CN115491232A - 一种重劣质渣油低压加氢生产超低硫船用燃料油的方法 - Google Patents
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Abstract
一种重劣质渣油低压加氢生产超低硫船用燃料油的方法，包括以下步骤：1)重劣质渣油、催化剂、氢气混合进入多相流加氢反应器，反应产物经一级分离器分离获得轻质馏分油和重质馏分油；2)重质馏分油经二级分离器分离获得轻质蜡油馏分、重质蜡油馏分和含固沥青；3)轻质蜡油馏分与轻质馏分油混合进入固定床反应器，经分馏塔获得石脑油、柴油和第一船用燃料油调和组分；4)重质蜡油馏分部分作为循环溶剂油，部分作为第二船用燃料油调和组分；5)第一和第二船用燃料油调和获得超低硫船用燃料油。该方法将多相流加氢裂化与固定床深度脱硫在线加氢相结合，生产超低硫船用燃料油，提高重油利用率、产品收率和黏度，降低操作难度和反应能耗。
Description
技术领域
本发明涉及炼油化工技术领域，具体涉及一种重劣质渣油低压加氢生产超低硫船用燃料油的方法。
背景技术
全球原油资源逐步趋于重质化、劣质化，现有炼厂加工模式和加工技术难以满足超低硫船用燃料油对硫含量0.1％指标的苛刻要求，如何将重劣质油高效转化为符合要求的超低硫船用燃料油成为炼厂和供应商亟待解决的问题。
CN103695031A公开一种由煤焦油生产柴油兼船用燃料调和组分的方法。该方法将原料依次通过浆态床和固定床加氢加工得到产品，该方法可以生产出硫含量很低的船用调和组分。但存在全馏分煤焦油原料因馏程范围宽、轻质馏分高、氧含量高，导致装置能耗和氢耗高、液收低、运行不稳定、产品黏度低等问题。
CN102888244A公开一种低硫船用燃料油生产方法，包括如下步骤：将催化油浆加热后与精密过滤设备过滤脱除油浆中的微小催化剂颗粒，再经与氢气混合后加热，将混合物与渣油加氢精制催化剂、馏分油加氢精制催化剂、馏分油加氢裂化催化剂接触，反应产物经油气分离、分馏得到尾油馏分，将尾油馏分按照不同比例与减压渣油混合，获得成品。本发明方法采用过滤设备存在投资大、液体收率低、人工劳动强度大等问题。
CN109722303B本发明公开了一种高硫重油生产低硫船用燃料油调和组分的方法，将高硫重油通过减粘裂化的方法得到减粘裂化渣油后，加入复合改性剂，经连续沉降，上部溢流物料进入固定床渣油加氢进行加氢脱硫，得到低硫船用燃料油调和组分。该方法只能生产硫含量<0.5％的低硫船用燃料油调和组分，难以生产超低硫船用燃料油，且存在固定床反应温度高导致产品黏度低等问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种重劣质渣油低压加氢生产超低硫船用燃料油的方法，该方法适用于加工高密度、高黏度、高残炭、高硫氮含量的重劣质油渣油，可生产硫含量低于0.1％的船用燃料油调和组分，同时保证了较高的产品黏度，具有工艺路线短、操作苛刻度低、重油利用率高、产品品质好等技术优势。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种重劣质渣油低压加氢生产超低硫船用燃料油的方法，包括以下步骤；
1)重劣质渣油1与催化剂2混合均匀后，与氢气3在管道内混合进入多相流加氢裂化反应器5，反应产物6经一级分离器7获得轻质馏分油8(<450℃)和重质馏分油9；
2)重质馏分油9经二级分离器12，获得轻质蜡油馏分10(<480℃)、重质蜡油馏分23(>480℃)和含固沥青24；3)轻质蜡油馏分10与轻质馏分油8混合物料经固定床反应器11加氢精制深度脱硫，反应产物13经分馏塔14，获得气体产物15部分作为外排废气19，部分返回作为循环氢20与氢气3混合，液体产物石脑油馏分16、柴油馏分17和第一船用燃料油调和组分18排出；
4)二级分离器12获得的重质蜡油馏分23部分作为循环溶剂油26继续进行加氢裂化反应，部分作为第二船用燃料油调和组分25排出；
