CN115595171B - 一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物柴油生产技术领域，特别涉及一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢装置及工艺，包括依次管道连接第一加氢反应器、第二加氢反应器、第三加氢反应器；所述第一加氢反应器装填有保护剂和用于饱和的催化剂，所述第二加氢反应器和所述第三加氢反应器中均交叉装填有用于异构的催化剂和用于脱氧的催化剂。与现有技术相比，本发明将加氢异构降凝工艺与加氢脱氧工艺组合到同一套装置之中，为优化调节十六烷值和凝固点创造了条件；采用一步法生产，避免了物料的反复加热和冷却，有效利用热量，相对于两步法，气体产率和石脑油产率降低，生物柴油产率相应提高；加氢脱氧催化剂与加氢异构降凝催化剂交叉级配，既有效利用加氢脱氧放热，又确保物料中α碳存在，实现端头异构，保证了产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及生物柴油生产技术领域，特别涉及一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢装置及工艺。
背景技术
目前，世界能源发展已进入新一轮战略调整期，发达国家和新兴国家通过能源技术路线图的引导，纷纷制定能源发展战略，大力开发可再生能源，减少有害物质和温室气体排放，以实现低碳、清洁发展。
随着世界能源危机的进一步加剧和我国石油对外依存度的逐年攀升，以生物燃料乙醇、生物柴油为代表的生物能源，发展空间巨大。
我国耕地资源紧张，以油料作物作为生物柴油的原料并不现实的，而非食用的油料植物例如麻风树、黄连木、油棕等当前原料成本都还比较高。目前我国生物柴油几乎都是以废弃油脂为原料，这比德国用菜子油和美国用大豆油，原料成本有优势。但我国生物柴油产业发展起步较晚，一直采用的都是酯化或者酯交换技术，产品主要是脂肪酸甲酯，质量差、热值低、酸值高、腐蚀性强、生产成本高等，不能独立使用，混用比例太小，市场难以接受。
近几年催化加氢脱氧生产第二代生物柴油的工艺技术得到了很快的发展，国内已经有几套装置投产，产品质量得到了很大提升。这些二代生物柴油与脂肪酸甲酯相比没有羧基、羟基，因此具有与石化柴油相同的组成，可以与石化柴油任意比例调合使用；同时与石化柴油相比，具有硫含量低、不含芳烃、十六烷值高的特点。但是废弃动植物油加氢脱氧、脱羧后形成的正构烷烃，虽然十六烷值很高，但是凝固点很高，达到16～18℃，常温下不能直接使用。
为了解决二代生物柴油低温流动性烷烃，国内某公司在加氢脱氧装置后面，再上了一套以贵金属为催化剂活性中心的加氢异构降凝装置，将加氢脱氧后的正构烷烃转化为异构烷烃。二代生物柴油的凝点可以降低至0℃以下，具有了很好的流动性，但是，将正构烷烃转化成异构烷烃，十六烷值大幅度降低。
由于加氢脱氧与加氢异构两种催化剂，前者需要硫化和补硫，而硫对于贵金属是毒物，因此只能将加氢脱氧与加氢异构分别建成两套装置，以保证各自的循环氢系统。这就带来以下三个问题：1.建设投资大幅度增加；2.运行成本大幅度增加；3.在异构反应的同时，伴随着裂化反应发生，低附加值的燃料气、石脑油增加，而目标产品二代生物柴油收率大幅度降低。因此开发一种一步法废弃动植物油加氢脱氧异构生产高十六烷值低凝固点生物柴油的工艺装置势在必行。
发明内容
针对以上述背景技术的不足，本发明提供一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢装置及工艺，将加氢异构降凝工艺与加氢脱氧工艺组合到同一套装置之中，既解决了加氢脱氧、加氢异构和加氢脱硫之间的合理搭配问题，又解决了热平衡问题，优化了产品分子结构。
