语可以如下理解。术语“流股”可以包含各种烃分子，如直链、支链或环状烷烃、烯烃、二烯烃和炔烃，以及任选的其他物质如气体(例如，氢、杂质)。流股还可以包括芳族和非芳族化合物。
术语“区”可以是指包括一个或多个设备项目或一个或多个子区(或二者)的区。设备项目包括一个或多个反应器或反应器容器或反应器床、加热器、交换器、管、泵、压缩机和控制器。此外，设备项目如反应器干燥器或容器也可以包括一个或多个区。
术语“富”可以意指以在流股中化合物或一类化合物的摩尔、质量或体积计至少通常约40％并且优选约45-70％的量。
术语“基本上”可以意指以在流股中的化合物或一类化合物的摩尔、质量或体积计至少通常约80％，优选约90％和最佳约99％的量。
术语“真沸点”(TBP)意指用于确定材料的沸点的试验方法，其对应于用于可以在其上得到分析数据的标准化品质的液化气、馏出物馏分和渣油的产生并且通过质量和体积二者(根据其在塔中使用十五个理论塔板以5:1的回流比制作温度相对于蒸馏的质量％的图表)来确定馏分的收率的ASTM D2892。
术语“D-86蒸馏”(D86)意指用于确定材料的沸点的使用实验室间歇蒸馏单元的大气压蒸馏，其对应于在ASTM D86方法中给出的测试工序。试验是被设计用于分析占大多数的馏出物燃料(石脑油，不过还有瓦斯油)的方法并且不适用于含有可观量渣油的产物。
术语“白油”意指应当具有小于370°摄氏(C)的TBP端点的烃产物。这些可以是在液化石油气(LPG)、石脑油和馏出物范围内的烃。
术语“馏出物”意指应当具有在140-370℃之间的TBP范围的烃。这可以是煤油和柴油产物。
术语“瓦斯油”意指应当具有在370-565℃之间的TBP范围的烃。其可以作为在分馏区段中来自真空蒸馏塔的侧馏分(side cut)得到。
术语“渣油”意指具有大于565℃的TBP的烃(如真空塔底部物)、树脂、来自溶剂脱沥青单元的沥青馏分、来自流体催化裂化、减粘裂化器或热裂化单元残留物的油浆。
在本公开中描述的主题的一个或多个实施方式的细节在附图和描述中给出。根据说明书、附图和权利要求书，该主题的其他特征、方面和优点将会变得明显。
附图说明
图1描绘了根据本公开的一体化加氢处理系统的一个示例实施方式。
图2描绘了根据本公开的一体化加氢处理系统的加氢精制反应区的一个示例实施方式。
图3描绘了根据本公开的一体化加氢处理系统的加氢精制反应区的另一个示例实施方式。
图4描绘了根据本公开的一体化加氢处理系统的加氢精制反应区的加氢处理区段连同添加胺洗涤器区段和再循环气体压缩区段的一个示例实施方式。
图5描绘了根据本公开的一体化加氢处理系统的加氢精制反应区的加氢处理区段连同添加胺洗涤器区段和再循环气体压缩区段的另一个示例实施方式。
具体实施方式
本公开描述了用于在沸腾床加氢裂化区段中对渣油烃进行提质加工、在分离容器中分离反应物流出物、并且之后将流出物分馏的系统和方法的实施方式。在一些方面中，将所产生的中间产物随后在联合加氢裂化和馏出物加氢处理区段中以分级方式加氢精制以产生一种或多种成品燃料产物。在一些方面中，在本公开中描述的示例实施方式可以优化一体化渣油加氢裂化和加氢精制单元的加氢精制区段内的一个或多个加氢处理区，从而例如增加总体馏出物产物的选择性。例如，基于随真空瓦斯油进料而存在的馏出物的量，预期的馏出物选择性的增加可以为2-4％，而不同于常规方法，对于相同催化剂体系而言，所述常规方法可能会在伴随较高水力负荷的情况下降低再循环方式运行的单程转化率或在伴随降低的收率的情况下趋于较低的总体转化率。之后在多级(例如，通过压力分级，首先在大气压蒸馏塔中之后在真空蒸馏塔中)分馏区段中将流出物产物的较重部分分馏以产生较轻产物、重质瓦斯油和未转化的渣油。
例如，在一些实施方式中，示例方法可以包括在沸腾床加氢转化反应器中使渣油烃馏分与氢和加氢转化催化剂接触以产生部分转化的反应器流出物产物。在一些方面中，可以将反应器流出物产物分离为馏出物产物制造中基本上(例如，80-85％)负馏出物(distillate minus)流股(例如，在小于370℃的馏出物TBP端点的温度沸腾的烃流股)。之后可以在固定床加氢裂化反应器中使重质瓦斯油馏分与氢和加氢转化催化剂接触。
在一些方面中，加氢处理和加氢裂化反应在反应器内(例如，在多个催化剂床内)与在多个床之间使用的氢急冷(hydrogen quenching)一起(例如，与来自再循环气体压缩机排出物的滑流一起)进行。可以将由沸腾床加氢转化区段产生的负馏出物流股与在沸腾床加氢转化分馏区段中回收的馏出物流股混合并且在固定床加氢裂化反应器流出物床的底部送到后处理加氢处理区，从而确保“超低硫”(例如，ULSD)馏出物产生、硫醇重组的最大抑制和在加氢裂化区内的最小量的二次裂化。可以独立地控制后处理加氢处理区温度并且针对给定进料优化催化剂体积和床的数量。
