CN114437789A - 柴油馏分多产喷气燃料的方法 - Google Patents

柴油馏分多产喷气燃料的方法 Download PDF

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CN114437789A CN202011201342.1A CN202011201342A CN114437789A CN 114437789 A CN114437789 A CN 114437789A CN 202011201342 A CN202011201342 A CN 202011201342A CN 114437789 A CN114437789 A CN 114437789A
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Abstract

本发明涉及一种柴油馏分多产喷气燃料的方法，包括以下步骤：(1)原料油与氢气混合进入加氢处理反应区，与加氢精制催化剂接触，进行加氢精制反应，得到加氢精制流出物；(2)所述加氢精制流出物，进入加氢裂化反应区，进行加氢裂化反应，得到加氢裂化流出物；按照与所述加氢精制流出物的接触顺序，加氢裂化反应区的上游装填加氢裂化催化剂Ⅰ，下游装填加氢裂化催化剂Ⅱ，(3)所述加氢裂化流出物进行气液分离得到富氢气体和液体产品，富氢气体经循环氢压缩机循环使用，液体产品进行分馏得到轻石脑油、重石脑油、喷气燃料和柴油馏分产品。本发明方法最终实现在保证喷气燃料性质合格的条件下，最大量提高产品中喷气燃料收率。

Description

柴油馏分多产喷气燃料的方法
技术领域
本发明涉及生产喷气燃料领域，尤其涉及一种柴油馏分多产喷气燃料的 方法。
背景技术
虽然主要成品油消费仍呈持续增长态势，但结构发生较大变化，自 2013年以来，消费柴汽比下降趋势明显，预计2020年，柴汽比将降至1.1 左右。同时，我国已成为仅次于美国的世界第二大喷气燃料消费国，近年来 民航运输总周转量同比保持高速增长，国内航空运输业呈现出良好的发展势 头，喷气燃料需求量快速增长，年均增长量维持在8％以上。压减柴油、增 产航煤成为炼化企业新的效益增长点。
加氢裂化技术具有原料适应性强、加工方案灵活、液体产品收率高、产 品质量好等诸多优点，已逐步发展为现代炼化企业生产清洁油品及优质化工 原料的关键二次加工技术，也是炼厂提质增效、转型升级重要手段。以压减 柴油、增产航煤为目的柴油中压加氢裂化技术，为炼厂改造现有柴油精制装 置以降低柴汽比和生产高收益产品提供了一条有效的技术路径。
CN103773450A公开了一种加氢裂化反序串联生产航煤的方法：(1) 劣质原料油进行加氢精制反应；(2)加氢精制流出物进行气液分离，得到 液体进行分馏，得到加氢裂化产品和尾油；(3)分馏所得尾油依次与不同 分子筛含量的加氢裂化催化剂Ⅰ和Ⅱ接触，进行加氢裂化反应；(4)加氢 裂化流出物与劣质原料混合进入加氢处理反应区。该方法中，加氢裂化催化 剂Ⅰ含有更高的分子筛含量，并具有较强的芳烃转化能力，能够将原料重组 分中的芳烃转化为更小的分子，并分布到石脑油和喷气燃料馏分中；而加氢 裂化催化剂Ⅱ具有较强的烷烃裂化能力，两种催化剂协同作用，可以明显改 善加氢裂化产品质量，并提高喷气燃料馏分的烟点。然而，该方法并没有公 开如何由柴油馏分生产航煤以及改善航煤冰点指标。
CN108003972公开了一种生产航煤的加氢裂化方法：该方法在氢气存 在的条件下，将原料油依次通过加氢精制反应器和加氢裂化反应器进行反 应，得到加氢裂化流出物；然后将加氢裂化流出物引入至分离装置中依次进 行气液分离和分馏，得到轻石脑油馏分、重石脑油馏分、航煤馏分、中间馏 分油和尾油馏分；将全部中间馏分油引入至加氢裂化反应器的第一个催化剂 床层之后以进行循环；以及将占全部所述尾油馏分的60wt％的尾油馏分循 环以与所述原料油一起进行加氢精制和加氢裂化。该方法能够大幅增加加氢 裂化装置航煤收率，但需增加装置改造投资。
