CN115044388A - 一种废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法及系统，以原料油和混合氢为主要原料，包括依次连续化进行的加氢精制反应、汽提分离以及异构化反应，异构化反应得到的生成物经冷却、气液分离和分馏得到所述航空燃料；加氢精制反应得到的油相物料与加氢精制反应的原料换热后直接进行所述汽提分离；汽提分离操作采用高压氢气为汽提工质，汽提分离回收的含硫化氢的氢气作为循环氢与补加氢合并作为所述混合氢使用；汽提分离得到的油相物料与异构化反应的产品物料换热后直接进行所述异构化反应。本发明通过采用高效汽提分离器，完全脱除硫化氢和水蒸气，高效分离器底部的生成油自压进入异构反应系统，有效地减少过程能耗及生产工序。

Description

一种废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法及系统

技术领域

本发明涉及生物质能源领域，具体是涉及一种废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法及系统。

背景技术

目前我国国民消费水平逐步在提升阶段，日益繁荣的餐饮行业产生的动植物废弃油脂量逐年在攀升，为了老百姓饮食安全，国家也进一步的加大了管控力度，防止废弃油脂返回餐桌现象的出现。而作为零碳能源的生物质能将会发挥重要的作用，其能产业也将迎来了重大发展机遇期，而废弃的动植物油脂的合理利用，具有重大意义。

文献号为CN 111909720 A的专利文献公开了一种废弃动植物油脂的加氢处理方法，其步骤包括：a)废弃动植物油脂与步骤c)所得产品油混合均匀得混合物；b)混合物与氢气混合进行加氢反应；c)经热高压分离，分离得到气体、产品油；d)步骤c)所得部分产品油返回步骤a)与废弃动植物油脂原料混合，剩余产品油和气体进行冷高压分离；e)冷高压分离得到的产品油和水进行低压分离，产品油再经汽提脱硫，水排出；f)脱硫后产品油进行常压分馏，分馏得可再生轻烃和可再生烷烃成品。该文献并未涉及异构化反应。同时，该反应中加氢反应完成后，经过热高压分离、冷高压分离、低压分离后再进行汽提操作。加氢反应产生的热量没有得到充分的利用。

利用油脂制备航空染料，常规的技术路线为：“废弃动植物油脂→加氢精制→高低压分离→汽提→异构化→高低压分离→分馏”。其缺点：目前现有的废弃油脂加氢装置生产生物质航空燃料，其加氢精制的催化剂为酸性活性的催化剂，其精制反应系统必须加入300-700ppm的二甲基二硫(C₂H₆S₂)，该物质遇到氢气后生产H₂S随循环氢在整个反应系统内循环，部分随反生成油先到高分，其高分操作条件40～50℃、4.0～5.5MPa，再减压到冷低分脱除其中多余的轻烃及少量硫化氢、低分操作条件40～50℃、1.0～1.8MPa，最后再经过换热至汽提塔汽提脱硫后，其操作条件180～200℃、0.5～1.5MPa，才能至二段的加氢异构化装置。期间温度变化次数多，物料的相变次数也多，需要动设备升压至异构反应压力再进异构化装置，其操作条件280～360℃、压力2.5～3.5MPa，消耗电能较多而且含硫化氢的油品对设备和管道有一定的腐蚀，为减小腐蚀风险，需要增加设备管材的投资成本。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法。通过采用高效汽提分离器直接将精制反应生成的产品进行汽提、气液两相分离，完全脱除硫化氢和水蒸气，高效分离器底部的生成油自压进入异构反应系统，有效地减少过程能耗及生产工序。

一种废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法，以原料油和混合氢为主要原料，包括依次连续化进行的加氢精制反应、汽提分离以及异构化反应，异构化反应得到的生成物经冷却、气液分离和分馏得到所述航空燃料；

所述加氢精制反应得到的油相物料与加氢精制反应的原料换热后直接进行所述汽提分离；

所述汽提分离操作采用高压氢气为汽提工质，汽提分离回收的含硫化氢的氢气作为循环氢与补加氢合并作为所述混合氢使用；汽提分离得到的油相物料与异构化反应的产品物料换热后直接进行所述异构化反应。