之后可以将来自该组合区段的流出物在多分离器/闪蒸罐系统中分离，剥离，并且分馏以制备可出售的燃料产品。可以将公用再循环气体回路和补充氢系统用于渣油加氢裂化和加氢精制区段。在一些实施方案中，加氢精制区段可以具有再循环油回路以增加在加氢裂化区中的转化率。此外，加氢精制区段可以具有错开的加氢处理区(例如，加氢处理区与加氢裂化区分离)以优化加氢处理区催化剂/设备需求或者具有分级压力加氢处理区以用于更好的气体利用。到达沸腾床加氢转化区段的原料可以主要是渣油，其由真空塔底部物(具有565℃+的标称沸点)、FCC油浆、脱沥青单元树脂或沥青或来自炼油厂的类似的此类重质油组分构成。
图1描绘了根据本公开的一体化加氢处理系统1000(“系统1000”)的一个示例实施方式。在示出的示例实施方式中，系统1000包括多个一级子系统。例如，如示出的，系统1000包括沸腾床加氢转化反应区100、第一分离区200、重质油分馏区300、加氢精制反应区400、第二分离区500、白油分馏区600、再循环气体区段700和补充气体压缩机800。
在示出的系统1000的实施方式中，流股1包含预热的并且与预热的再循环气体流股2混合的烃馏分(渣油)。将混合流股3供给至沸腾床反应器区100。尽管仅示出了反应器100，区100可以包括在具有或不具有级间分离的情况下多于一个串联或并联运行的反应器。使烃和氢与加氢转化催化剂接触以使流股1中(并且混合于流股3中)的渣油的至少一部分与氢反应形成较轻的烃。该反应包括渣油的加氢脱金属和康拉孙残炭(Conradsoncarbon,“Concarbon”)还原。之后将反应器流出流股4循环至第一分离区200。
在一些方面中，分离区200包括根据温度差、压力差或二者运行的分离器。流出流股4首先通过热、高压分离器201，在那里将轻质流股5(例如，在小于370°摄氏(C)的温度沸腾)与较重流股6分离。之后将轻质流股5通过热交换冷却并且送到冷高压分离器202。之后可以将洗涤水(未示出)注入至流股5，例如以洗涤在反应器流出物4中由于加氢转化反应而产生的升华的铵盐。可以调节所加入的水的量以限制在酸性水中的盐的浓度。之后在三相冷分离器202中将冷却的混合流股5分离，所述三相冷分离器输出蒸气流股12(例如，主要含有氢)、轻质液体流股13和酸性水流股13A。
在这个实例中，将来自分离器201的重质油流股6随后在热低压闪蒸罐203中闪蒸以形成两个流股。蒸气流股7随后被冷却并且在一些方面中，可以包含注入的洗涤水(未示出)以洗涤在反应器流出物4中由于加氢转化反应而产生并且溶解在重质烃流股中的升华的铵盐。可以调节所加入的水的量以限制在酸性水中的盐的浓度。之后将冷却的流股7在冷低压分离器204中分离。在一些方面中，冷低压分离器204是三相分离器。之后在回收氢的情况下处理(例如，在系统1000外部)可以富含氢的从分离器204输出的气相8。抽取酸性水作为流股10A。抽取重质冷烃流股作为流股10。
如在所示出的实施方式中所示，将流股9与预热的流股10混合以形成流股11并且送到分馏区段300。在这个实例中，分馏区段300分别包括大气压和真空蒸馏塔301和302。在需要的情况下，可以将到达这些分馏塔301和302的进料11在一系列热交换器和燃火加热器中预热。大气压分馏塔301可以是具有回流、各种泵循环(pump-around)和侧馏分的板式塔。从顶部抽取轻馏分(light ends)作为流股14，并且抽取侧馏分如煤油和柴油作为侧馏分15a和15b。可以在需要的情况下使用侧馏分汽提塔。
之后在需要的情况下将轻馏分14稳定化、处理并且分流为气体、LPG和石脑油馏分(未示出)。将煤油和柴油馏分(15A和15B)混合以形成合并流股15。将来自大气压分馏塔301的底部的重质烃(例如，在大于370℃的温度沸腾)流股16与再循环油流股36混合并且送到真空塔302。在一些方面中，真空塔302将瓦斯油和较轻馏分分离并且将来自沸腾床加氢转化区100的未转化的油(例如，在大于565℃的温度沸腾；未转化的渣油)作为流股18排出。之后可以将流股18作为燃料油组分循环至其他处理单元。如示出的，抽取瓦斯油流股17作为侧馏分。
在一些方面中，大气压蒸馏塔301和真空蒸馏塔302可以使用汽提蒸汽以辅助汽提并且提高分馏品质。将由分馏区段300产生的酸性水(归因于使蒸汽冷凝；汽提和冷凝二者均用于形成真空)与流股13A和10A合并并且送到酸性水汽提单元(例如，在系统1000外部)。可以将由真空塔302产生的轻馏分14A在蒸汽喷射冷凝器系统中冷凝以形成酸性水、一些污油和在“热井”(未示出)处的未冷凝的气体。
在这个实例中，将瓦斯油流股17与再循环气体流股42A混合以形成进料20A，预热，并且送到加氢精制区400。在这个实例中，加氢精制区400包括一体化加氢裂化/加氢处理反应器400A(其包括用于接收这种合并进料20A的入口和用于接收急冷氢流股42B、42C、42D的一个或多个入口)和中间烃流股19。在这个实例中，流股19是流股13和15的组合。流股19B是流股19和42C的混合物。通常，加氢精制反应区400可以包括一体化加氢裂化/加氢处理反应器400A，其可以具有多个催化剂床并且可以在床之间接收急冷氢流股；加氢裂化区，其可以具有多个催化剂床并且可以在床之间接收急冷氢流股；和加氢处理区，其也可以具有多个催化剂床并且接收急冷氢流股(在床之间)和在渣油加氢转化分离和分馏区段中产生的馏出物中间流股。
