CN111849553A - 一种原油两级加氢生产汽油的装置及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种原油两级加氢生产汽油的装置及工艺，其特征在于：原油蒸馏塔底端设置的原油蒸馏塔出料管与添加剂进料管、新氢进气管汇合并通过加压泵及第一预热器连接至一级反应器，一级反应器的顶端连接至分离器，分离器的底端设置有渣油出口，分离器顶端连接至二级反应器顶端，二级反应器底端通过第一冷却器连接至冷分离器，冷分离器连接至分馏塔，分馏塔的顶端通过第二冷却器连接至汽油收集罐，分馏塔的底端设置有余料回收管。本发明结构设计科学合理，工艺简单，汽油生产效率高，且能耗成本低，原油得以高效彻底分离。

Description

一种原油两级加氢生产汽油的装置及工艺
技术领域
本发明属于原油加氢技术领域，涉及原油加氢生产汽油的装置，特别涉及一种原油两级加氢生产汽油的装置。
背景技术
现有的原油加工技术，特别是在处理高沸点重油方面，一般是通过加氢的方法，首先在悬浮床反应器中进行加氢反应，然后对反应产物进行蒸馏，采出低沸点的产品，重质组分重新循环至反应器中继续反应，此过程一直循环，至到高沸点的重质油被充分转化为轻质中间馏分油蒸馏出去；蒸馏出来的轻质产品中，还需要进行二次加氢精制和加氢裂化，才能生产合格的汽柴油，二次加氢反应一般采用固定床反应器模式。
已经有人尝试通过固定床反应器一步加氢得到低沸点轻质油产品，但是大量的例证揭示了催化剂活性下降较快的事实。催化剂寿命只能在较低的压力下得到保证，而且催化剂活性随着进料残碳和重金属的增加而大幅衰减。只有频繁更换催化剂，才有可能保证催化剂活性，这就使得加氢装置运营成本巨大。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种原油两级加氢生产汽油的装置，工艺简单，汽油生产效率高，且能耗成本低。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种原油两级加氢生产汽油的装置，其特征在于：包括原油蒸馏塔、一级反应器、分离器、二级反应器、冷分离器、分馏塔及汽油收集罐，所述原油蒸馏塔底端设置的原油蒸馏塔出料管与添加剂进料管、新氢进气管汇合并通过加压泵及第一预热器连接至一级反应器，所述一级反应器的顶端连接至所述分离器，所述分离器的底端设置有渣油出口，所述分离器顶端连接至所述二级反应器顶端，所述二级反应器底端通过第一冷却器连接至所述冷分离器，所述冷分离器连接至所述分馏塔，所述分馏塔的顶端通过第二冷却器连接至所述汽油收集罐，所述分馏塔的底端设置有余料回收管。
而且，所述冷分离器的顶端设置有循环氢管路，所述循环氢管路与余料回收管、原油蒸馏塔顶端设置的汽柴油馏分油管、新氢补给管汇合并通过第二预热器连接至所述二级反应器顶端。
而且，所述冷分离器的顶端的循环氢管路与原油蒸馏塔出料管、添加剂进料管及新氢进气管汇合并通过第一预热器连接至一级反应器。
一种原油两级加氢生产汽油的工艺，其特征在于：所述工艺流程为：
1)原油蒸馏：将原油通入到原油蒸馏塔中，通过原油蒸馏塔常压蒸馏出塔顶20％～50％的汽柴油组分及塔底重质油组分；
2)一级反应：塔底重质油组分通过原油蒸馏塔出料管与新氢进气管的氢气按氢油比600～1300标升/kg油与添加剂进料管的添加剂汇合并通过加压泵加压至150～250bar并通入第一预热器进行预热，预热温度为350～500℃；预热后的混合气进入到一级反应器中进行反应，体积空速为0.3～0.8h-1；
3)一级分离：一级反应器内的产品通过顶端进入到分离器中，分离器内压力为150～250bar，温度为350～500℃，分离器底端的渣油出口分离出3～5％未转化的渣油及添加的固体物质；
4)二级反应：分离器顶端分离的物料进入带有催化剂的二级反应器中，所述反应压力为150～250bar，温度为350～400℃；
5)二级分离：二级反应器底端的反应产物经过第一冷却器进入冷分离器，冷分离器底端分离出的产品进入分馏塔中，通过分馏塔分馏为塔顶馏程小于180℃的汽油馏分和塔底馏程大于180℃的柴油和蜡油组分；