通过所述加氢精制反应，可以去除原料油中的金属和/或O和/或S和/或N等；通过所述汽提分离操作，可以去除油相中的含金属和/或O和/或S和/或N产物以及沸点低的短链烃类物质等。所述加氢精制反应和异构化反应均在催化剂存在进行，同时在加氢精制反应和异构化反应补加消耗的氢。

作为优选，一种废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法，包括：

1)在原料油进料泵的入口加注二甲基二硫，原料油经加氢进料泵升压与循环氢混合作为反应进料。混合后的反应进料进入加氢精制反应器进行加氢脱氧、脱硫、脱氮、脱金属反应生成烷基化烃类物质、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳等反应生成物；

2)对反应生成油进行高压汽提,脱除其中的短链烃类、氢气、干气、液化气、水蒸气、硫化氢、氨等物质；

3)被降温的循环氢(40～45℃、5.0MPa)在冷高压分离器内脱除其中的含硫污水，剩余少量的含硫化氢的循环氢继续循环使用，以降低二甲基二硫的注入量。

4)循环氢经循环氢压缩机加压循环再次与原料油混合进入到反应系统循环利用,反应系统损失的氢气由新氢压缩机补充；

5)高效汽提分离器底部出口管线与异构循环氢混合；

6)进入异构化反应器，将长链烃类的分子进行择型裂化；

7)空冷后异构产品进入异构冷高分分液后，液相直接进后续工艺进行分馏。

作为优选，加氢精制反应条件为：压力为3.5～6MPa，温度为240～360℃，空速为0.4～2.0h^-1，氢油比为1000～1400：1(V/V)。

作为优选，汽提分离的操作条件为：汽提温度为200～280℃，压力为4～5.5MPa。气体操作直接采用高压氢气，一方面实现高温汽提，能够更彻底的将产品油中的杂质去除；同时也便于了氢气的回收利用。

作为优选，异构化反应的反应条件为：压力为1.5～3.5MPa，温度为240～370℃，空速为0.2～0.8h^-1，氢油比为500～700：1(V/V)。作为进一步优选，其操作条件为：温度260～360℃、压力2.5～3.5MPa。

作为优选，所述二甲基二硫、原料油和混合氢先混合后，再进行所述的加氢精制反应。本发明通过低压注硫的形式，使加氢精制催化剂在脱氧反应的时候，保持较高活性。

所述加氢精制反应中，包括利用氢气进行的脱氧反应、脱硫反应、脱氮反应、脱金属反应中的一种或多种。

作为优选，加氢精制反应的原料与氢精制反应得到的油相物料换热后温度升到190～210℃，然后，可选择的，再经过加热至280～340℃。加氢精制反应，本身属于放热反应，一般仅在系统初始启动阶段需要特殊的加热操作，当系统运行稳定后，可以省去加热操作。

作为优选，加氢精制反应得到的油相物料与加氢精制反应的原料换热后温度降到240～280℃，压力为4.5～5.5MPa。

作为优选，汽提分离中使用的氢气的5.5～6.5MPa；加入量为进料量的3～10％。

作为优选，汽提分离得到的气相经高压空冷器降温至40～50℃，然后进入冷高压分离器，冷高压分离器分离得到的含硫化氢的氢气一部分加压后作为所述循环氢使用，冷高压分离器分离得到的短链烃与异构化反应得到的冷却物料合并进入所述的气液分离，冷高压分离器得到的水相一部分与新注入水合并后返回至高压空冷器进行脱盐。

作为优选，所述循环氢中，硫化氢的含量为200～700ppm。在加氢精制反应过程中，可以根据体系中硫化氢含量，控制二甲基二硫的加入量。

作为优选，汽提分离得到的油相与异构循环氢和补加氢混合后与异构反应成生物换热至260～350℃；然后再经加热设备加热至300～360℃；异构化反应得到的生成物先与汽提分离得到的油相换热后，再经高压空冷降温至40～45℃，然后进行气液分离，得到的一部分氢气回用做异构循环氢使用。