CNCN107345164A公开了一种直馏柴油加氢裂化生产喷气燃料的方 法，内容包括：(1)直馏柴油原料与氢气从混合装填临氢降凝催化剂和加 氢裂化催化剂的反应器底部进入沸腾床反应器，进行加氢反应；其中所述的 加氢反应包括临氢降凝反应、加氢裂化反应等；(2)反应后产物流经沸腾 床反应器顶部排出，进入稳定反应器，稳定反应器中装填加氢精制催化剂， 相对低温和/或大体积空速，进行补充加氢精制；(3)步骤(2)获得的物 料进入分离、分馏系统，获得优质喷气燃料产品。该方法将直馏柴油原料中 较多组分转化为喷气燃料，并保持较高的喷气燃料产品收率，但采用沸腾床 反应器，装置投资过高。
柴油原料中富含链烷烃和环状烃。其中链烷烃凝点高，是影响喷气燃料 产品冰点性质的主要问题，而环状烃尤其是芳香烃化合物是影响喷气燃料烟 点性质的主要组分。尤其在目前柴油加氢裂化装置多为精制装置改扩建，压 力等级偏低，不利于柴油加氢裂化反应。因此，通过开发环烷烃转化能力 强，异构效果好的加氢裂化催化剂并进行组合匹配，以实现最大量生产合格 航煤产品。
发明内容
为了克服现有技术中的不足之处，本法明的目的在于提供一种柴油馏分 多产喷气燃料的方法。该方法针对喷气燃料性质与烃类结构组成的构效关 系，本发明通过优选催化剂体系及组合方案，将柴油部分转化为优质喷气燃 料，实现提高喷气燃料收率的技术目的。
为此，本发明提供一种柴油馏分多产喷气燃料的方法，包括以下步骤：
(1)以馏程为200-420℃的馏分油作为原料油，原料油与氢气混合进 入加氢处理反应区，与加氢精制催化剂接触，进行加氢精制反应，得到加氢 精制流出物；
(2)所述加氢精制流出物，进入加氢裂化反应区，进行加氢裂化反 应，得到加氢裂化流出物；按照与所述加氢精制流出物的接触顺序，加氢裂 化反应区的上游装填加氢裂化催化剂Ⅰ，下游装填加氢裂化催化剂Ⅱ，
(3)所述加氢裂化流出物进行气液分离得到富氢气体和液体产品，富 氢气体经循环氢压缩机循环使用，液体产品进行分馏得到轻石脑油、重石脑 油、喷气燃料和柴油馏分产品；
其中，所述加氢裂化催化剂Ⅰ以改性Y分子筛和氧化铝为载体，所述 加氢裂化催化剂Ⅱ以改性Y分子筛、SAPO-11分子筛和和氧化铝为载体， 所述加氢裂化催化剂Ⅰ和所述加氢裂化催化剂Ⅱ均以ⅥB族和/或Ⅷ族金属 为活性组分。
本发明所述的柴油馏分多产喷气燃料的方法，其中优选的是，所述加氢 裂化催化剂Ⅰ中，以催化剂的重量为基准，所述活性组分的含量以氧化物计 为15％～40wt％，所述改性Y分子筛的含量为10％～50wt％；进一步优选 所述活性组分的含量以氧化物计为15％～35wt％，所述改性Y分子筛的含 量为15％～50wt％；更进一步优选所述改性Y分子筛的含量为20％～40 wt％；
所述加氢裂化催化剂Ⅱ中，以催化剂的重量为基准，所述活性组分的含 量以氧化物计为15％～40wt％，所述改性Y分子筛的含量为10％～40wt％， 所述SAPO-11分子筛的含量为3～45wt％；进一步优选所述活性组分的含量 以氧化物计为15％～35wt％，所述改性Y分子筛的含量为15％～30wt％，所 述SAPO-11分子筛的含量为5～40wt％；更进一步优选所述SAPO-11分子筛 的含量为5～30wt％。
本发明所述的柴油馏分多产喷气燃料的方法，其中优选的是，所述加氢 裂化催化剂Ⅰ中改性Y分子筛的晶胞常数为
Figure BDA0002755404410000041
SiO2/Al2O3摩尔 比为5～30，相对结晶度为70～120％。
本发明所述的柴油馏分多产喷气燃料的方法，其中优选的是，所述加氢 裂化催化剂Ⅱ中改性Y分子筛的晶胞常数为
Figure BDA0002755404410000042
SiO2/Al2O3摩 尔比为5～30，相对结晶度为70～120％；SAPO-11分子筛的SiO2/Al2O3摩尔 比为0.1～1，P2O5/Al2O3摩尔比为0.2～1.5，相对结晶度为80～120％，比表面 积为150～280m2/g。
本发明所述的柴油馏分多产喷气燃料的方法，其中优选的是，所述ⅥB 族金属为钨和/或钼；所述Ⅷ族金属为镍和/或钴。
本发明所述的柴油馏分多产喷气燃料的方法，其中优选的是，所述加氢 裂化催化剂Ⅰ的载体中还包含无定型硅铝；所述加氢裂化催化剂Ⅱ的载体中 还包含无定型硅铝。
本发明所述的柴油馏分多产喷气燃料的方法，其中优选的是，所述加氢 裂化催化剂Ⅰ中还包含助剂，所述助剂选自磷、钛、锆中的一种或几种。