尽管仅示出了三个氢急冷入口，可以在沿着一体化加氢裂化/加氢精制反应器400A的任何地方提供氢流股(42B、42C、42D)。可以根据在反应器400A中的床的数量提供多个氢流股。如此，在加氢精制反应区400的顶部区段完成瓦斯油流股的加氢处理和加氢裂化的同时，在加氢精制区400的底部加氢处理区段中进行中间流股的馏出物加氢处理和加氢裂化流出物的精加工。尽管仅示出了一个反应器，可以存在多于一个串联或并联的反应器。
在所示出的实例中，之后将来自反应器400A的流出流股20送到第二分离区500。在一些方面中，第二分离区500与第一区200类似并且可以包括根据温度差、压力差或二者运行的分离器。流出流股20首先通过热高压分离器501，在那里将轻质流股22(例如，在小于370℃的温度沸腾)与重质流股21分离。之后将较轻流股22通过热交换冷却并且送到冷高压分离器502。在一些方面中，可以将洗涤水(未示出)注入至流股22以将在反应器流出物20中由于加氢精制(加氢处理和加氢裂化)反应而产生的升华的铵盐溶解。可以调节所加入的水的量以限制在酸性水中的盐的浓度。取决于进料品质，这种水注入可以是间歇的，并且如果是连续的，其量可以低于在区段200中使用的量。之后在三相冷分离器502中将冷却的混合流股22分离为蒸气流股23(例如，主要含有氢)、轻质液体流股24和酸性水流股24A。
之后将来自分离器501的重质油流股21在热低压闪蒸罐503中闪蒸以形成两个流股25和28。将蒸气流股25与流股24混合并且冷却以形成流股26。之后将该流股26在冷低压分离器504中分离。在一些方面中，冷低压分离器504是三相分离器。之后处理(例如，在系统1000外部)气相30(可以富含氢)并且与流股8类似地回收氢。抽取酸性水作为流股27A。如果形成，则该酸性水流股27A可以归因于与进料到加氢精制区段的进料一起的溶解水或归因于间歇洗涤(注入至流股25)，如果使用的话。抽取重质冷烃流股作为流股27。
在这个实例中，将流股28与预热的流股27混合以形成流股29。如示出的，将流股29送到产物分馏区段600。在这个实例中，分馏区段600包括汽提塔601和随后的大气压塔602。将流股29送到汽提塔601以用于轻馏分和硫化氢(H2S)汽提。将轻馏分作为流股31移除并且之后与流股14一起处理(未示出)。
之后将汽提的流出流股32预热(例如，在热交换器和燃火加热器中)并且送到大气压分馏塔602。在一些方面中，大气压分馏塔602是具有回流、各种泵循环和侧馏分的板式塔。从顶部抽取轻馏分作为流股33，并且抽取侧馏分如满足超低硫产物要求的煤油和柴油作为侧馏分34和35。可以使用侧馏分汽提塔，从而满足馏出物产物(未示出)的闪点要求。之后可以在需要的情况下将轻馏分33稳定化、处理并且分流为气体、LPG和石脑油馏分(未示出)，这对于整个单元来说是共有的。未转化的油(基本上为未转化的瓦斯油)是从塔602的底部抽取并且再循环回到加氢精制区300(例如，回到真空塔302)的重质流股36。在一些方面中，汽提塔601和大气压蒸馏塔602使用汽提蒸汽以辅助汽提并且提高分馏品质。将由汽提塔601产生的酸性水送到酸性水汽提单元，同时将在大气压塔602塔顶馏出物中冷凝的水再循环为在洗涤水注入中使用的流股中的一个。
如在该实施方式中所示，来自冷高压分离器202的蒸气流股12来自分离器502的流股23混合并且形成流股38。流股38进入再循环气体区段700的胺洗涤塔701。在一些方面中，该塔701可以是其中将气体流股38相对胺流股39进行洗涤的板式塔或填充塔(或二者的组合)。可以通过胺吸收在气体流股38中的H2S，其作为富含胺的流股40从底部离开塔701，所述富含胺的流股40可以被送到任何适合的目的地，如胺再生系统。通过膜系统703将基本上无H2S的气体流股41A(其可以主要含有氢)进一步纯化。之后将高纯度氢流股41B送到再循环气体压缩机702。将排出的流股41C送去进一步处理，以用于在下游单元中进行净化。之后将来自压缩机701的再循环压缩机排出流股43分流为两个流股2和42。将流股42送到加氢精制区段400并且分支为多个流股42A至42D，其包括床间急冷流股。
如示出的，将补充高纯度氢(其可能是反应所需的)在补充气体压缩区800中压缩至反应区压力。将来自区800中的氢生成单元的基本上富含氢的气体51与气体流股41混合。在一些方面中，补充压缩机702可以是多阶段往复式压缩机，并且可以在再循环气体压缩机排出或吸入时(例如，基于经济原因)加入气体。
在系统1000的一些方面中，可以在400℃至440℃之间的反应温度范围内进行所示出的沸腾床加氢转化。反应压力可以在70巴(大气压)至170巴(大气压)(氢分压)的范围内。液体时空速可以在0.1-0.5小时-1(hr-1)的范围内并且向低于565℃的TBP范围的烃的转化率可以在30-80％的范围内。
在一些方面中，加氢精制区段400包括加氢裂化区和加氢处理区。加氢裂化可以在360℃至420℃的反应温度范围和70巴(大气压)至170巴(大气压)(氢分压)的反应压力范围内进行。在加氢裂化区中的转化率可以在50-98％的范围内；液体时空速为0.5-3hr-1。加氢处理在320℃至400℃的反应温度范围和40巴(大气压)至170巴(大气压)(氢分压)的反应压力范围内进行。在一些方面中，在1-10hr-1的液体时空速下，所产生的馏出物产物可以满足小于10重量份/百万(ppm)的硫规格。