作为优选，加氢精制反应中，采用自原料入口依次设置的三层负载型催化剂，分别为同时具有脱硫、脱氧功能的低活性脱金属催化剂、带活性脱金属催化剂、高活性脱金属催化剂，三个催化剂的主剂均为Co-Mo-Ni；

异构化反应中，采用自原料入口依次设置的两层负载型催化剂，分别为活性氧化态金属脱硫催化剂、高活性降凝异构催化剂，其中活性氧化态金属脱硫催化剂的主剂为CaO\ZnO，高活性降凝异构催化剂的主剂为Pt/Pd。

作为优选，催化剂组成分别如下：

低活性脱金属催化剂：载体：Y-Al₂O₃，3～5％；助剂：负载型分子筛75～85％；主剂：Co-Mo-Ni金属组分，10～20％；

高活性脱金属催化剂：载体：Y-Al₂O₃，5～8％；助剂：负载型分子筛60～70％；主剂：Co-Mo-Ni金属组分，25～35％；

高活性脱金属催化剂：载体：碱性金属氧化物和Y-Al₂O₃混合物，10～20％；助剂：活性分子筛45～55％；主剂：Co-Mo金属组分，35～45％；

活性氧化态金属脱硫催化剂：载体：Y-Al₂O₃，15～25％；助剂：活性分子筛25～35％；主剂：CaO\ZnO，45～55％；

高活性降凝异构催化剂：载体：Y-Al₂O₃，40～45.5％；助剂：分子筛45～55％；主剂：Pt/Pd，0.5～5％。

作为优选，一种废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法，包括：

(1)加氢精制反应部分

在原料油进料泵的入口加注二甲基二硫，原料油经加氢进料泵升压至5.5～6.5MPa(比如6.0MPa)后，与混合氢混合作为反应进料。混合后的反应进料经换热器(反应流出物/反应器进料换热器)换热到190～210℃左右，再经过开工加热炉加热升温至240～360℃(优选280～340℃)左右，进入加氢精制反应器与该反应器第一床层的脱金属催化剂反应脱除原料中少量的金属元素及磷脂类物质，在下面两个床层进行加氢精制反应脱除原料油中的大量氧元素及少量的硫和氮等元素，反应生成烷基化烃类物质及硫化氢、水、少量的氨等反应生成物，与进料原料油换热后温度240～280℃(比如260℃)，压力为4.5～5.5MPa(比如压力5.2MPa)左右。进入高效汽提分离器，高效汽提分离器底部通入大于3％进料量的5.5～6.5MPa(6.0MPa)的高压氢气，对反应生成油进行高压汽提，汽提脱除其中的短链烃类、氢气、干气、液化气、水蒸气、硫化氢、氨等物质。高效汽提分离器顶的气相物料在进入空冷(高压空冷)前，注入脱盐水，洗去其中在空冷降温阶段生成的铵盐，防止铵盐结垢堵塞空冷管束。被降温的循环氢(40～45℃、4.5～5.5MPa(优选5MPa))在冷高压分离器内脱除其中的含硫污水，剩余少量的含硫化氢的循环氢继续循环使用，以降低二甲基二硫的注入量。冷高压分离器产生的含硫污水一部分回用至注水点，一部分铵盐浓度高时，排至污水处理装置。少量的烃类，送至冷低压分离器内。循环氢经循环氢压缩机加压循环再次与原料油混合进入到反应系统循环利用。反应系统损失的氢气由新氢压缩机补充。