6)循环反应：分馏塔底部分通过余料回收管同原油蒸馏塔顶端设置的汽柴油馏分油管蒸馏出的直馏汽柴油组分、新氢补给管内的新氢及循环氢管路的循环氢混合并通过第二预热器加热，预热后的混合物与分离器顶端分离的物料按氢油比1000～2000标升/kg油通入二级反应器中，空速为0.8～1.5h-1；同时循环氢管路与原油蒸馏塔出料管、添加剂进料管及新氢进气管汇合并通过第一预热器连接至一级反应器。
7)汽油收集：汽油馏分通过第二冷却器冷却后由汽油收集罐收集。
而且，所述步骤2)中添加剂的组分为活性炭及硫酸铁，所述活性炭质量分数为第一反应器总进料的0.5～3％，所述硫化铁的质量分数为添加剂总量的5～20％。
本发明的优点和有益效果为：
1、本发明原油两级加氢生产汽油的装置，通过一级反应器及二级反应器的两级加氢，能够使得原油从重油转化为轻油，再从轻油转化为汽油，可将原油进行高效彻底的分离，且汽油产率高。
2、本发明原油两级加氢生产汽油的工艺，工艺步骤简单，能耗成本低，且循环氢及部分中间产物可回收循环利用，提高原油的转化率及汽油产率。
3、本发明设计科学合理，工艺简单，汽油生产效率高，且能耗成本低，原油得以高效彻底分离。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
附图标记说明
1-汽柴油馏分油管、2-原油蒸馏塔、3-原油蒸馏塔出料管、4-添加剂进料管、5-加压泵、6-新氢进气管、7-第一预热器、8-一级反应器、9-分离器、10-渣油出口、11-第二预热器、12-二级反应器、13-第一冷却器、14-循环氢管路、15-冷分离器、16-第二冷却器、17-分馏塔、18-汽油收集罐、19-余料回收管、20-新氢补给管。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种原油两级加氢生产汽油的装置，其创新之处在于：包括原油蒸馏塔2、一级反应器8、分离器9、二级反应器12、冷分离器15、分馏塔17及汽油收集罐18，所述原油蒸馏塔底端设置的原油蒸馏塔出料管3与添加剂进料管4、新氢进气管6汇合并通过加压泵5及第一预热器7连接至一级反应器，所述一级反应器的顶端连接至所述分离器，所述分离器的底端设置有渣油出口10，所述分离器顶端连接至所述二级反应器顶端，所述二级反应器底端通过第一冷却器13连接至所述冷分离器，所述冷分离器连接至所述分馏塔，所述分馏塔的顶端通过第二冷却器16连接至所述汽油收集罐，所述分馏塔的底端设置有余料回收管19。
冷分离器的顶端设置有循环氢管路14，所述循环氢管路与余料回收管、原油蒸馏塔顶端设置的汽柴油馏分油管1、新氢补给管20汇合并通过第二预热器11连接至所述二级反应器顶端。
冷分离器的顶端的循环氢管路与原油蒸馏塔出料管、添加剂进料管及新氢进气管汇合并通过第一预热器连接至一级反应器。
一种原油两级加氢生产汽油的工艺，其创新之处在于：所述工艺流程为：
1)原油蒸馏：将原油通入到原油蒸馏塔中，通过原油蒸馏塔常压蒸馏出塔顶20％～50％的汽柴油组分及塔底重质油组分；
2)一级反应：塔底重质油组分通过原油蒸馏塔出料管与新氢进气管的氢气按氢油比600～1300标升/kg油与添加剂进料管的添加剂汇合并通过加压泵加压至150～250bar并通入第一预热器进行预热，预热温度为350～500℃，添加剂的组分为活性炭及硫酸铁，所述活性炭质量分数为第一反应器总进料的0.5～3％，所述硫化铁的质量分数为添加剂总量的5～20％；预热后的混合气进入到一级反应器中进行反应，体积空速为0.3～0.8h-1；
3)一级分离：一级反应器内的产品通过顶端进入到分离器中，分离器内压力为150～250bar，温度为350～500℃，分离器底端的渣油出口分离出3～5％未转化的渣油及添加的固体物质；
4)二级反应：分离器顶端分离的物料进入带有催化剂的二级反应器中，该催化剂为含有镍、鉬、钴等传统的加氢裂化及加氢精制催化剂，所述反应压力为150～250bar，温度为350～400℃；