在一些实例中，热高压分离器501的运行条件为在200℃至450℃的范围内的温度和在90巴表压力(barg)至170巴表压力的范围内的压力。在一些方面中，冷高压分离器502的运行条件为在40℃至100℃的范围内的温度和在90巴表压力至170巴表压力的范围内的压力。在一些方面中，热低压分离器503(或闪蒸罐)的运行条件为200℃至450℃的范围内的温度和在30巴表压力至70巴表压力的范围内的压力。在一些方面中，冷低压分离器504(或闪蒸罐)的运行条件为40℃至100℃的范围内的温度和在30巴表压力至70巴表压力的范围内的压力。在一些方面中，汽提塔601的运行条件为在200℃至300℃范围内的闪蒸区温度和在5巴表压力至20巴表压力的范围内的压力。在一些方面中，大气压蒸馏塔601的运行条件为在350℃至375℃的范围内的闪蒸区温度和在1.5巴表压力至5巴表压力的范围内的压力。在一些方面中，真空蒸馏塔602的运行条件为在390℃至420℃的范围内的闪蒸区温度和在90-25毫米汞柱(mm Hg)的范围内的压力。
加氢转化反应器100(在一些方面中400A和B)可以含有具有至少一种VIII族金属和至少一种VIB族金属的催化剂。VIII族金属可以为例如铁、钴或镍中的一种或多种。VIB族金属可以为例如钼或钨中的一种或多种。VIII族金属可以以约2-20重量％的量存在，而VIB族金属可以以约1-25重量％的量存在。在一些方面中，可以在载体材料如二氧化硅或氧化铝或二者的混合物上包含这些金属。对于加氢裂化催化剂来说，可以存在沸石形式的额外酸性，并且对于残留物转化和加氢处理催化剂来说，可以主动存在助催化剂，如XV族氧化物。
图2描绘了根据本公开的一体化加氢处理系统1000的加氢精制反应区400的一个示例实施方式。图2更具体地示出了与在图1中所示的区400不同的加氢精制反应区400的其他实施方式。例如，如示出的，在这个实例中，将热高压分离器501放置在加氢处理和加氢裂化区和馏出物加氢处理区之间。如示出的，流股17与再循环气体流股42A混合并且预热。将混合流股作为流股20A送到加氢裂化/加氢处理反应器400A。之后将加氢裂化流出物20B送到热高压分离器501。
之后将来自分离器501的蒸气流股20C与流股19混合，将其预热并且送到精加工加氢处理反应器400B。在一些方面中，反应器400B包括用于接收这种合并进料20D的入口和用于接收急冷氢流股42D的入口。尽管仅示出了一个氢急冷入口，在一些方面中，可以在沿着反应器400B的任何地方提供氢流股42D并且可以根据床的数量提供多个氢流股。将来自反应器的加氢处理产物流股20冷却并且在冷高压分离器502中分离。将来自502的蒸气流股(换句话说，流股23)送到胺洗涤器。抽取间歇酸性水(当注入水时；未示出)作为流股24A。之后按照针对图1所描述的处理加氢处理馏出物和较轻流股，流股24，以及加氢裂化流股21。
图3描绘了根据本公开的一体化加氢处理系统1000的加氢精制反应区400的另一个示例实施方式。图3更具体地示出了与在图1和2中所示的区400不同的加氢精制反应区400的其他实施方式。例如，在图3的实施方式中，加氢处理与加氢裂化区段平行(并联)进行。例如，流股17与再循环气体流股42A混合，预热，并且作为流股20A被送到反应器400A。类似地，馏出物流股19与再循环气体流股42E混合，预热，并且作为流股20D被送到加氢处理反应器400B。之后将加氢裂化流出物20B送到热高压分离器501。
之后将来自分离器501的蒸气流股20C送到精加工加氢处理反应器400B的底部床的顶部。反应器400B包括用于接收预热的馏出物和再循环气体流股20D的入口和用于接收急冷氢流股42D和蒸气流股20C的入口。尽管仅示出了一个氢急冷入口，可以在沿着反应器400B的任何地方提供氢流股42D并且可以根据反应器400B的床的数量提供多个氢流股。将来自反应器的加氢处理产物流股20冷却并且在冷高压分离器502中分离。将来自分离器502的蒸气流股(换句话说，流股23)送到胺洗涤器。抽取间歇酸性水(当注入时；未示出)作为流股24A。之后与在图1中描述的实施方式类似地处理加氢处理馏出物和较轻流股，流股24，以及加氢裂化流股21。在一些方面中，可以调节在反应器400B的底部床中放置的催化剂的量以用于加氢裂化蒸气流出物(流股20C)的后处理，从而确保在整个循环期间消除硫醇重组。在一些方面中，这可以通过独立的温度和催化剂量控制来实现。
图4描绘了根据本公开的一体化加氢处理系统1000的加氢精制反应区400的加氢处理区段连同添加胺洗涤器区段900和再循环气体压缩区段800的一个示例实施方式。例如，在图4中所示的实施方式包括与在图1中所示的实施方式相比较低的压力下运行的加氢精制区段的加氢处理区。例如，如示出的，流股17与再循环气体流股42A混合，预热，并且作为流股20A被送到反应器400A。之后将加氢裂化流出物20B送到热高压分离器501。流出物20B首先通过热高压分离器501，在那里将轻质流股20C(例如，在小于370℃的温度沸腾)与较重流股21分离。