2)加氢异构反应部分

在高效汽提分离器脱除水蒸气及硫化氢的反应生成油(240～280℃，优选260℃)，在自身压力的作用下，由高效汽提分离器底部出口管线与异构循环氢混合，与异构反应成生物换热，再经异构进料加热炉加热至300～360℃左右，再进入异构化反应器，将长链烃类的分子进行择型裂化，由原来的C18、C16裂化为C9～C14等生物质航空燃料组分。将大多数正构烷烃异构化为异构烷烃，从而降低异构生成油的冷滤点。异构化反应生成油经异构化进料换热器换热降温，再至异构化高压空冷降温至40～45℃。空冷后异构产品进入异构冷低分分液后，液相直接进后续工艺进行分馏。分别拔出160～270℃的航煤组分、270～320℃的生物柴油组分。石脑油部分随干气直接至制氢或者燃料气系统。气相系统经异构循环氢压缩机压缩，继续循环。消耗掉的氢气，新氢压缩机及时补给。异构化消耗氢气量较小，与加氢精制公用一套新氢压缩机。

一种废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的装置，包括：

进行所述加氢精制反应的加氢精制反应器；

进行所述汽提分离操作的汽提分离器，该汽提分离器的物料入口与加氢精制反应器产物出口通过管路相连，气体入口与高压氢气管路相连；

气相后处理单元，冷却降温汽提分离得到的气相，并进行气液分离；

循环氢压缩机，入口与气相后处理单元的气相出口相连，将回收的含硫化氢的氢气作为循环氢与补加氢合并作为所述混合氢使用；

进行所述异构化反应的异构化反应器，原料入口与汽提分离器的液体出口通过管路相连；

异构产品后处理单元，与异构化反应器产品出口相连，最后得到所述烷基化生物质航空燃料；

换热器I，热连接于加氢精制反应器产品管路和加氢精制反应器原料管路之间，实现换热；

换热器II，热连接于异构化反应器产品管路和加氢精制反应器原料管路之间，实现换热。

作为优选，气相后处理单元包括：用于对汽提分离得到的气相进行空冷的高压空冷器、用于对高压空冷器空冷后的物料进行气液分离的冷高压分离器；将冷高压分离器分离得到的水相部分返回至高压空冷器以及部分输出至水处理单元的生成水泵。冷高压分离器分离得到的含有硫化氢的氢气利用循环氢压缩机加压后循环利用。冷高压分离器分离得到的短链烷烃与异构化产品合并后回收。

作为优选，所述异构产品后处理单元包括：用于对异构化后物料进行空冷的异构高压空冷器、对空冷后的物料进行气液分离的冷低压分离器。冷低压分离器同时接受冷高压分离器得到的短链烷烃；冷低压分离器得到的氢气一部分回收循环使用，一部分排废氢至燃料系统；冷低压分离器得到的液体物料经过分馏处理，分别得到航煤组分、生物柴油组分以及石脑油组份。

本发明所述废弃油脂，可以是餐饮废油、地沟油、泔水油、棕榈酸化油、椰子油、棕榈油等的一种或多种。

作为优选，所述原料油为主要含C16～C18的废弃油脂，原料油中的酸值为15～25mg/g；碘值为80～120g/100g。

与现有技术相比，我们自主研发的高含氧的废弃油脂加氢精制、异构化生产生物质航空燃料工艺过程中不需要多次降温、降压，再升温、升压的过程，减少了相变的次数。提高了能量利用率，降低了能耗。精制反应生成的产品，直接进高效汽提分离器进行汽提、气液两相分离，充分利用了加氢精制自身产生的热量以及高压氢气自带的高压，完全脱除硫化氢、水蒸气、氨等。同时高效汽提分离器底部的生成油自压进入异构反应系统，反应后的生成油直接进入分馏进行精馏，无H₂S且不需要额外的动力设备，相应的降低了部分设备管材的投入。顶部的气相在高压空冷降温至40～45℃左右进入冷高分，脱除酸性水，循环氢再回到压缩机入口进行加压循环使用。

本发明所述技术方案，其产品为烷基化的生物质航空燃料、生物柴油和生物质石脑油，原料为废弃动植物油脂，该类产品对减少碳排放具有积极的意义，且欧盟部分国家强制性政策提高了生物质航空燃料在航煤中的添加比例，具有良好的政策激励，市场前景广阔。