5)第一船用燃料油调和组分18和第二船用燃料油调和组分25按比例调和满足超低硫船用燃料指标要求，获得超低硫船用燃料油。
所述步骤1)中重劣质渣油1包括常压渣油、减压渣油、超稠油、煤液化油、煤焦油、油砂沥青、减黏渣油、脱油沥青中的一种或几种。
所述步骤1)中重劣质渣油1密度为大于0.95g/cm3，硫含量大于1.0wt％，黏度(100℃)大于600mm2/s，残炭含量大于15％。
所述步骤1)中多相流加氢裂化反应条件为：反应温度380-460℃，反应压力3-15MPa，氢油比500-2000NL/kg、空速为0.2-1.5h-1，渣油转化率控制在60-90％；优选的，反应温度390-450℃，反应压力5-12MPa，氢油体积比800-1500NL/kg，空速为0.1-0.8h-1，渣油转化率控制在60-85％。
所述步骤1)中加氢裂化反应所用催化剂2为固体催化剂，添加量为0.5-2.0％，平均粒径75μm，活性组分为Fe、Ni、Mo、W中的一种或几种，含量为5-30％，载体为高含碳多孔性材料，为煤基活性炭、生物基活性炭或者石油焦。
优选的，添加量为0.5-1.0％，平均粒径75μm，活性组分含量为15-25％，载体优选煤基活性炭。
所述步骤1)中所述的一级分离器7采用闪蒸罐或闪蒸塔。
优选闪蒸塔，轻质馏分油8干点小于450℃，重质馏分油9初馏点大于450℃。
所述步骤2)中二级分离器12采用减压塔、闪蒸塔、旋液式分离器、萃取分离器。优选闪蒸塔。
所述步骤3)中固定床反应器11采用在线加氢工艺路线，催化剂选用加氢精制催化剂，其中以专属脱硫剂为主，操作条件为：反应温度300-380℃，反应压力3-15MPa，体积空速为0.5-3.0h-1，氢油体积比为400-1000NL/kg。
优选反应温度310-350℃，反应压力5-12Mpa，体积空速为0.5-1.5h-1、氢油比为500-800NL/kg。
所述步骤4)中分馏塔12的重质蜡油馏分23初馏点高于480℃，硫含量不高于0.25％。
所述步骤5)中第一船用燃料油调和组分18和第二船用燃料油调和组分25，按照重量比10:1-1:1调和。优选2:1-5:1。
本发明的有益效果：
1、本发明充分利用多相流加氢裂化与固定床加氢精制在线组合工艺特点，通过两级缓和加氢，达到重油加氢裂化预处理与固定床加氢深度脱硫分区分级转化目的，不仅将高硫重油转化为市场紧俏的超低硫船用燃料油，而且有效保证了船用燃料油较高的黏度，具有工艺流程短、操作苛刻度低、重油利用率高、投资成本低等技术优势。
2、本发明采用纳米活性组分与微米多孔碳材料载体形成的复合型固体催化剂，充分发挥载体高比表面积具有的抑焦、捕焦及载焦功能，以及催化剂具有的高催化加氢活性的特点，有效提升加氢脱硫效果的同时最大化脱除残炭和重金属元素，保证装置长周期稳定运行。
3、本发明提供的方法可以根据原料油性质，灵活调整反应条件、催化剂类型、催化剂装填方式和加工模式，可用于生产超低硫船用燃料油调和组分，或者高清洁的汽油和柴油馏分。
附图说明
图1为本发明重油加氢生产低硫船用燃料油工艺流程图。
图中：1-重劣质渣油；2-催化剂；3-氢气；4-原料罐；5-多相流加氢裂化反应器；6-反应产物；7-一级分离器；8-轻质馏分油；9-重质馏分油；10-轻质蜡油馏分；11-固定床反应器；12-二级分离器；13-反应产物；14-分馏塔；15-气体产物；16-石脑油馏分；17-柴油馏分；18-第一船用燃料油调和组分；19-外排废气；20-循环氢；21-循环氢压缩机；22-加压后循环氢；23-重质蜡油馏分；24-含固沥青；25-第二船用燃料油调和组分；26-循环溶剂油。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明的一种工艺流程为：重劣质渣油1与催化剂2在原料罐4均匀混合，与氢气3在管道内混合后进入多相流加氢反应器5进行适度加氢裂化反应，最大化脱除残炭和金属元素，反应产物6进入一级分离器7进行分离，分离获得轻质馏分油8和重质馏分油9，重质馏分油9经二级分离器12分离成轻质蜡油馏分10、重质蜡油馏分23及含固沥青24，轻质馏分油8和轻质蜡油馏分10混合进入固定床反应器11进行加氢精制深度脱硫，反应产物13经分馏塔14获得气体产物15、石脑油馏分16和柴油馏分17以及第一船用燃料油调和组分18，重质蜡油馏分23部分作为第二船用燃料油调和组分25，部分作为循环溶剂油26循环继续进行加氢裂化反应。