之后将较轻流股20C在热交换器中冷却并且送到冷高压分离器502。在一些方面中，可以将洗涤水(未示出)注入至流股20C中以将在反应器流出物中产生的升华的铵盐溶解。取决于进料品质，这种水注入可以是间歇的，并且如果是连续的，其量可以低于在区段200中使用的量。在三相冷分离器502中将冷却的混合流股20C分离为蒸气流股23(主要含有氢)、轻质液体流股24和酸性水流股24A。
如在该实施方式中所示的，将来自分离器501的重质油流股21在热低压闪蒸罐503中闪蒸以形成两个流股25和28。将蒸气流股25与流股24、流股19和低压再循环气体流股66混合以形成流股61。将流股61预热并且送到精加工加氢处理反应器600A。反应器600A包括用于接收这种合并进料61的入口和用于接收急冷氢流股42D的入口。尽管仅示出了一个氢急冷入口，可以在沿着反应器的任何地方提供氢流股42D并且可以根据床的数量提供多个氢流股。
之后将反应器流出物61A冷却并且送到冷低压分离器601。在一些方面中，冷低压分离器是三相分离器。之后将气相63(其富含氢)送到低压胺洗涤器塔900。在一些方面中，该塔900是其中将气体流股63相对胺流股91洗涤的板式塔或填充塔(或二者的组合)。例如，通过胺吸收在气体流股63中的H2S，其作为富含胺的流股92从底部离开塔900，所述富含胺的流股92可以被送到任何适合的目的地，如胺再生系统。之后可以将无H2S气体流股64(主要含有氢)送到低压再循环气体压缩机901。
将气体流股64压缩并且与来自例如补充气体压缩机800的中间阶段的补充气体51A混合，以形成再循环气体流股66。如果需要，可以从66的滑流交替地提供在精加工加氢处理反应器600A中用于床间急冷的急冷气体。还可以抽取来自601的酸性水作为流股62A。如果形成，则该酸性水可以归因于与进料到加氢处理区段的进料一起的溶解水或归因于间歇洗涤(注入至流股61A；未示出)，如果使用的话。烃流股62与热流股28混合以形成流股29。之后流股29的处理与如参照图1所描述的处理类似。
图5描绘了根据本公开的一体化加氢处理系统1000的加氢精制反应区400的加氢处理区段连同添加胺洗涤器区段900和再循环气体压缩区段800的另一个示例实施方式。例如，在所示出的图5的实施方式中，与之前的实施方式相比，加氢精制区段400的加氢处理区在较低压力下和在具有独立的加氢裂化蒸气流出物硫醇重组控制床的情况下运行。例如，如在图5中所示，流股17与再循环气体流股42A混合，预热，并且作为流股20A被送到反应器400A。之后将加氢裂化流出物20B送到热高压分离器501。流出物20B首先通过热高压分离器501，在那里将轻质流股20C(例如，在小于370℃的温度沸腾)与较重流股21分离。
之后将轻质流股20C用热交换器冷却并且送到冷高压分离器502。可以将洗涤水(未示出)注入至流股20C以将在反应器流出物20B中产生的升华的铵盐溶解。例如，取决于进料品质，这种水注入可以是间歇的，并且如果是连续的，其量可以低于在区段200中使用的量。在三相冷分离器502中将冷却的混合流股20C分离为蒸气流股23(主要含有氢)、轻质液体流股24和酸性水流股24A。
之后将来自分离器501的重质油流股21在热低压闪蒸罐503中闪蒸以形成两个流股25和28。将流股24、流股19和低压再循环气体流股66混合以形成流股61。将流股61预热并且送到精加工加氢处理反应器600A。反应器600A包括用于接收这种合并进料61的入口和用于接收急冷氢流股42D和来自热低压闪蒸罐503的蒸气流股25的入口。尽管仅示出了一个氢急冷入口，可以在沿着反应器600A的任何地方提供氢流股42D并且可以根据床的数量提供多个氢流股。
之后将反应器流出物61A冷却并且送到冷低压分离器601。在一些方面中，冷低压分离器601是三相分离器。之后将气相63(其富含氢)送到低压胺洗涤器塔900。在一些方面中，该塔900是其中将气体流股63相对胺流股91进行洗涤的常规板式塔或填充塔(或二者的组合)。通过胺吸收在气体中的H2S，其作为富含胺的流股92从底部离开塔900，所述富含胺的流股92可以被送到任何适合的目的地，如胺再生系统。
之后将无H2S气体流股64(主要含有氢)送到低压再循环气体压缩机901。将气体流股64压缩并且与来自补充气体压缩机800的中间阶段的补充气体51A混合，以形成再循环气体流股66。如果需要，可以从66的滑流交替地提供在反应器600A中用于床间急冷的急冷气体。抽取来自601的酸性水作为流股62A。如果形成，则该酸性水可以归因于与进料到加氢处理区段的进料一起的溶解水或归因于间歇洗涤(注入至流股61A；未示出)，如果使用的话。烃流股62与热流股28混合以形成流股29。之后流股29的处理与参照图1所描述的处理类似。