本发明的有益效果体现在：

通过低压注硫的形式，使加氢精制催化剂在脱氧反应的时候，保持较高活性。

2)在最大程度回收循环氢，减二甲基二硫的注入量，节省药剂成本。

3)在高效汽提分离器内最大限度地将反应生成物中的硫化氢、水蒸气、氨等通过氢气汽提的方式脱除掉。

4)保证反应生成物在进入异构化反应器前硫化氢的含量小于2ppm，从而有效地保护异构化系统内贵重金属催化剂。延长异构系统内脱硫剂的使用周期。

5)由高压气体分离器底部出来的反应生成油，温度较高，无需过多的换热，也无需高压进料泵，靠自身压力压至异构化系统。减少了动设备的投资费用了电力损耗。

6)反应生成油内硫化氢、水蒸气、氨类的去除、减少了油相管线内服饰的问题，在很大程度上减少了设备材质需要升级来的投资成本。

7)合适的氢油比，降低了气相动力系统的电力负担，节能环保。

8)采用炉前混氢的形式，减少了开工阶段，由于温度过高，油品在炉管内结焦的几率。

9)由于废弃动植物油脂具有较强的反应热，该工艺合理的换热网格，在保证了系统高效换热的同时，开工后，反应热足以保证原料油的升温热量，不需要额外地使用天然气进行加热，节能环保，最大限度地节省加工成本，减少碳排放，保证该工艺的收益效果。

10)冷高分分离出的水进行可以有效地进行回用，可以减少铵盐结晶和腐蚀而引起的安全问题，还可以减少污水处理费用。

附图说明

图1位本发明实施例部分采用的废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的系统图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步说明。实施例可以使研究人员更好地理解本发明，但不以任何形式限制本发明。

实施例1～3

图1为本实施例采用的废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的系统图，包括新氢压缩机101、原料油进料泵102、加氢精制反应器103、换热器I 104、加氢加热炉105、汽提分离器106、高压空冷器107、冷高压分离器108、生成水泵109、循环氢压缩机110、换热器II111、异构加热炉112、异构化反应器113、异构高压空冷器114、冷低压分离器115、异构循环氢压缩机116。

按照物料方向，加氢精制反应器103、汽提分离操106、异构化反应器113、依次相连。原料油进料泵102出口通过管路与换热器I 104的低温管路入口相连，换热器I 104的低温管路出口通过管路与加氢加热炉105进料口相连，加氢加热炉105出料口通过管路与加氢精制反应器103进料口相连。加氢精制反应器103出料口通过管路与换热器I 104高温管路入口相连，换热器I 104高温管路出口通过管路与汽提分离操106的物料入口相连。汽提分离操106上同时设有新氢加料口。汽提分离操106底部为反应生成油出口，该出口通过管路与换热器II 111低温管路入口相连，换热器II 111低温管路出口通过管路与异构加热炉112入口相连，异构加热炉112出口通过管路与异构化反应器113进料口相连。汽提分离操106顶部为气相出口，该出口通过管路与高压空冷器107、冷高压分离器108依次相连，冷高压分离器108分离的废水，利用生成水泵109一部分循环至高压空冷器107入口管路，另外一部分直接送入水处理单元。冷高压分离器108回收的含有硫化氢的氢气通过其氢气出口输出，通过管路与循环氢压缩机110相连，然后返回至原料油进料泵102出料口处与原料油、新氢等混合返回至加氢精制器。异构化反应器113出料口位于底部，通过管路与换热器II 111高温管路入口相连，换热器II 111高温管路出口通过管路与异构高压空冷器114入口相连，异构空冷器114出口通过管路与冷低压分离器115相连。

