CN115141654B - 一种馏分油生产化工原料的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种馏分油生产化工原料的系统和方法。所述方法包括以下步骤：馏分油首先通过缓和预加氢处理选择性饱和稠环芳烃得到单环芳烃，降低原料中芳烃的极性，再进入模拟移动床吸附分离装置进行芳烃和非芳的分离，得到吸附分离重芳烃及吸附分离非芳烃，吸附分离重芳烃进入重芳烃轻质化反应器得到高纯轻质芳烃及优质乙烯裂解料，吸附分离非芳烃出装置。本发明可显著提高吸附分离装置的分离纯度，降低能耗，并提高轻质化单元高值产品的收率。
Description
技术领域
本发明涉及石油处理技术领域，特别涉及一种馏分油生产化工原料的系统和方法。
背景技术
随着世界原油的重质化问题日趋严重，油品加工难度逐渐增大，炼化企业副产柴油馏分油的产量迅速增加，如何对其进高值化利用成为炼化行业亟待解决的问题。目前对该部分油品的利用主要通过加氢裂化工艺生产石脑油或富芳汽油，同时副产一定量的柴油。但柴油消费量已经达峰，汽油消费量也将在近几年内达峰，未来燃料油市场将快速萎缩，采用传统加氢裂化工艺加工柴油馏分油变得愈加困难，而化工品的消费量逐年快速增长，因此将柴油馏分油转化为高价值的化工品基础原料是未来的发展方向。
近年来开发的模拟移动床吸附分离工艺及重芳烃轻质化工艺为实现富芳重油向化工品基础原料的转化开辟了新的途径。该组合工艺首先通过吸附分离工艺，根据柴油中芳烃和非芳极性的不同，将其高效分离得到芳烃组分及非芳组分，芳烃组分通过重芳烃轻质化技术转化为高纯轻质芳烃及富含正构烷烃的干气、液化气，产品为高价值的化工原料，实现了柴油馏分油的高值化利用。
但由于柴油馏分油中含有一定量的稠环芳烃，此种芳烃极性较强，在进行模拟移动床吸附分离过程中，其很难从吸附剂上解析下来，造成吸附分离过程“拖尾”现象严重，导致吸附分离重芳烃及非芳烃纯度不够，影响分离效果，为下游高值化利用造成困难。
中国专利CN201811508969.4公开了一种直馏柴油的处理方法，该处理方法包括：通过溶剂萃取法或者吸附分离法对直馏柴油进行脱芳烃处理，得到富芳烃组分和脱芳烃组分；通过柴油加氢改质工艺或者芳烃加氢轻质化工艺对富芳烃组分进行加氢改质处理，得到改质产品；对脱芳烃组分进行蒸汽裂解处理，得到烯烃产品。其中，直馏柴油中的芳烃的质量含量为10～30％。通过对直馏柴油进行脱芳烃处理后再作为蒸汽裂解原料，如此可充分发挥蒸汽裂解装置能力，有效提高蒸汽裂解三烯收率，减少炉管结焦，延长运行周期，提高蒸汽裂解效益。本发明实施例还对分离后的富芳烃组分进行加氢转化，同时实现富芳烃组分和脱芳烃组分的综合优化利用，达到有效提高直馏柴油利用率的目的。
中国专利CN201710461289.0公开了一种由加氢柴油最大化生产轻质芳烃的组合工艺方法，主要内容包括：加氢柴油先进入I段吸附分离装置，得到I段富含环烷烃、链烷烃的烷烃组分及I段富含芳烃的重芳烃组分；I段烷烃组分进入环烷烃脱氢反应器，得到富含芳烃的环烷烃脱氢产物，经气液分离后，液相进入II段吸附分离装置，得到II段富含链烷烃的烷烃组分及II段富含芳烃的重芳烃组分；I段、II段重芳烃组分与氢气进入重芳烃转化反应器，得到富含BTX的轻质芳烃产物，经分离后得到的氢气与部分C9+重芳烃共同返回重芳烃转化反应器继续反应，其余C9+重芳烃、干气、液化气、C5～C6非芳、BTX产物作为产品。该方法最大化生产轻质芳烃，具有原料适应性强、轻质芳烃收率高、氢耗低、芳烃无需抽提的优势。
上述几种方法在一定程度上实现了柴油的高值化利用，但同时也存在以下几个问题：(1)未将原料中的稠环芳烃选择性加氢饱和芳环，稠环芳烃极性强导致脱附困难，吸附分离单元能耗高，吸附分离芳烃及非芳烃纯度低，进而导致轻质化产品轻质芳烃收率低；(2)处理原料种类单一，原料适应性差。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，所提供了一种馏分油生产化工原料的系统和方法。
第一方面，本申请提供一种馏分油生产化工原料的系统，是采用以下技术方案得以实现的。
一种馏分油生产化工原料的系统，包括依次连接的预加氢反应器、模拟移动床吸附分离装置、轻质化反应器和分离系统；所述预加氢反应器和轻质化反应器均与氢气压缩机相连；所述分离系统的重组分出料口通过管道与轻质化反应器的进料口相连。
进一步的，预加氢反应器的进料口与第一进料泵连接。
进一步的，模拟移动床吸附分离装置与轻质化反应器之间设有第二进料泵。
第二方面，本申请提供一种馏分油生产化工原料的方法，是采用以下技术方案得以实现的。