系统1000也可以利用如参照图1-5所描述的额外或备选特征来实施。例如，在系统1000的一些实施方式中，瓦斯油的加氢裂化可以基于“一次通过(once-through)”。在这样的情况中，可以不将流股36再循环而是将其送去储存或者送到其他过程以用于进一步处理(如果需要的话)。在另外的实施方式中，因为可以独立地控制和操作加氢处理和加氢裂化区，可以补充外部进料，如高度芳香化的原料，其可以包括加氢处理提质物(upgrade)以满足石油精炼燃料质量。
可以控制系统1000(例如，控制温度、压力、流体的流动速率或这样的参数的组合)以为期望的输出提供给定的具体输入。在一些方面中，可以手动操作用于系统1000的流动控制系统。例如，操作人员可以为泵或转移设备设定流速并且设定阀门打开或关闭位置以调节过程流股穿过流动控制系统中的管的流动。一旦操作人员已经设定分布在整个系统上的所有流动控制系统的流速和阀门打开或关闭位置，流动控制系统就可以使流股在恒流条件例如恒定体积速率下流动。为了改变流动条件，操作人员可以例如通过改变泵流速或阀门打开或关闭位置来手动地操作流动控制系统。
在一些方面中，可以自动操作用于系统1000的流动控制系统。例如，如在图1中进一步示出的，系统1000包括与系统1000的组件和子系统(例如，子系统100、200、300、400、500、600、700、800、900)可通信连接的控制系统999。控制系统999可以包括或连接至计算机或控制系统以对系统1000进行操作。控制系统999可以包括储存由一个或多个处理器可执行的指令(如流动控制指令)的计算机可读介质以进行操作(如流动控制操作)。操作人员可以使用控制系统999来设定分布在整个设备上的所有流动控制系统的流速和阀门打开或关闭位置。在这样的实施方案中，操作人员可以通过经由控制系统999提供输入而手动改变流动条件。此外，在这样的实施方案中，控制系统999可以例如使用与控制系统999连接的反馈系统自动地(即不使用手动干预)控制流动控制系统中的一个或多个。例如，可以将传感器(如压力传感器、温度传感器)连接至过程流股流过的管道。传感器可以监测并提供过程流股的流动条件(如压力、温度)至控制系统999。响应于超过阈值(如阈值压力值、阈值温度值)的流动条件，控制系统999可以自动进行操作。例如，如果管道中的压力或温度分别超过阈值压力值或阈值温度值，则控制系统999可以向泵提供用于降低流速的信号，提供用于打开阀门释放压力的信号，或提供用于关闭过程流股流的信号。
控制系统999可以在数字电子电路中，或在计算机硬件、固件、软件中，或在它们的组合中实施。装置可以在有形地体现在信息载体中、例如在机器可读储存设备中用于由可编程处理器执行的计算机程序产品中实施；并且方法步骤可以由执行指令程序的可编程处理器进行以通过对输入数据进行运算并且生成输出数据来发挥所描述的实施方式的功能。所描述的特征可以有利地在一个或多个可在可编程系统上执行的计算机程序中实施，所述可编程系统包括偶联用于从数据储存系统接收数据和指令并且向数据储存系统传输数据和指令的至少一个可编程处理器、至少一个输入设备和至少一个输出设备。计算机程序是可以在计算机中直接或间接使用以执行特定活动或产生特定结果的一组指令。计算机程序可以以任何编程语言形式编写，包括编译型语言或解释型语言，并且其可以以任何形式展开，包括作为独立程序或作为模块、组件、子例程或适合在计算环境中使用的其他单元。
用于执行指令程序的适合的处理器包括，例如通用和特殊目的微处理器二者，以及单一处理器或任何种类计算机的多种处理器中的一种。通常，处理器将会从只读存储器或随机存取存储器或二者接收指令和数据。计算机的必需元件是用于执行指令的处理器和用于储存指令和数据的一个或多个存储器。通常，计算机还将会包括用于储存数据文件的一个或多个大容量存储器设备，或者通过操作偶联以与其通信；这样的设备包括磁盘，如内部硬盘和可移除盘；磁光盘；和光盘。适用于有形地体现计算机程序指令和数据的储存设备包括所有形式的非易失性存储器，包括例如半导体存储器设备，如可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和闪存设备；磁盘如内部硬盘和可移除盘；磁光盘；和CD-ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可以由ASIC(专用集成电路)补充或者结合在其中。
为了提供与用户的互动，特征可以在计算机上实施，所述计算机具有用于向用户显示信息的显示设备如CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器以及用户可以通过其向计算机提供输入数据的键盘和指针设备如鼠标或轨迹球。此外，这样的活动可以通过触摸屏平板显示器和其他适当的机构实施。
特征可以在控制系统中实施，所述控制系统包括后端组件，如数据服务器，或包括中间件组件，如应用服务器或互联网服务器，或包括前端组件，如具有图形用户界面或互联网浏览器的客户端计算机，或它们的任何组合。系统的组件可以通过任何数字数据通信的形式或介质如通信网络连接。通信网络的实例包括局域网(“LAN”)、广域网(“WAN”)、点对点网络(具有ad-hoc或静态构件)、格栅计算基础结构和互联网。