实际反应时，在原料油进料泵的入口加注二甲基二硫(一般为原料油的0.005％)，原料油经加氢进料泵升压至6.0MPa后，与混合氢混合作为反应进料。混合后的反应进料经换热器(反应流出物/反应器进料换热器)换热到190～210℃左右，再经过开工加热炉加热升温至280～340℃左右，进入加氢精制反应器与该反应器第一床层的脱金属催化剂反应脱除原料中少量的金属元素及磷脂类物质，在下面两个床层进行加氢精制反应脱除原料油中的大量氧元素及少量的硫和氮等元素，反应生成烷基化烃类物质及硫化氢、水、少量的氨等反应生成物，与进料原料油换热后温度260℃，压力5.2MPa左右。进入高效汽提分离器，高效汽提分离器底部通入大于3％进料量的6.0MPa的高压氢气，对反应生成油进行高压汽提，汽提脱除其中的短链烃类、氢气、干气、液化气、水蒸气、硫化氢、氨等物质。高效汽提分离器顶的气相物料在进入空冷(高压空冷器107)前，注入脱盐水，洗去其中在空冷降温阶段生成的铵盐，防止铵盐结垢堵塞空冷管束。被降温的循环氢(40～45℃、5.0MPa)在冷高压分离器108内脱除其中的含硫污水，剩余少量的含硫化氢的循环氢继续循环使用，以降低二甲基二硫的注入量。冷高压分离器产生的含硫污水一部分回用至注水点，一部分铵盐浓度高时，排至污水处理装置。少量的烃类，送至冷低压分离器115内。循环氢经循环氢压缩机110加压(压力为6.0MPa)循环再次与原料油混合进入到反应系统循环利用。反应系统损失的氢气由新氢压缩机补充(通过加氢精制反应器103的压力控制)。

在高效汽提分离器(汽提分离操106)脱除水蒸气及硫化氢的反应生成油(260℃)，在自身压力的作用下，由高效汽提分离器底部出口管线与异构循环氢混合，与异构反应生成物换热，再经异构进料加热炉(异构加热炉112)加热至300～360℃左右，再进入异构化反应器113，将长链烃类的分子进行择型裂化，由原来的C18、C16裂化为C9～C14等生物质航空燃料组分。将大多数正构烷烃异构化为异构烷烃，从而降低异构生成油的冷滤点。异构化反应生成油经异构化进料换热器换热降温，再至异构化高压空冷器114降温至40～45℃。空冷后异构产品进入异构冷低压分离器115分液后，液相直接进后续工艺进行分馏。分别拔出160～270℃的航煤组分、270～320℃的生物柴油组分。石脑油部分随干气直接至制氢或者燃料气系统。冷低压分离器115分离得到的气相经异构循环氢压缩机116压缩(压力为3.5MPa)，继续循环，与新氢混合后再与汽提分离操106底部油相混合进入换热器II 111。消耗掉的氢气，新氢压缩机及时补给。异构化消耗氢气量较小，与加氢精制公用一套新氢压缩机。

1)反应阶段主要有加氢精制反应器和加氢异构反应器(异构化反应器113)内的催化剂来实现。脱氧反应分为三种：加氢脱氧(HDO)、加氢脱羰(HDCO)和脱羧(HDCO2)。原料脱氧后生成烷烃、水、一氧化碳和二氧化碳。原料中含有少量硫和氮，在加氢精制过程中被脱除，生成硫化氢和氨。正构烷烃在分子筛和活性金属Pt/Pd催化剂的共同作用下生成带支链的异构烷烃，由于异构烃分子的不规则性改善了产品的流动性，降低烷烃的凝固点，异构化反应伴随少量碳链断裂的副反应，生成较小碳数的烷烃，该烷烃类组分恰好是航空燃料组分且各项指标优异，均优于化石类的航空煤油组分。其冰点＜-50℃，产品性能在国际上遥遥领先。硫、氮、氧各项杂志均低于1ppm级别，完全助力于碳排放减排的政策。

2)分离主要由高效汽提分离器和高低分来实现。高效气体分离器在最大程度上，将精制反应生成物内的硫化氢、水蒸气在该段分离，保证异贵金属构催化剂不受任何污染而高效运行。

3)升降温主要靠换热器和空冷来实现。

4)产品分离主要靠分馏塔来实现。

5)关键点为高效汽提分离器，该设备是加氢精制与异构化两个条件完全不同的反应系统的桥梁和枢纽。该设备在保护异构贵重金属不被硫化氢污染而中毒的情况下，更大的意义在于将反应生成油中的硫化氢、水蒸气进一步汽提至循冷高压分离器进行含硫污水分离，降低了二甲基二硫在精制系统内的添加量，还有效的降低了生成油在后续管道中的腐蚀风险。在电力损耗方面节能效果较为突出。