本发明所述的柴油馏分多产喷气燃料的方法，其中优选的是，所述加氢 裂化反应区包括至少两个催化剂床层，所述至少两个催化剂床层设置于一个 或两个反应器内；进一步优选所述加氢裂化催化剂Ⅰ与所述加氢裂化催化剂 Ⅱ的装填体积比为1:10～10:1，更进一步优选1:5～5:1。
本发明所述的柴油馏分多产喷气燃料的方法，其中优选的是，所述加氢 精制反应条件为：反应氢分压5.0～10.0MPa，平均反应温度300～410℃，体 积空速0.1～10h-1，氢油体积比300～2000:1；进一步优选反应氢分压 5.0～10.0MPa，体积空速0.5～5h-1；
所述加氢裂化反应条件为：反应氢分压5.0～12.0MPa，平均反应温度 280～410℃，体积空速0.1～10h-1，氢油体积比300～2000:1；进一步优选反应 氢分压5.0～10.0MPa，平均反应温度320～410℃，体积空速0.5～5h-1。
本发明所述的柴油馏分多产喷气燃料的方法，其中优选的是，所述原料 油中硫含量≤50000μg/g，氮含量≤1000μg/g；进一步优选所述原料油包 括直馏柴油、催化柴油、焦化柴油、常压蜡油中的一种或几种。
本发明提供的柴油馏分多产喷气燃料的方法，具体地包括以下步骤：
(1)原料油与氢气混合进入加氢处理反应区，与加氢精制催化剂接 触，进行加氢精制反应；
(2)加氢精制反应流出物，进入加氢裂化反应区，进行加氢裂化反 应；
(3)加氢裂化反应流出物进入分离器进行气液分离，经分离后得到富 氢气体和液体产品；富氢气体可以经循环氢压缩机循环使用，液体产品进入 分馏塔进行分馏得到轻石脑油、重石脑油、喷气燃料和柴油馏分产品。
根据发明所述的柴油馏分多产喷气燃料的方法，步骤(1)所述的柴油 原料为本领域中常用的直馏柴油、催化柴油、焦化柴油、常压蜡油中的一种 或几种。所述馏分油原料馏程一般为200～420℃，氮含量一般≯0.1wt％，硫 含量基本无限制。
根据本发明所述的柴油馏分多产喷气燃料的方法，所述加氢裂化反应区 包括至少2个催化剂床层，通常包括3～5个催化剂床层。其中所述的2个或 多个催化剂床层可以设置于一个反应器内，也可以分别设置于两个或多个反 应器内。
与现有技术相比较，本发明方法具有以下特点：
本发明方法中，加氢裂化反应区分为两种加氢裂化催化剂，其中加氢裂 化催化剂Ⅰ以改性Y分子筛作为裂化活性组分，加氢裂化催化剂Ⅱ以改性 Y和SAPO-11作为加氢裂化活性组分，两种催化剂按照一定比例进行装 填。上游的加氢裂化催化剂Ⅰ具有较强的芳烃开环转化能力，能够将原料中 重组分中的芳烃转化为更小的分子，并分布到产品的石脑油馏分和喷气燃料 馏分中，并且能够有效改善喷气燃料产品的烟点性质；同时下游的加氢裂化 催化剂Ⅱ具有较强的异构性能，可以将直馏柴油原原料中直链烷烃转化为支 链较多的异构烷烃，从而降低喷气燃料产品的冰点，最终实现在保证喷气燃 料性质合格的条件下，最大量生产喷气燃料。
附图说明
图1为本发明的柴油馏分多产喷气燃料的方法的工艺流程示意图。
其中，
1、柴油原料，
2、新氢，
4、加氢处理装置，
5、加氢精制流出物，
6、加氢裂化装置，
7、加氢裂化流出物，
8、分离系统，
9、富氢气体，
10、液体产品，
11、分馏系统，
12、轻石脑油，
13、重石脑油，
14、喷气燃料，
15、柴油，
16、加氢裂化反应区I，
17、加氢裂化反应区II。
具体实施方式
以下对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前 提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于 下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条 件。
参见图1所示，图1为本发明的柴油馏分多产喷气燃料的方法的工艺流 程示意图。本发明的柴油馏分多产喷气燃料的方法的工艺流程如下：
(1)原料油1与氢气2进行混合，进入加氢处理装置4，与加氢精制 催化剂接触，进行加氢精制反应，得到加氢精制流出物5。
(2)加氢精制流出物5进入加氢裂化装置6，依次进入其内部的加氢 裂化反应区I16和加氢裂化反应区II 17，依次与其中的加氢裂化催化剂Ⅰ 和加氢裂化催化剂II接触反应，得到加氢裂化流出物7。