本发明采用的技术方案如下：一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢装置，关键在于包括依次管道连接第一加氢反应器、加热炉、第二加氢反应器、第三加氢反应器。所述第一加氢反应器、加热炉、第二加氢反应器、第三加氢反应器管道连接组成加氢单元主体，加氢单元主体与辅助加氢单元管道连接，所述第一加氢反应器入口与废油单元管道连接，所述第三加氢反应器出口与氢化产物分离单元管道连接，所述氢化产物分离单元和所述辅助加氢单元管道连接；所述第一加氢反应器R1装填有用于饱和的催化剂，所述第二加氢反应器R2和所述第三加氢反应器R3中均交叉装填有用于异构的催化剂和用于脱氧的催化剂。生产过程中，第二加氢反应器和第三加氢反应器中的加氢脱氧催化剂与加氢异构催化剂采取交叉级配方式装填，一方面加氢脱氧放热为加氢异构提供热源，另一方面保留羧基的存在，从而利用与羧基相连的α—碳易裂解形成α烯烃，裂解生成的烷基易在β位发生加成反应，形成端头异构，生成物既降低了凝点，同时又保留了长链，使十六烷值不会大幅度降低。
优选的，所述第一加氢反应器R1、第二加氢反应器R2、第三加氢反应器 R3均为两个床层，所述第一加氢反应器R1的第一床层分别装填有装填大孔径脱金属保护剂和脱磷脂保护剂，第二床层装填加氢饱和镍钼催化剂；生产过程中，原料油在第一加氢反应器中发生无机金属物理吸附、有机金属化学吸附、磷脂化学吸附和加氢饱和反应。
所述第二加氢反应器R2的第一床层装填有大孔径脱金属保护剂和加氢脱氧镍钼催化剂，第二床层上部交叉装填加氢脱氧镍钼催化剂和加氢异构镍钨-SAPO 分子筛双功能催化剂，第二床层底部装填加氢脱硫镍钼催化剂；生产过程中，物料在第二加氢反应器第一床层首先发生有机铁的化学吸附，然后进行缓和加氢脱氧，利用加氢脱氧的放热使物流温度达到330～350℃进入第二床层，进行加氢脱氧与加氢异构的交叉反应，保证物料中有α碳的存在，从而使在加氢异构反应过程中，烷基转移形成的支链在理想的β位置，在第二加氢反应器底部进行加氢脱硫反应，利用加氢脱氧和加氢脱硫的放热使物流温度达到350～360℃，保证第三反应器的热源，有效利用热量，解决了热平衡问题。
所述第三加氢反应器R3的第一床层交叉装填加氢异构镍钨-SAPO分子筛双功能催化剂和加氢脱氧镍钼催化剂，第二床层上部装填加氢异构镍钨-SAPO分子筛双功能催化剂，第二床层底部装填加氢精制催化剂。生产过程中，物料在第三加氢反应器的第一床层主要进行加氢异构降凝反应，而发生的少量加氢脱氧反应是为了脱除残存的羧基并为加氢异构反应提供热量，在第二床层继续进行加氢异构降凝，加氢精制的目的是为了饱和在加氢异构过程中产生的不饱和烃类。
优选的，所述辅助加氢单元包括管道连接的制氢PSA单元和新氢压缩机，所述新氢压缩机的出气端与所述第一加氢反应器管道连接，所述制氢PSA单元的进气端分别与甲醇裂解造气单元，以及脱硫器管道连接。
优选的，所述新氢压缩机的出气端与所述原料油单元管道连通。
优选的，所述氢化产物分离单元包括依次管道连接的第一空冷器、高压分离器、低压分离器和分馏塔，所述第一空冷器通过第一换热器和第二换热器的壳程与所述第三加氢反应器的底部管道连接，所述高压分离器的出气端管道连接第二空冷器，所述第二空冷器的出气端分别连接所述循环氢压缩机和所述脱硫器，所述循环氢压缩机的出气端分别与第二加氢反应器、第三加氢反应器管道连接，所述脱硫器与所述PSA单元管道连接。生产过程中，循环氢的一部分经过脱硫后，与甲醇裂解气汇合，经制氢PSA单元加工后作为新氢与原料混合经换热进入第一加氢反应器，而大部分循环氢经循环氢压缩机压缩作为第二加氢反应器和第三加氢反应器的氢源。
优选的，还包括第一换热器和第二换热器，所述第一换热器和第二换热器管程依次设置在所述原料油单元与所述第一加氢反应器之间的管路上，所述第二换热器和第一换热器壳程依次设置所述第三加氢反应器和所述氢化产物分离单元之间的管路上。
一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢工艺，关键包括以下步骤：
S1.原料油单元的原料油与新氢压缩机输送的新鲜氢气混合后进入第一加氢反应器中，进行加氢饱和反应；原料油可以为地沟油UCO、棕榈酸化油POME、硅藻油Diatom oil；
S2.加氢饱和产物经过加热炉升温至310～320℃后，与循环氢压缩机输送的循环氢气混合后进入第二加氢反应器，进行加氢脱氧和加氢异构交叉反应，然后进行加氢脱硫反应；
S3.加氢脱氧产物与循环氢压缩机输送的循环氢气混合后进入第三加氢反应器，进行加氢异构与加氢脱氧交叉反应，最后进行加氢精制反应，加氢饱和异构过程中产生的不饱和成分；