一种馏分油生产化工原料的方法，包括以下步骤：
S1.将馏分油与氢气混合后进入预加氢反应器，将馏分油中的稠环芳烃选择性加氢饱和生成单环芳烃，得到预加氢产物；
S2.将预加氢产物转入模拟移动床吸附分离装置，分离芳烃组分和非芳组分，得到吸附分离重芳烃和吸附分离非芳烃，吸附分离非芳烃移出系统；
S3.将吸附分离重芳烃与氢气混合后进入轻质化反应器，得到轻质化产物；
S4.将轻质化产物转入分离系统，得到富含正构烷烃的干气和液化气、轻石脑油、C6～C10高纯轻质芳烃及重组分；重组分作为回炼油返回轻质化反应器或外排。
进一步的，所述馏分油包括加氢精制催化裂化柴油、乙烯焦油、直馏柴油或航煤中的一种或多种。
进一步的，步骤S1中，预加氢反应器采用固定床反应器，预加氢反应器填装的预加氢催化剂负载第Ⅷ族金属，载体为氧化铝或无定型硅铝。更优选的，预加氢催化剂的活性金属采用Ru、Pt、Pd、Ni中的一种或多种；载体选用无定型硅铝。
进一步的，步骤S1中，预加氢反应器的操作条件为：温度120～400℃，压力3～12MPa，氢油体积比400：1～2000：1，质量空速0.5～5h-1。更优选的，预加氢反应器的操作条件为：温度160～360℃，压力4～6MPa，氢油体积比600：1～1200：1，质量空速1.5～4.0h-1。
进一步的，步骤S2中，所述模拟移动床吸附分离装置装填的吸附剂为Zn/Y。
进一步的，步骤S2中，所述模拟移动床吸附分离装置的操作条件为：吸附脱附温度为50～150℃，解吸剂与预加氢产物质量比例为0.8:1～2.0:1，吸附床层数为8～24，床层切换时间为100～1000s。更优选的，所述模拟移动床吸附分离装置的操作条件为：吸附脱附温度为80～100℃，解吸剂与预加氢产物质量比例为1.0:1～1.8:1，吸附床层数为12～16，床层切换时间为300～800s。
进一步的，步骤S3中，所述轻质化反应器采用固定床反应器，轻质化反应器装填的轻质化催化剂为金属负载的分子筛型催化剂；活性金属为第ⅥB族和/或第Ⅷ族金属，分子筛包括Y分子筛、β分子筛、MCM-22分子筛、MCM-41分子筛中的一种。更优选的，轻质化催化剂的活性金属为Pt、Pd、Co、Ni、Mo、W中的一种或多种；分子筛为Y分子筛、β分子筛、MCM-41分子筛中的一种。
进一步的，步骤S3中，所述轻质化反应器的操作条件为：反应压力4.0～10.0MPa，氢油体积比600：1～1500：1，质量空速为0.5～5.0h-1，反应温度350～460℃。更优选的，所述轻质化反应器的操作条件为：反应压力5.0～8.0MPa，氢油体积比800：1～1000：1，质量空速1.0～3.0h-1，反应温度380～440℃。
需要说明的是，本申请的分离系统由气液分离器和精馏塔集成得到。
本申请具有以下有益效果。
(1)本申请将原料首先通过缓和预加氢处理，在确保不损失芳烃的情况下高选择性饱和稠环芳烃芳环，保留一个芳环，降低原料中芳烃的极性，提高了吸附分离单元的分离效率，降低能耗，得到纯度更高的吸附分离非芳烃及吸附分离重芳烃，为轻质化单元提供优质的原料，进而提高了产品中轻质芳烃的收率；
(2)本发明方法可同时处理多种性质差别较大的富芳馏分油，原料适应性强。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
其中，1.第一进料泵；2.预加氢反应器；3.模拟移动床吸附分离装置；4.第二进料泵；5.轻质化反应器；6.分离系统；7.氢气压缩机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的说明。
如图1所示，加氢精制馏分油经第一原料泵1与氢气混合后进入预加氢反应器2内，在预加氢催化剂的作用下，高选择性饱和稠环芳烃芳环，保留一个芳环，得到预加氢产物；预加氢产物进入模拟移动床吸附分离装置3内，进行芳烃及非芳的分离，得到吸附分离非芳烃及吸附分离重芳烃；吸附分离重芳烃经第二原料泵4与氢气混合后进入轻质化反应器5，在轻质化催化剂的作用下，吸附分离重芳烃高选择性地开环、断侧链、烷基转移得到轻质化产品；轻质化产品经分离系统6分离得到富含正构烷烃的干气及液化气、轻石脑油、高纯C6～C10轻质芳烃及重组分，重组分大部分作为循环油回到轻质化反应器5内，少部分外甩。
实施例1
以某炼厂的加氢直馏柴油为原料，原料组成如表1所示。
预加氢装置装填Pt/Al2O3催化剂，Pt载量0.28wt％，反应温度180℃，压力5MPa，氢油体积比800：1，质量空速2.0h-1；