尽管本说明书含有许多具体实施方式细节，这些不应解释为对可以要求保护的内容的范围的限制，而是解释为专门针对具体实施方式的特征的描述。在本说明书中在单独的实施方式的上下文中描述的某些特征也可以在单一实施方式中以组合形式实施。相反，在单一实施方式的上下文中描述的各个特征也可以在多个实施方式中单独实施或者以任何适合的子组合形式实施。此外，尽管特征可以被描述为以某些组合形式起作用并且甚至因此最初是要求保护的，来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情况中可以从组合中去除，并且所要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变体。
类似地，尽管操作在附图中以具体顺序描述，这不应理解为要求这样的操作以所示的具体顺序或以先后顺序进行或者进行所有所示的操作以实现理想结果。在某些情况中，多任务和并行处理可以是有益的。此外，在描述的实施方式中的多个系统组件的分离不应理解为在所有实施方式中需要这样的分离，并且应理解的是所描述的程序组件和系统通常可以一起整合在单个软件产品中或者包装在多个软件产品中。
已经描述了多个实施方式。然而，应理解的是，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改进。例如，在本文中描述的实例操作、方法或方法可以包括比所描述的那些更多或更少的步骤。此外，在这样的实例操作、方法或方法中的步骤可以以与在附图中所描述或示出的顺序不同的顺序进行。因此，其他实施方式在以下权利要求的范围内。
在考虑到本说明书的情况下，对本领域技术人员来说，各个方面的进一步改进和备选实施方式将会是显而易见的。因此，本说明书应被解释为仅是说明性的。应该理解的是，选取所示出和描述的形式作为实施方式的实例。元件和材料可以代替所示出和描述的那些，部件和过程可以颠倒，并且可以独立地使用特定特征，在受益于本说明书之后其全部将会是对本领域技术人员来说显而易见的。因此，示例实施方式的描述不限定或约束本公开。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，其他变化、替换和改变也是可行的。

Claims (24)

1.一种用于处理渣油的方法，所述方法包括：
在沸腾床加氢转化反应器接收包含渣油烃馏分的进料流股；
在所述沸腾床加氢转化反应器中使所述渣油烃馏分与氢和加氢转化催化剂接触以产生部分转化的反应器流出物产物；
在第一分离区中将所述部分转化的反应器流出物产物分离为馏出物流股和重质烃流股；
将所述馏出物流股进料至一体化加氢裂化/加氢精制反应器的底部；和
将所述重质烃流股进料至所述加氢精制反应器的顶部。
2.权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
在将所述重质烃流股进料至所述加氢精制反应器的所述顶部之前，将所述重质烃流股与再循环气体流股合并以形成混合流股；和
将所述混合流股进料至所述加氢精制反应器的所述顶部。
3.权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
在将所述重质烃流股进料至所述加氢精制反应器的所述顶部之前，在真空蒸馏塔中将所述重质烃流股分馏为轻质烃流股、重质瓦斯油流股和未转化的渣油流股。
4.权利要求3所述的方法，所述方法还包括：
将所述重质瓦斯油流股进料至所述加氢精制反应器的所述顶部；和
在所述加氢精制反应器中使所述重质瓦斯油流股与氢和加氢转化催化剂接触。
5.权利要求1所述的方法，其中所述加氢精制反应器包括多床反应器。
6.权利要求1所述的方法，所述方法还包括将至少一个氢急冷流股供应至所述加氢精制反应器。
7.权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
在将所述馏出物流股进料至所述加氢精制反应器的所述底部之前，将所述馏出物流股与从所述第一分离区的低温、高压分离器回收的轻质液体流股混合；和
将所混合的流股进料至所述加氢精制反应器的所述底部。
8.权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
将来自所述加氢精制反应器的流出流股进料至第二分离区；和
在所述第二分离区的高温、高压分离器中将所述流出流股分离为轻质流股和重质油流股。
9.权利要求8所述的方法，所述方法还包括：
将所述轻质流股进料至精加工加氢处理反应器的顶部；和
将所述重质油流股进料至所述第二分离区的高温、低压分离器。
10.权利要求9所述的方法，所述方法还包括：
将所述轻质流股与来自所述第一分离区的所述低温、高压分离器的混合流股混合；
在所述混合之后，将所混合的流股进料至所述精加工加氢处理反应器的所述顶部；和
将来自所述精加工加氢处理反应器的流出物输出至所述第二分离区的低温、高压分离器。
11.权利要求10所述的方法，所述方法还包括：
将来自所述第二分离区的所述高温、高压分离器的所述轻质流股进料至精加工加氢处理反应器的底部；