S4.加氢异构产物进经换热、冷却后，进入高压分离器，高压分离器分离出的气相，一部分进入循环氢压缩机增压后循环使用，另一部分经脱硫后进入制氢 PSA单元，高压分离器分离出的油相进入低压分离器，低压分离器分离出的油相进入精馏塔，分离得到十六烷值低凝点生物柴油。
优选的，所述S1中加氢饱和反应条件为：催化剂与油的质量比为(800～1000)： 1，反应压力为5～10MPa，反应温度为200～280℃，反应体积空速为0.5～1.5。
优选的，所述S2中加氢脱氧反应条件为：第二加氢反应器的第二个床层上镍钼催化剂和镍钨-SAPO分子筛双功能催化剂的装填比为(2.5～4)：1，第一床层反应温度310～360℃，第二床层反应温度330～385℃。实际装填时，可采用分层装填的方式或混合装填的方式进行。
优选的，所述S3中加氢异构反应条件为：第三加氢反应器的第一床层上镍钨-SAPO分子筛双功能催化剂和镍钼催化剂的装填比为(1～2.5)：1，反应温度 360～380℃。
与现有技术相比，本发明提供的一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢装置及工艺的有益效果如下：
1.通过对第二加氢反应器和第三反应器脱氧与异构催化剂交叉级配，一方面脱氧为异构提供了热源，另一方面保存的羧基，使物料有α碳的存在，从而使在加氢异构反应过程中，烷基转移形成的支链在理想的β位置，保证了在加氢异构主要是端头异构和端头裂化，保证目标产品既有较高的十六烷值，又有较低的凝固点，降低了附加值较低的石脑油产率，相较于二步法工艺，目标产品生物柴油的收率提高3～5％；
2.通过第二加氢反应器底部进行了加氢脱硫反应，一方面保证了产品硫含量合格，另一方面放出的热量又成为了三反的热源，取消了三反加热炉的配置，可以有效利用热量，相较于二步法工艺，能耗可降低20-30％；
3.目标产品生物柴油十六烷值可达到88(欧盟HVO标准＞70)，冷滤点可低至-3℃，(HVO标准＜0℃)，由于烷基转移的位置是在β位，形成的异构烷粘度指数较高，在无任何添加剂的条件下，极大改善了生物柴油氧化稳定性和润滑性，磨损半径可达到427(欧盟HVO标准＜460)，存储时间大于25h，符合欧盟HVO标准。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
实施例1
如图1所示，一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢装置包括依次管道连接第一加氢反应器R1、加热炉14第二加氢反应器R2、第三加氢反应器R3，所述第一加氢反应器R1装填有用于饱和的催化剂，所述第二加氢反应器R2和所述第三加氢反应器R3中均交叉装填有用于异构的催化剂和用于脱氧的催化剂；所述第一加氢反应器R1、第二加氢反应器R2、第三加氢反应器R3管道连接组成加氢单元主体，所述第一加氢反应器R1入口与原料油单元管道连接，所述第三加氢反应器R3出口与氢化产物分离单元管道连接，所述氢化产物分离单元和所述辅助加氢单元管道连接。
实施例2
如图1所示，一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢装置包括依次管道连接第一加氢反应器R1、第二加氢反应器R2、第三加氢反应器R3，所述第一加氢反应器R1、第二加氢反应器R2、第三加氢反应器R3均为两个床层，所述第一加氢反应器R1的第一床层分别装填有装填大孔径脱金属保护剂和脱磷脂保护剂，第二床层装填加氢饱和镍钼催化剂；所述第二加氢反应器R2的第一床层装填有大孔径脱金属保护剂和加氢脱氧镍钼催化剂，第二床层上部交叉装填加氢脱氧镍钼催化剂和加氢异构镍钨-SAPO分子筛双功能催化剂，第二床层底部装填加氢脱硫镍钼催化剂；所述第三加氢反应器R3的第一床层交叉装填加氢异构镍钨-SAPO分子筛双功能催化剂和加氢脱氧镍钼催化剂，第二床层上部装填加氢异构镍钨-SAPO分子筛双功能催化剂，第二床层底部装填加氢精制催化剂，所述第一加氢反应器R1入口与废油单元管道连接，所述第三加氢反应器R3出口与氢化产物分离单元管道连接，所述氢化产物分离单元和所述辅助加氢单元管道连接。