(3)加氢裂化流出物7进入分离器8(包含高压分离器和低压分离 器)进行气液分离，得到的富氢气体9作为循环氢循环使用，得到的液体产 品10进入分馏系统11，分馏得到轻石脑油12、重石脑油13、喷气燃料14 和柴油15。
接下来通过具体实施例对本发明的柴油加氢裂化生多产喷气燃料的方法 做进一步的说明。
实施例1
采用图1所示工艺流程，原料油性质见表1。加氢处理装置4内添加已 工业应用的PHT-01加氢裂化预处理催化剂，加氢裂化装置6内在加氢裂化 反应区I16内添加加氢裂化催化剂Ⅰ，在加氢裂化反应区II 17内添加加氢 裂化催化剂Ⅱ；加氢裂化催化剂Ⅰ和加氢裂化催化剂Ⅱ的体积比为2:1。
加氢裂化催化剂Ⅰ以氧化铝、无定型硅铝和改性Y分子筛为载体，加 氢裂化催化剂Ⅱ氧化铝、无定型硅铝、改性Y分子筛和SAPO-11分子筛为 载体。上述三种催化剂的各组分含量和主要性质参见表2。
加氢精制反应的条件为：应氢分压为7.7MPa，氢油体积比500:1，体积 空速1.2h-1，平均反应温度345℃；
加氢裂化反应(包含加氢裂化反应区I16和加氢裂化反应区II 17)的 条件为：反应氢分压为7.7MPa，氢油体积比500:1，裂化段总体积空速 1.5h-1，平均反应温度为355℃。在上述反应条件下，考察了各馏分的收率 和产品质量(参见表3)。加氢裂化产品分布及主要产品质量参见表4。
实施例2
与实施例1不同之处，参见表2和表3；加氢裂化催化剂Ⅰ和加氢裂化 催化剂Ⅱ的体积比为1:1。
实施例3
与实施例1不同之处，参见表2和表3；加氢裂化催化剂Ⅰ和加氢裂化 催化剂Ⅱ的体积比为1:2。
对比例1
与实施例不同之处，加氢裂化装置6内在加氢裂化反应区I16和加氢裂 化反应区II 17内均添加加氢裂化催化剂Ⅰ。
表1原料油性质
项目 直馏柴油原料
馏程，℃ 174～363
密度，g/cm<sup>3</sup>(20℃) 0.8243
凝点，℃ -9.8
硫含量，μg/g 3750
氮含量，μg/g 75
表2催化剂主要性质
Figure BDA0002755404410000091
Figure BDA0002755404410000101
表3加氢裂化主要工艺条件
Figure BDA0002755404410000102
Figure BDA0002755404410000111
表4加氢裂化产品分布及主要产品质量
Figure BDA0002755404410000112
由表4可知，采用本发明提供的不同加氢裂化催化剂组合方法，加工柴 油原料，能够降低产品中航煤馏分的冰点，有效提高航煤馏分收率。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的 情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形， 但这些相应的改变和变形都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种柴油馏分多产喷气燃料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以馏程为200-420℃的馏分油作为原料油，原料油与氢气混合进入加氢处理反应区，与加氢精制催化剂接触，进行加氢精制反应，得到加氢精制流出物；
(2)所述加氢精制流出物，进入加氢裂化反应区，进行加氢裂化反应，得到加氢裂化流出物；按照与所述加氢精制流出物的接触顺序，加氢裂化反应区的上游装填加氢裂化催化剂Ⅰ，下游装填加氢裂化催化剂Ⅱ；
(3)所述加氢裂化流出物进行气液分离得到富氢气体和液体产品，富氢气体经循环氢压缩机循环使用，液体产品进行分馏得到轻石脑油、重石脑油、喷气燃料和柴油馏分产品；
其中，所述加氢裂化催化剂Ⅰ以改性Y分子筛和氧化铝为载体，所述加氢裂化催化剂Ⅱ以改性Y分子筛、SAPO-11分子筛和和氧化铝为载体，所述加氢裂化催化剂Ⅰ和所述加氢裂化催化剂Ⅱ均以ⅥB族和/或Ⅷ族金属为活性组分。