下面结合实施例来进一步说明本发明的技术方案和技术效果，但不局限于以下实施例。
实施例1
本实施例以高硫减渣为原料生产低硫船用燃料油调和组分的一种实施方案。加氢裂化反应条件为：反应温度390℃、压力8MPa、空速0.2h-1、氢油比800NL/kg。固定床加氢精制反应条件为：反应温度340℃、压力8MPa、空速1.0h-1、氢油比900NL/kg。根据第一船用燃料油调和组分和第二船用燃料油调和组分性质，按照一定比例调和获得超低硫船用燃料油。
本实施例试验用高含硫减渣原料性质如表1所示，多相流反应器催化剂采用Fe-Ni型固体颗粒催化剂，固定床加氢精制催化剂包括Ni-W和Co-Mo型，三种催化剂理化性质如表2所示。加氢反应试验条件如表3所示。
实施例2
加氢裂化反应条件：反应温度410℃、压力10MPa、空速0.3h-1、氢油比800Nl/kg；固定床加氢精制反应条件为：反应温度340℃、压力10MPa、空速1.0h-1、氢油比1200NL/kg。
实施例3
加氢裂化反应条件：反应温度430℃、压力12MPa、空速0.4h-1、氢油比800Nl/kg；固定床加氢精制反应条件为：反应温度340℃、压力12MPa、空速1.0h-1、氢油比1200NL/kg。
实施例4
加氢裂化反应条件：反应温度440℃、压力10MPa、空速0.5h-1、氢油比800Nl/kg；固定床加氢精制反应条件为：反应温度340℃、压力10MPa、空速1.0h-1、氢油比1200NL/kg。
实施例5
加氢裂化反应条件：反应温度450℃、压力12MPa、空速0.5h-1、氢油比800Nl/kg；固定床加氢精制反应条件为：反应温度340℃、压力12MPa、空速1.0h-1、氢油比1200NL/kg。
表1 高硫减渣原料性质
表2 催化剂理化性质
| 项目 | 加氢裂化催化剂 | 固定床脱硫催化剂1 | 固定床脱硫催化剂2 |
| 比表面积，m<sup>2</sup>/g | 280 | 158 | 183 |
| 密度，g/cm<sup>3</sup> | 0.57 | 1.06 | 1.06 |
| 载体 | 碳材料 | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> |
| 氧化铁 | 12.23 | ||
| 氧化钴 | 0.043 | 0.011 | |
| 氧化钼 | 18.2 | 20.8 | |
| 氧化镍 | 0.026 | 5.64 | 5.51 |
| 氧化钨 | 0.042 |
表3 重油加氢反应条件
由表3对比反应结果可以看出，高硫减渣生产低硫船用燃料油调和组分，在较高苛刻度反应条件下，重油转化率高，船用燃料油收率低，且存在船用燃料油黏度较低难以满足船用燃料油黏度指标的要求，通常需要加入添加剂或者重油来提高黏度。而本发明方法采用多相流加氢裂化预处理与固定床加氢深度脱硫组合工艺，加氢裂化采用低苛刻度反应条件，维持较低的重油转化率情况下脱除重油中大部分残炭和金属元素，保证了反应产物较高的黏度，同时通过固定床加氢深度脱硫，使硫含量大幅降低，进而获得低硫船用燃料油调和组分。
本发明方法在较低苛刻度反应条件下，通过加氢裂化预处理和加氢精制深度脱硫，将重劣质渣油转化为超低硫船用燃料油，有效避免了重油高苛刻度加氢带来的船用燃料油收率低和黏度低等问题，具有工艺路线短、操作苛刻度低、重油利用率高、产品品质好等技术优势。