模拟移动床吸附分离装置装填Zn/Y分子筛，Zn负载量为6wt％；吸附脱附温度80℃，解吸剂与预加氢产物质量比例为0.8:1，吸附床层数16，床层切换时间300s；
轻质化装置装填Co-Mo/Y分子筛催化剂，Co载量3wt％，Mo载量8wt％。反应温度400℃，压力5.0MPa，氢油体积比800：1，质量空速1.5h-1；
通过上述工艺，各产物收率如表2所示。
实施例2
以某炼厂的加氢催化裂化柴油为原料，原料组成如表1所示
预加氢装置装填Pd/硅铝催化剂，Pd载量0.23wt％，反应温度240℃，压力6MPa，氢油体积比800：1，质量空速2.0h-1；
模拟移动床吸附分离装置装填Zn/Y分子筛，Zn负载量为6wt％；吸附脱附温度90℃，解吸剂与预加氢产物质量比例为1.2:1，吸附床层数16，床层切换时间600s；
轻质化装置装填Ni-W/β分子筛催化剂，Ni载量4wt％，W载量10wt％。反应温度400℃，压力6.0MPa，氢油体积比1000：1，质量空速1.5h-1；
通过上述工艺，各产物收率如表2所示。
实施例3
以某炼厂的加氢直馏柴油、加氢催化柴油、加氢DCC柴油、加氢焦化柴油混合柴油为原料，原料组成如表1所示。
其他所有条件与实施例1相同，各产物收率如表2所示。
对比例
原料、催化剂及所有装置操作条件与实施例2完全相同，不同之处在于加氢催柴不经预加氢直接进入吸附分离装置，得到的吸附分离重芳烃进入轻质化装置，通过上述工艺，各产物收率如表2所示。
表1实施例1-3、对比例的原料组成
表2实施例1-3、对比例的产物收率及纯度
由表2可知，原料经预加氢反应器选择性饱和稠环芳烃芳环后，吸附分离装置芳烃及非芳纯度明显提高，同时下游的轻质化反应器的轻质芳烃收率也大幅提高。实验结果表明，原料经预加氢反应器后可显著提高吸附分离装置分离效率，并最终提高化工品收率。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种馏分油生产化工原料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.将馏分油与氢气混合后进入预加氢反应器（2），将馏分油中的稠环芳烃选择性加氢饱和生成单环芳烃，得到预加氢产物；
S2. 将预加氢产物转入模拟移动床吸附分离装置（3），分离芳烃组分和非芳组分，得到吸附分离重芳烃和吸附分离非芳烃，吸附分离非芳烃移出系统；
S3.将吸附分离重芳烃与氢气混合后进入轻质化反应器（5），得到轻质化产物；
S4.将轻质化产物转入分离系统（6），得到富含正构烷烃的干气和液化气、轻石脑油、C6～C10高纯轻质芳烃及重组分；重组分作为回炼油返回轻质化反应器（5）或外排；
所述馏分油为加氢精制催化裂化柴油、乙烯焦油、直馏柴油或航煤中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种馏分油生产化工原料的方法，其特征在于：步骤S1中，预加氢反应器（2）采用固定床反应器，预加氢反应器（2）填装的预加氢催化剂负载第Ⅷ族金属，载体为氧化铝或无定型硅铝。
3.根据权利要求1所述的一种馏分油生产化工原料的方法，其特征在于：步骤S1中，预加氢反应器（2）的操作条件为：温度120～400℃，压力3～12MPa，氢油体积比400：1～2000：1，质量空速0.5～5h-1。
4.根据权利要求1所述的一种馏分油生产化工原料的方法，其特征在于：步骤S2中，所述模拟移动床吸附分离装置（3）装填的吸附剂为Zn/Y。
5.根据权利要求1所述的一种馏分油生产化工原料的方法，其特征在于：步骤S2中，所述模拟移动床吸附分离装置（3）的操作条件为：吸附脱附温度为50～150℃，解吸剂与预加氢产物质量比例为0.8:1～2.0:1，吸附床层数为8～24，床层切换时间为100～1000s。
6.根据权利要求1所述的一种馏分油生产化工原料的方法，其特征在于：步骤S3中，所述轻质化反应器（5）采用固定床反应器，轻质化反应器（5）装填的轻质化催化剂为金属负载的分子筛型催化剂；活性金属为第ⅥB族和/或第Ⅷ族金属，分子筛包括Y分子筛、β分子筛、MCM-22分子筛、MCM-41分子筛中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种馏分油生产化工原料的方法，其特征在于：步骤S3中，所述轻质化反应器（5）的操作条件为：反应压力4.0～10.0MPa，氢油体积比600：1～1500：1，质量空速为0.5～5.0h-1，反应温度350～460℃。
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