2.根据权利要求1所述的柴油馏分多产喷气燃料的方法，其特征在于，所述加氢裂化催化剂Ⅰ中，以催化剂的重量为基准，所述活性组分的含量以氧化物计为15％～40wt％，所述改性Y分子筛的含量为10％～50wt％；优选所述活性组分的含量以氧化物计为15％～35wt％，所述改性Y分子筛的含量为15％～50wt％；更优选所述改性Y分子筛的含量为20％～40wt％；
所述加氢裂化催化剂Ⅱ中，以催化剂的重量为基准，所述活性组分的含量以氧化物计为15％～40wt％，所述改性Y分子筛的含量为10％～40wt％，所述SAPO-11分子筛的含量为3～45wt％；优选所述活性组分的含量以氧化物计为15％～35wt％，所述改性Y分子筛的含量为15％～30wt％，所述SAPO-11分子筛的含量为5～40wt％；更优选所述SAPO-11分子筛的含量为5～30wt％。
3.根据权利要求1所述的柴油馏分多产喷气燃料的方法，其特征在于，所述加氢裂化催化剂Ⅰ中改性Y分子筛的晶胞常数为
Figure FDA0002755404400000021
SiO2/Al2O3摩尔比为5～30，相对结晶度为70～120％。
4.根据权利要求1所述的柴油馏分多产喷气燃料的方法，其特征在于，所述加氢裂化催化剂Ⅱ中改性Y分子筛的晶胞常数为
Figure FDA0002755404400000022
SiO2/Al2O3摩尔比为5～30，相对结晶度为70～120％；SAPO-11分子筛的SiO2/Al2O3摩尔比为0.1～1，P2O5/Al2O3摩尔比为0.2～1.5，相对结晶度为80～120％，比表面积为150～280m2/g。
5.根据权利要求1所述的柴油馏分多产喷气燃料的方法，其特征在于，所述ⅥB族金属为钨和/或钼；所述Ⅷ族金属为镍和/或钴。
6.根据权利要求1所述的柴油馏分多产喷气燃料的方法，其特征在于，所述加氢裂化催化剂Ⅰ的载体中还包含无定型硅铝；所述加氢裂化催化剂Ⅱ的载体中还包含无定型硅铝。
7.根据权利要求1所述的柴油馏分多产喷气燃料的方法，其特征在于，所述加氢裂化催化剂Ⅰ中还包含助剂，所述助剂选自磷、钛、锆中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的柴油馏分多产喷气燃料的方法，其特征在于，所述加氢裂化反应区包括至少两个催化剂床层，所述至少两个催化剂床层设置于一个或两个反应器内；优选所述加氢裂化催化剂Ⅰ与所述加氢裂化催化剂Ⅱ的装填体积比为1:10～10:1，进一步优选1:5～5:1。
9.根据权利要求1所述的柴油馏分多产喷气燃料的方法，其特征在于，所述加氢精制反应条件为：反应氢分压5.0～12.0MPa，平均反应温度300～410℃，体积空速0.1～10h-1，氢油体积比300～2000:1；优选反应氢分压5.0～10.0MPa，体积空速0.5～5h-1；
所述加氢裂化反应条件为：反应氢分压5.0～10.0MPa，平均反应温度280～410℃，体积空速0.1～10h-1，氢油体积比300～2000:1；优选反应氢分压5.0～10.0MPa，平均反应温度320～410℃，体积空速0.5～5h-1。
10.根据权利要求1所述的柴油馏分多产喷气燃料的方法，其特征在于，所述原料油中硫含量≤50000μg/g，氮含量≤1000μg/g；优选所述原料油包括直馏柴油、催化柴油、焦化柴油、常压蜡油中的一种或几种。
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FR3071847A1 (fr) * 2017-09-29 2019-04-05 IFP Energies Nouvelles Procede de production de distillats moyens par hydrocraquage de distillats sous vide comprenant un procede d'hydrotraitement/hydroisomerisation integre au procede d'hydrocraquage
CN109722291A (zh) * 2017-10-27 2019-05-07 中国石油化工股份有限公司 降低高干点航煤冰点的方法
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