下表为本实施例采用的原料油分析数据：

表1

下表为本实施例中高效气体分离器顶循环氢气样分析数据：

表2

下表为本实施例采用的新氢氢气分析数据：

表3

H<sub>2</sub>

CO<sub>2</sub>

CO

CH<sub>4</sub>

C<sub>2</sub>H<sub>6</sub>

O<sub>2</sub>

N<sub>2</sub>

％

ppm

ppm

ppm

ppm

ppm

ppm

99.99

0.19

0.01

0.88

0

7.02

61

下表为本实施例得到的石脑油组分分析数据：

表4

下表为本实施例得到的生物质航空燃料组分分析数据：

表5

下表为本实施例的反应系统操作条件：

表6

	压力(MPa)	温度(℃)	空速(h<sup>-</sup>1)	氢油比
					加氢精制	3.5～6.0	240～360	0.4～2.0	1200：1
异构降凝	1.5～3.5	240～370	0.2～0.8	600：1

下表为各实施例的收率：(异构反应器压力3.5MPa恒定、温度以反应器入口温度345℃为准恒定、氢油比600：1恒定，改变反应不同的三种空速0.6h^-1；加氢精制反应器参数保持不变分别为：压力(5.4MPa)；温度(350℃)；空速(1.0h^-1)。

	实例一	实例二	实例三
				空速	1.8h<sup>-1</sup>	1.2h<sup>-1</sup>	0.6h<sup>-1</sup>
CO+CO2	0.23	0.37	0.49
				干气	0.15	0.98	1.39
液化气	0.42	1.83	2.51
				石脑油	0.98	3.88	3.99
生物航煤	40.6	50.8	67.1
				生物柴油	44.8	27.8	10.6

下表为实施例中，采用的催化剂：

由上述分析可知，本发明通过采用高效汽提分离器直接将精制反应生成的产品进行汽提、气液两相分离，完全脱除硫化氢和水蒸气，高效分离器底部的生成油自压进入异构反应系统，有效地减少过程能耗及生产工序。

Claims (16)

1.一种废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法，其特征在于，以原料油和混合氢为主要原料，包括依次连续化进行的加氢精制反应、汽提分离以及异构化反应，异构化反应得到的生成物经冷却、气液分离和分馏得到所述航空燃料；

所述加氢精制反应得到的油相物料与加氢精制反应的原料换热后直接进行所述汽提分离；

所述汽提分离操作采用高压氢气为汽提工质，汽提分离回收的含硫化氢的氢气作为循环氢与补加氢合并作为所述混合氢使用；汽提分离得到的油相物料与异构化反应的产品物料换热后直接进行所述异构化反应。

2.根据权利要求1所述废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法，其特征在于，加氢精制反应条件为：压力为3.5～6MPa，温度为240～360℃，空速为0.4～2.0h^-1，氢油比为1000～1400：1(V/V)。

3.根据权利要求1所述废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法，其特征在于，汽提分离的操作条件为：汽提温度为200～280℃，压力为4～5.5MPa。

4.根据权利要求1所述废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法，其特征在于，异构化反应的反应条件为：压力为1.5～3.5MPa，温度为240～370℃，空速为0.2～0.8h^-1，氢油比为500～700：1(V/V)。

5.根据权利要求1所述废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法，其特征在于，所述二甲基二硫、原料油和混合氢先混合后，再进行所述的加氢精制反应。

6.根据权利要求1所述废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法，其特征在于，所述加氢精制反应中，包括利用氢气进行的脱氧反应、脱硫反应、脱氮反应、脱金属反应中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法，其特征在于，加氢精制反应的原料与氢精制反应得到的油相物料换热后温度升到190～210℃，然后可选择的再加热至280～340℃。