实施例3
如图1所示，一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢装置包括依次首尾管道连接第一加氢反应器R1、第二加氢反应器R2、第三加氢反应器R3，第一加氢反应器R1与第二加氢反应器R2连接的管路上设有加热炉14，所述第一加氢反应器R1、第二加氢反应器R2、第三加氢反应器R3均为两个床层，六个所述床层的上方分别与加氢单元管道连接，所述第一加氢反应器R1的第一床层分别装填有装填大孔径脱金属保护剂和脱磷脂保护剂，第二床层装填加氢饱和镍钼催化剂；所述第二加氢反应器R2的第一床层装填有大孔径脱金属保护剂和加氢脱氧镍钼催化剂，第二床层上部交叉装填加氢脱氧镍钼催化剂和加氢异构镍钨 -SAPO分子筛双功能催化剂，第二床层底部装填加氢脱硫镍钼催化剂；所述第三加氢反应器R3的第一床层交叉装填加氢异构镍钨-SAPO分子筛双功能催化剂和加氢脱氧镍钼催化剂，第二床层上部装填加氢异构镍钨-SAPO分子筛双功能催化剂，第二床层底部装填加氢精制催化剂，所述第一加氢反应器R1与废油单元管道连接，所述第三加氢反应器R3与氢化产物分离单元管道连接，所述氢化产物分离单元和所述辅助加氢单元管道连接；
所述氢化产物分离单元包括依次管道连接的第一空冷器3、高压分离器4、低压分离器5和分馏塔6，所述第一空冷器3与所述第三加氢反应器R3的底部连接的管道上依次连接有所述第二换热器11壳程和第一换热器10壳程，所述高压分离器4的出气端管道连接第二空冷器7，所述第二空冷器7的出气端分别连接所述循环氢压缩机8和所述脱硫器9，所述循环氢压缩机8的出气端分别与第二加氢反应器R2的两个床层、第三加氢反应器R3的两个床层管道连接；所述辅助加氢单元包括管道连接的制氢PSA单元1和新氢压缩机2，所述新氢压缩机2的出气端与所述第一加氢反应器R1的两个床层和所述原料油单元管道连通管道连接，所述制氢PSA单元1的进气端与所述所述脱硫器9管道连接；所述原料油单元包括管道连接的原料油缓冲罐罐12和原料泵13，所述原料泵13与所述第一加氢反应器R1连接的管路上依次设有所述第一换热器10和所述第二换热器11。
实施例4
采用实施例3的加氢装置生产高十六烷值低凝点生物柴油，包括以下步骤：
S1.原料油单元的废弃动植物油与新氢压缩机输送的新鲜氢气混合后进入第一加氢反应器中，进行加氢饱和反应，催化剂与油的质量比为800：1，反应压力为5MPa，反应温度为200～240℃，反应体积空速为0.5；
S2.加氢饱和产物经过加热炉升温后，与循环氢压缩机输送的循环氢气混合后进入第二加氢反应器，第二加氢反应器的第二个床层上镍钼催化剂和镍钨 -SAPO分子筛双功能催化剂的装填比为(2.5-3)：1，进行加氢脱氧反应，第一床层反应温度310～330℃，第二床层反应温度330～350℃；
S3.加氢脱氧产物与循环氢压缩机输送的循环氢气混合后进入第三加氢反应器，第三加氢反应器的第一床层上镍钨-SAPO分子筛双功能催化剂和镍钼催化剂的装填比为(1-1.5)：1，进行加氢异构反应，反应温度360～370℃；
S4.加氢异构产物进经换热、冷却后，进入高压分离器，高压分离器分离出的气相，一部分进入循环氢压缩机增压后循环使用，另一部分经脱硫后进入制氢 PSA单元，高压分离器分离出的油相进入低压分离器，低压分离器分离出的油相进入精馏塔，分离得到十六烷值低凝点生物柴油。
检测结果：产品柴油十六烷值＞85，冷凝点为-5～0℃，产品收率＞80％。
实施例5
一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢工艺，包括以下步骤：
S1.原料油单元的废弃动植物油与新氢压缩机输送的新鲜氢气混合后进入第一加氢反应器中，进行加氢饱和反应，催化剂与油的质量比为1000：1，反应压力为6MPa，反应温度为250～280℃，反应体积空速为1.0；
S2.加氢饱和产物经过加热炉升温后，与循环氢压缩机输送的循环氢气混合后进入第二加氢反应器，第二加氢反应器的第二个床层上镍钼催化剂和镍钨 -SAPO分子筛双功能催化剂的装填比为(3-4)：1，进行加氢脱氧反应，第一床层反应温度350～360℃，第二床层反应温度370～385℃；