将来自所述第一分离区的所述低温、高压分离器的混合流股进料至所述精加工加氢处理反应器的顶部；
将氢急冷流股供应至所述精加工加氢处理反应器；
将来自所述第一分离区的所述低温、高压分离器的混合流股与再循环气体流股混合；和
在所述混合之后，将所混合的流股进料至所述精加工加氢处理反应器的所述顶部。
12.权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
与所述一体化加氢裂化/加氢处理反应器的加氢处理过程的运行温度独立地控制所述一体化加氢裂化/加氢处理反应器的加氢裂化过程的运行温度；
基于所述独立的温度控制，控制由所述馏出物流股产生的柴油流股的硫浓度；和
基于所述独立的温度控制，控制由所述馏出物流股产生的燃料流股的石脑油硫醇水平。
13.一种渣油处理系统，所述渣油处理系统包括：
沸腾床加氢转化反应器，所述沸腾床加氢转化反应器包括入口和出口；
第一分离区，所述第一分离区与所述沸腾床加氢转化反应器的所述出口流体连接；
一体化加氢裂化/加氢精制反应器，所述一体化加氢裂化/加氢精制反应器与所述第一分离区流体连接；和
控制系统，所述控制系统与所述沸腾床加氢转化反应器、所述第一分离区和所述一体化加氢裂化/加氢精制反应器可通信地偶联并且被配置成进行操作，所述操作包括：
使包含渣油烃馏分的进料流股循环至所述沸腾床加氢转化反应器的所述入口；
操作所述沸腾床加氢转化反应器，从而在所述沸腾床加氢转化反应器中使所述渣油烃馏分与氢和加氢转化催化剂接触以产生部分转化的反应器流出物产物；
操作所述第一分离区以将所述部分转化的反应器流出物产物分离为馏出物流股和重质烃流股；
使所述馏出物流股循环至所述一体化加氢裂化/加氢精制反应器的底部；和
使所述重质烃流股循环至所述加氢精制反应器的顶部。
14.权利要求13所述的渣油处理系统，其中所述控制系统被配置成还进行包括以下的操作：
在将所述重质烃流股进料至所述加氢精制反应器的所述顶部之前将所述重质烃流股与再循环气体流股合并以形成混合流股；和
将所述混合流股进料至所述加氢精制反应器的所述顶部。
15.权利要求13所述的渣油处理系统，其中所述控制系统被配置成还进行包括以下的操作：
在将所述重质烃流股进料至所述加氢精制反应器的所述顶部之前，在真空蒸馏塔中将所述重质烃流股分馏为轻质烃流股、重质瓦斯油流股和未转化的渣油流股。
16.权利要求15所述的渣油处理系统，其中所述控制系统被配置成还进行包括以下的操作：
将所述重质瓦斯油流股进料至所述加氢精制反应器的所述顶部；和
在所述加氢精制反应器中使所述重质瓦斯油流股与氢和加氢转化催化剂接触。
17.权利要求13所述的渣油处理系统，其中所述加氢精制反应器包括多床反应器。
18.权利要求13所述的渣油处理系统，其中所述控制系统被配置成还进行包括以下的操作：将至少一个氢急冷流股供应至所述加氢精制反应器。
19.权利要求13所述的渣油处理系统，其中所述控制系统被配置成还进行包括以下的操作：
在将所述馏出物流股进料至所述加氢精制反应器的所述底部之前，将所述馏出物流股与从所述第一分离区的低温、高压分离器回收的轻质液体流股混合；和
将所混合的流股进料至所述加氢精制反应器的所述底部。
20.权利要求13所述的渣油处理系统，其中所述控制系统被配置成还进行包括以下的操作：
将来自所述加氢精制反应器的流出流股进料至第二分离区；和
在所述第二分离区的高温、高压分离器中将所述流出流股分离为轻质流股和重质油流股。
21.权利要求20所述的渣油处理系统，其中所述控制系统被配置成还进行包括以下的操作：
将所述轻质流股进料至精加工加氢处理反应器的顶部；和
将所述重质油流股进料至所述第二分离区的高温、低压分离器。
22.权利要求21所述的渣油处理系统，其中所述控制系统被配置成还进行包括以下的操作：
将所述轻质流股与来自所述第一分离区的所述低温、高压分离器的混合流股混合；
在所述混合之后，将所混合的流股进料至所述精加工加氢处理反应器的所述顶部；和
将来自所述精加工加氢处理反应器的流出物输出至所述第二分离区的低温、高压分离器。
23.权利要求22所述的渣油处理系统，其中所述控制系统被配置成还进行包括以下的操作：
将来自所述第二分离区的所述高温、高压分离器的所述轻质流股进料至精加工加氢处理反应器的底部；
将来自所述第一分离区的所述低温、高压分离器的混合流股进料至所述精加工加氢处理反应器的顶部；
将氢急冷流股供应至所述精加工加氢处理反应器；
将来自所述第一分离区的所述低温、高压分离器的混合流股与再循环气体流股混合；和
在所述混合之后，将所混合的流股进料至所述精加工加氢处理反应器的所述顶部。
24.权利要求13所述的渣油处理系统，其中所述控制系统被配置成还进行包括以下的操作：
与所述一体化加氢裂化/加氢处理反应器的加氢处理过程的运行温度独立地控制所述一体化加氢裂化/加氢处理反应器的加氢裂化过程的运行温度；
基于所述独立的温度控制，控制由所述馏出物流股产生的柴油流股的硫浓度；和
基于所述独立的温度控制，控制由所述馏出物流股产生的燃料流股的石脑油硫醇水平。
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