5)二级分离：二级反应器底端的反应产物经过第一冷却器进入冷分离器，冷分离器底端分离出的产品进入分馏塔中，通过分馏塔分馏为塔顶馏程小于180℃的汽油馏分和塔底馏程大于180℃的柴油和蜡油组分；
6)循环反应：分馏塔底部分通过余料回收管同原油蒸馏塔顶端设置的汽柴油馏分油管蒸馏出的直馏汽柴油组分、新氢补给管内的新氢及循环氢管路的循环氢混合并通过第二预热器加热，预热后的混合物与分离器顶端分离的物料按氢油比1000～2000标升/kg油通入二级反应器中，空速为0.8～1.5h-1；同时循环氢管路与原油蒸馏塔出料管、添加剂进料管及新氢进气管汇合并通过第一预热器连接至一级反应器。
7)汽油收集：汽油馏分通过第二冷却器冷却后由汽油收集罐收集。
实施例1
原料为典型的阿拉伯轻质原油
该原油通过常压蒸馏出25％汽柴油组分，剩余的重质油中加入1％的煤基活性炭，活性炭中混入10％的硫酸铁，同时与新氢及循环氢在第一预热器中预热，氢油比750标升/kg油，然后在200bar、470℃下通入一级反应器，体积空速为0.5h-1，过程中无循环返回，一次性通过，该液体产品包括15％终馏点为180℃的汽油馏分、45％馏程范围为180～380℃的柴油馏分及40％馏程范围为380℃以上的蜡油和渣油馏分。
一级反应器的产品被引入分离器中，该分离器处于相同的压力下，温度大约为460℃，从分离器的底部，大约有3～5％未转化的渣油及添加的固体物质被分离出来，分离器顶部物料直接进入下游装有催化剂的二级反应器中，一级反应器产物和余料回收管内的产物在同样的压力及390℃条件下通入二级反应器，氢油比1500标升/kg油，空速为0.8h-1。
二级反应器的反应产物经过第一冷却器进入冷分离器，冷分离器顶端多余的循环气体被抽走进行循环利用，冷分离器底端分离出的产品进入分馏塔中，通过分馏塔物料可被分为塔顶馏程小于180℃的汽油馏分及塔底馏程大于180℃的柴油和蜡油组分，分馏塔塔底的余料回收管、冷分离器顶端的循环氢管路、原油蒸馏塔顶端的汽柴油馏分油管及新氢补给管汇合并通过第二预热器预热后进入二级反应器顶端。
通过该处理工艺，阿拉伯轻质原油中84％汽油和10％燃料气被提取分离。
实施例2
原料为阿拉伯重质原油
该原油通过常压蒸馏出24％汽柴油组分，剩余的重质油中加入1％的煤基活性炭，活性炭中含有10％的硫酸铁，同时与新氢及循环氢在第一预热器中预热，氢油比750标升/kg油，然后在200bar、475℃条件下通入一级反应器，体积空速为0.5h-1，过程中无循环返回，一次性通过，该液体产品包括16％终馏点为180℃的汽油馏分、43％馏程范围为80～380℃的柴油馏分及42％馏程范围为380℃以上的蜡油和渣油馏分。
一级反应器的产品被引入分离器中，该分离器处于相同的压力下，温度大约为460℃，从分离器的底部大约有3～5％未转化的渣油和添加的固体物质被分离出来，分离器顶部物料直接进入下游装有催化剂的二级反应器中，同时，一级反应器产物和余料回收管内的产物在同样的压力及370℃条件下通入二级反应器，氢油比1400标升/kg油，空速为0.8h-1。
反应产物经过第一冷却器进入冷分离器，在冷分离器顶部多余的循环气体被抽走进行循环利用，冷分离器底部分离出的产品进入分馏塔，通过分馏塔物料料可被分为塔顶馏程小于180℃汽油馏分和塔底馏程大于180℃的柴油和蜡油组分，分馏塔塔底的余料回收管、冷分离器顶端的循环氢管路、原油蒸馏塔顶端的汽柴油馏分油管及新氢补给管汇合并通过第二预热器预热后进入二级反应器顶端。
通过该处理工艺，阿拉伯重质原油中83％汽油和11％燃料气被提取分离。
实施例3
原料为大庆原油
该原油通过常压蒸馏出51％直馏轻油组分，剩余的重质油中加入1％的煤基活性炭，活性炭中含有10％的硫酸铁，同时与新氢及循环氢在第一预热器中预热，氢油比700标升/kg油，然后在200bar、465℃下通入一级反应器，空速为0.5h-1，过程中无循环返回，一次性通过，该液体产品包括18％终馏点为180℃的汽油馏分、42％馏程范围为180～380℃的柴油馏分及40％馏程范围为380℃以上的蜡油和渣油馏分。