S3.加氢脱氧产物与循环氢压缩机输送的循环氢气混合后进入第三加氢反应器，第三加氢反应器的第一床层上镍钨-SAPO分子筛双功能催化剂和镍钼催化剂的装填比为(1.5-2.5)：1，进行加氢异构反应，反应温度375～385℃；
S4.加氢异构产物进经换热、冷却后，进入高压分离器，高压分离器分离出的气相，一部分进入循环氢压缩机增压后循环使用，另一部分经脱硫后进入制氢 PSA单元，高压分离器分离出的油相进入低压分离器，低压分离器分离出的油相进入精馏塔，分离得到十六烷值低凝点生物柴油。
检测结果：产品柴油十六烷值达到＞88，冷凝点为-5～0℃，产品收率＞82％。
实施例6
一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢工艺，包括以下步骤：
S1.原料油单元的废弃动植物油与新氢压缩机输送的新鲜氢气混合后进入第一加氢反应器中，进行加氢饱和反应，催化剂与油的质量比为850：1，反应压力为6MPa，反应温度为220～270℃，反应体积空速为1.0；
S2.加氢饱和产物经过加热炉升温后，与循环氢压缩机输送的循环氢气混合后进入第二加氢反应器，第二加氢反应器的第二个床层上镍钼催化剂和镍钨 -SAPO分子筛双功能催化剂的装填比为(2.8-3.5)：1，进行加氢脱氧反应，第一床层反应温度330～350℃，第二床层反应温度350～375℃；
S3.加氢脱氧产物与循环氢压缩机输送的循环氢气混合后进入第三加氢反应器，第三加氢反应器的第一床层上镍钨-SAPO分子筛双功能催化剂和镍钼催化剂的装填比为(1.2-2.0)：1，进行加氢异构反应，反应温度365～375℃；
S4.加氢异构产物进经换热、冷却后，进入高压分离器，高压分离器分离出的气相，一部分进入循环氢压缩机增压后循环使用，另一部分经脱硫后进入制氢PSA单元，高压分离器分离出的油相进入低压分离器，低压分离器分离出的油相进入精馏塔，分离得到十六烷值低凝点生物柴油。
检测结果：产品柴油十六烷值＞88，冷凝点为-5～0℃，产品收率＞85％。分别采用本发明的一步法和现有技术中采用二步法进行生物柴油生产工艺进行生产实验对比研究，以实施例5为例，结果对比结果如下表所示：
| 节能指标 | 本发明 | 现有二步法工艺 |
| 产品收率 | ＞85％ | 75-80％ |
| 能耗 | 21.837kg标准油/t原料 | ＞32kg标准油/t原料 |
以上数据对比可知相较于二步法工艺，本发明的一步法工艺，使得加氢异构反应过程中，烷基转移形成的支链在理想的β位置，保证了在加氢异构主要是端头异构和端头裂化，从而降低了附加值较低的石脑油产率，提升了目标产品生物柴油的收率；并且相较于二步法工艺，由于加氢异构与加氢脱氧在同一个循环氢体系中，使得加氢脱氧放出的热量又成为了三反的热源，可以有效利用热量，取消了三反加热炉的配置，能耗可降低20-30％。
最后需要说明，上述描述仅为本发明的优选实施例，本领域的技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢装置，其特征在于：包括依次管道连接第一加氢反应器（R1）、第二加氢反应器（R2）、第三加氢反应器（R3）；所述第一加氢反应器（R1）、第二加氢反应器（R2）、第三加氢反应器（R3）均与辅助加氢单元管道连接，所述第一加氢反应器（R1）入口与原料油单元管道连接，所述第三加氢反应器（R3）出口与氢化产物分离单元管道连接，所述氢化产物分离单元和所述辅助加氢单元管道连接；
所述第一加氢反应器（R1）装填有用于饱和的催化剂，所述第二加氢反应器（R2）和所述第三加氢反应器（R3）中均交叉装填有用于异构的催化剂和用于脱氧的催化剂；所述第一加氢反应器（R1）、第二加氢反应器（R2）、第三加氢反应器（R3）均为两个床层，所述第一加氢反应器（R1）的第一床层分别装填有装填大孔径脱金属保护剂和脱磷脂保护剂，第二床层装填加氢饱和镍钼催化剂；所述第二加氢反应器（R2）的第一床层装填有大孔径脱金属保护剂和加氢脱氧镍钼催化剂，第二床层上部交叉装填加氢脱氧镍钼催化剂和加氢异构镍钨-SAPO分子筛双功能催化剂，第二床层底部装填加氢脱硫镍钼催化剂；所述第三加氢反应器（R3）的第一床层交叉装填加氢异构镍钨-SAPO分子筛双功能催化剂和加氢脱氧镍钼催化剂，第二床层上部装填加氢异构镍钨-SAPO分子筛双功能催化剂，第二床层底部装填加氢精制催化剂。