8.根据权利要求1所述废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法，其特征在于，加氢精制反应得到的油相物料与加氢精制反应的原料换热后温度降到240～280℃，压力为4.5～5.5MPa。

9.根据权利要求1所述废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法，其特征在于，汽提分离中使用的氢气的5.5～6.5MPa；加入量为进料量的3～10％。

10.根据权利要求1所述废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法，其特征在于，汽提分离得到的气相经高压空冷器降温至40～50℃，然后进入冷高压分离器，冷高压分离器分离得到的含硫化氢的氢气一部分加压后作为所述循环氢使用，冷高压分离器分离得到的短链烃与异构化反应得到的冷却物料合并进入所述的气液分离，冷高压分离器得到的水相一部分与新注入水合并后返回至高压空冷器进行脱盐。

11.根据权利要求10所述废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法，其特征在于，所述循环氢中，硫化氢的含量为200～700ppm。

12.根据权利要求1所述废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法，其特征在于，汽提分离得到的油相与异构循环氢和补加氢混合后与异构反应成生物换热至260～350℃；然后再经加热设备加热至300～360℃；异构化反应得到的生成物先与汽提分离得到的油相换热后，再经高压空冷降温至40～45℃，然后进行气液分离，得到的一部分氢气回用做异构循环氢使用。

13.根据权利要求1～12任一项所述废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法，其特征在于，所述原料油为主要含C16～C18的废弃油脂，原料油中的酸值为15～25mg/g；碘值为80～120g/100g。

14.根据权利要求1～12任一项所述废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法，其特征在于，加氢精制反应中，采用自原料入口依次设置的三层负载型催化剂，分别为同时具有脱硫、脱氧功能的低活性脱金属催化剂、带活性脱金属催化剂、高活性脱金属催化剂，三个催化剂的主剂均为Co-Mo-Ni；

异构化反应中，采用自原料入口依次设置的两层负载型催化剂，分别为活性氧化态金属脱硫催化剂、高活性降凝异构催化剂，其中活性氧化态金属脱硫催化剂的主剂为CaO\ZnO，高活性降凝异构催化剂的主剂为Pt/Pd。

15.根据权利要求14所述废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的方法，其特征在于，催化剂组成分别如下：

低活性脱金属催化剂：载体：Y-Al₂O₃，3～5％；助剂：负载型分子筛75～85％；主剂：Co-Mo-Ni金属组分，10～20％；

高活性脱金属催化剂：载体：Y-Al₂O₃，5～8％；助剂：负载型分子筛60～70％；主剂：Co-Mo-Ni金属组分，25～35％；

高活性脱金属催化剂：载体：碱性金属氧化物和Y-Al₂O₃混合物，10～20％；助剂：活性分子筛45～55％；主剂：Co-Mo金属组分，35～45％；

活性氧化态金属脱硫催化剂：载体：Y-Al₂O₃，15～25％；助剂：活性分子筛25～35％；主剂：CaO\ZnO，45～55％；

高活性降凝异构催化剂：载体：Y-Al₂O₃，40～45.5％；助剂：分子筛45～55％；主剂：Pt/Pd，0.5～5％。

16.一种权利要求1所述的废弃油脂生产烷基化生物质航空燃料的系统，其特征在于，包括：

进行所述加氢精制反应的加氢精制反应器；

进行所述汽提分离操作的汽提分离器，物料入口与加氢精制反应器产物出口通过管路相连，气体入口与高压氢气管路相连；

气相后处理单元，冷却降温汽提分离得到的气相，并进行气液分离；

循环氢压缩机，入口与气相后处理单元的气相出口相连，将回收的含硫化氢的氢气作为循环氢与补加氢合并作为所述混合氢使用；

进行所述异构化反应的异构化反应器，原料入口与汽提分离器的液体出口通过管路相连；

异构产品后处理单元，与异构化反应器产品出口相连，最后得到所述烷基化生物质航空燃料；

换热器I，热连接于加氢精制反应器产品管路和加氢精制反应器原料管路之间，实现换热；

换热器II，热连接于异构化反应器产品管路和加氢精制反应器原料管路之间，实现换热。

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