按照上述实施例，可以实现本发明生产低硫船用燃料油的目的。值得说明的是，基于上述设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实施仍然与本发明一样，固其也应当在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种重劣质渣油低压加氢生产超低硫船用燃料油的方法，其特征在于，包括以下步骤；
1)重劣质渣油(1)与催化剂(2)配制成均匀混合原料，与氢气3在管道内混合后进入多相流加氢裂化反应器(5)，反应产物(6)经一级分离器(7)获得轻质馏分油(8)和重质馏分油(9)；
2)重质馏分油(9)经二级分离器(12)，获得轻质蜡油馏分(10)、重质蜡油馏分(23)和含固沥青(24)；
3)轻质蜡油馏分(10)与轻质馏分油(8)混合物料经固定床反应器(11)加氢精制深度脱硫，反应产物(13)经分馏塔(14)，获得气体产物(15)部分作为外排废气(19)，部分返回作为循环氢(20)与氢气(3)混合，液体产物石脑油馏分(16)、柴油馏分(17)和第一船用燃料油调和组分(18)排出；
4)二级分离器(12)获得的重质蜡油馏分(23)部分作为循环溶剂油(26)继续进行加氢裂化反应，部分作为第二船用燃料油调和组分(25)排出；
5)第一船用燃料油调和组分(18)和第二船用燃料油调和组分(25)按比例调和满足超低硫船用燃料指标要求，获得超低硫船用燃料油。
2.根据权利要求1所述的一种重劣质渣油低压加氢生产超低硫船用燃料油的方法，其特征在于，所述步骤1)中重劣质渣油1包括常压渣油、减压渣油、超稠油、煤液化油、煤焦油、油砂沥青、减黏渣油、脱油沥青中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种重劣质渣油低压加氢生产超低硫船用燃料油的方法，其特征在于，所述步骤1)中重劣质渣油1密度为大于0.95g/cm3，硫含量大于1.0wt％，黏度(100℃)大于600mm2/s，残炭含量大于15％。
4.根据权利要求1所述的一种重劣质渣油低压加氢生产超低硫船用燃料油的方法，其特征在于，所述步骤1)中多相流加氢裂化反应条件为：反应温度380-460℃，反应压力3-15MPa，氢油比500-2000NL/kg、空速为0.2-1.5h-1，渣油转化率控制在60-90％；优选的，反应温度390-450℃，反应压力5-12MPa，氢油比800-1500NL/kg，空速为0.1-0.8h-1，渣油转化率控制在60-85％。
5.根据权利要求1所述的一种重劣质渣油低压加氢生产超低硫船用燃料油的方法，其特征在于，所述步骤1)中加氢裂化反应所用催化剂(2)为固体催化剂，添加量为0.5-2.0％，平均粒径75μm，活性组分为Fe、Ni、Mo、W中的一种或几种，含量为5-30％，载体为高含碳多孔性材料，为煤基活性炭、生物基活性炭或者石油焦。
6.根据权利要求1所述的一种重劣质渣油低压加氢生产超低硫船用燃料油的方法，其特征在于，所述步骤1)中所述的一级分离器(7)采用闪蒸罐或闪蒸塔。
7.根据权利要求1所述的一种重劣质渣油低压加氢生产超低硫船用燃料油的方法，其特征在于，所述步骤2)中二级分离器(12)采用减压塔、闪蒸塔、旋液式分离器、萃取分离器。
8.根据权利要求1所述的一种重劣质渣油低压加氢生产超低硫船用燃料油的方法，其特征在于，所述步骤3)中固定床反应器(11)采用在线加氢工艺路线，催化剂选用加氢精制催化剂，其中以专属脱硫剂为主，操作条件为：反应温度300-380℃，反应压力3-15MPa，体积空速为0.5-3.0h-1，氢油比为400-1000NL/kg。
9.根据权利要求1所述的一种重劣质渣油低压加氢生产超低硫船用燃料油的方法，其特征在于，所述步骤4)中分馏塔(12)的重质蜡油馏分初馏点高于480℃，硫含量不高于0.25％。
10.根据权利要求1所述的一种重劣质渣油低压加氢生产超低硫船用燃料油的方法，其特征在于，所述步骤5)中第一船用燃料油调和组分(18)和第二船用燃料油调和组分(25)，按照重量比10:1-1:1调和。
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