2.根据权利要求1所述的一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢装置，其特征在于：所述辅助加氢单元包括管道连接的制氢PSA单元（1）和新氢压缩机（2），所述新氢压缩机（2）的出气端与所述第一加氢反应器（R1）管道连接，所述制氢PSA单元（1）的进气端与所述氢化产物分离单元管道连接。
3.根据权利要求2所述的一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢装置，其特征在于：所述新氢压缩机（2）的出气端与所述原料油单元管道连通。
4.根据权利要求3所述的一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢装置，其特征在于：所述氢化产物分离单元包括依次管道连接的第一空冷器（3）、高压分离器（4）、低压分离器（5）和分馏塔（6），所述第一空冷器（3）与所述第三加氢反应器（R3）的底部管道连接，所述高压分离器（4）分离出的混合氢气管道连接第二空冷器（7），所述第二空冷器（7）的冷后混合氢气分别连接循环氢压缩机（8）和脱硫器（9），所述循环氢压缩机（8）的循环气分别与第二加氢反应器（R2）、第三加氢反应器（R3）管道连接，所述脱硫器（9）与PSA单元（1）管道连接。
5.根据权利要求3所述的一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢装置，其特征在于：还包括第一换热器（10）和第二换热器（11）管程，依次设置在所述原料油单元与所述第一加氢反应器（R1）之间的管路上，所述第二换热器（11）和第一换热器（10）的壳程依次设置在所述第三加氢反应器（R3）和所述氢化产物分离单元之间的管路上。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢装置生产生物柴油的工艺，其特征在于包括以下步骤：
S1. 原料油单元的废弃动植物油与新氢压缩机输送的新鲜氢气混合后进入第一加氢反应器中，进行脱金属、脱磷脂及加氢饱和反应；
S2. 加氢饱和产物经过加热炉升温至310~320℃后，与循环氢压缩机输送的循环氢气混合后进入第二加氢反应器，在脱铁离子后进行加氢脱氧加氢异构降凝交叉反应，然后进行加氢脱硫反应；
S3. 加氢脱氧产物与循环氢压缩机输送的循环氢气混合后进入第三加氢反应器，进行加氢异构和加氢脱氧交叉反应，最后进行加氢精制；
S4. 加氢异构产物进经换热、冷却后，进入高压分离器，高压分离器分离出的气相经空冷后，一部分进入循环氢压缩机增压后循环使用，另一部分经脱硫后进入制氢PSA单元，高压分离器分离出的油相进入低压分离器，低压分离器分离出的油相进入精馏塔，分离得到高十六烷值低凝点生物柴油。
7.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于所述S1中加氢饱和反应条件为：催化剂与油的质量比为800~1000:1，反应压力为5~6MPa，反应温度为200～280℃，反应体积空速为0.5~1.5。
8.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于所述S2中加氢脱氧反应条件为：第二加氢反应器的第二个床层上镍钼催化剂和镍钨-SAPO分子筛双功能催化剂的装填比为2.5~4：1，第一床层反应温度310～360℃，第二床层反应温度330～385℃。
9.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于所述S3中加氢异构反应条件为：第三加氢反应器的第一床层上镍钨-SAPO分子筛双功能催化剂和镍钼催化剂的装填比为1~2.5：1，反应温度360～380℃。
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