一级反应器的产品被引入分离器中，该分离器处于相同的压力下，温度大约为460℃，从分离器的底部大约有3～5％(未转化的渣油和添加的固体物质被分离出来，分离器顶部物料直接进入下游装有催化剂的二级反应器中，同时一级反应器产物和余料回收管内的产物在同样的压力及380℃条件下通入二级反应器，氢油比1300标升/kg油，空速为0.8h-1。
反应产物经过第一冷却器进入冷分离器，在冷分离器顶部多余的循环气体被抽走进行循环利用，冷分离器底部分离出的产品进入分馏塔，通过分馏塔物料料可被分为塔顶馏程小于180℃汽油馏分和塔底馏程大于180℃的柴油和蜡油组分，分馏塔塔底的余料回收管、冷分离器顶端的循环氢管路、原油蒸馏塔顶端的汽柴油馏分油管及新氢补给管汇合并通过第二预热器预热后进入二级反应器顶端。
通过该处理工艺，大庆原油中85％汽油和8％燃料气被提取分离。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (5)

1.一种原油两级加氢生产汽油的装置，其特征在于：包括原油蒸馏塔、一级反应器、分离器、二级反应器、冷分离器、分馏塔及汽油收集罐，所述原油蒸馏塔底端设置的原油蒸馏塔出料管与添加剂进料管、新氢进气管汇合并通过加压泵及第一预热器连接至一级反应器，所述一级反应器的顶端连接至所述分离器，所述分离器的底端设置有渣油出口，所述分离器顶端连接至所述二级反应器顶端，所述二级反应器底端通过第一冷却器连接至所述冷分离器，所述冷分离器连接至所述分馏塔，所述分馏塔的顶端通过第二冷却器连接至所述汽油收集罐，所述分馏塔的底端设置有余料回收管。
2.根据权利要求1所述的原油两级加氢生产汽油的装置，其特征在于：所述冷分离器的顶端设置有循环氢管路，所述循环氢管路与余料回收管、原油蒸馏塔顶端设置的汽柴油馏分油管、新氢补给管汇合并通过第二预热器连接至所述二级反应器顶端。
3.根据权利要求2所述的原油两级加氢生产汽油的装置，其特征在于：所述冷分离器的顶端的循环氢管路与原油蒸馏塔出料管、添加剂进料管及新氢进气管汇合并通过第一预热器连接至一级反应器。
4.一种原油两级加氢生产汽油的工艺，其特征在于：所述工艺流程为：
1)原油蒸馏：将原油通入到原油蒸馏塔中，通过原油蒸馏塔常压蒸馏出塔顶20％～50％的汽柴油组分及塔底重质油组分；
2)一级反应：塔底重质油组分通过原油蒸馏塔出料管与新氢进气管的氢气按氢油比600～1300标升/kg油与添加剂进料管的添加剂汇合并通过加压泵加压至150～250bar并通入第一预热器进行预热，预热温度为350～500℃；预热后的混合气进入到一级反应器中进行反应，体积空速为0.3～0.8h-1；
3)一级分离：一级反应器内的产品通过顶端进入到分离器中，分离器内压力为150～250bar，温度为350～500℃，分离器底端的渣油出口分离出3～5％未转化的渣油及添加的固体物质；
4)二级反应：分离器顶端分离的物料进入带有催化剂(含有镍、鉬、钴等传统的加氢裂化及加氢精制催化剂)的二级反应器中，所述反应压力为150～250bar，温度为350～400℃；
5)二级分离：二级反应器底端的反应产物经过第一冷却器进入冷分离器，冷分离器底端分离出的产品进入分馏塔中，通过分馏塔分馏为塔顶馏程小于180℃的汽油馏分和塔底馏程大于180℃的柴油和蜡油组分；
6)循环反应：分馏塔底部分通过余料回收管同原油蒸馏塔顶端设置的汽柴油馏分油管蒸馏出的直馏汽柴油组分、新氢补给管内的新氢及循环氢管路的循环氢混合并通过第二预热器加热，预热后的混合物与分离器顶端分离的物料按氢油比1000～2000标升/kg油通入二级反应器中，空速为0.8～1.5h-1；同时循环氢管路与原油蒸馏塔出料管、添加剂进料管及新氢进气管汇合并通过第一预热器连接至一级反应器。
7)汽油收集：汽油馏分通过第二冷却器冷却后由汽油收集罐收集。
5.根据权利要求4所述的原油两级加氢生产汽油的工艺，其特征在于：所述步骤2)中添加剂的组分为活性炭及硫酸铁，所述活性炭质量分数为第一反应器总进料的0.5～3％，所述硫化铁的质量分数为添加剂总量的5～20％。
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