CN1884445A - 催化裂化汽油的改质方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种催化裂化汽油的改质方法，包括以下步骤：将催化裂化汽油分割为轻、重两个馏分；分别将所述轻馏分进行芳构化反应，将所述重馏分进行加氢脱硫异构芳构反应；将芳构化反应及加氢脱硫异构芳构反应的产物引出获得改质汽油。本发明通过对催化裂化汽油中烯烃含量、芳烃含量以及对含硫、氮杂原子化合物含量的分布研究，以分割区别处理的方式对催化裂化汽油进行改质加工，最终得到高品质的清洁汽油。

Description

催化裂化汽油的改质方法

技术领域

本发明涉及一种催化裂化汽油的改质方法，具体地是一种通过分割催化裂化汽油，进行轻馏分芳构化及重馏分加氢脱硫异构芳构化或催化重整的汽油改质方法。属于石油化工技术领域。

背景技术

由于原油重质化劣质化越来越严重以及全世界对环保要求的日益提高，使得当今炼油工业技术发展的主流更加趋向清洁油品的生产和重质油轻质化方向发展，即在发展重质油深度加工，优化资源利用，提高轻质油收率的基础上，生产低烯烃含量、低硫含量、高辛烷值的清洁汽油和低芳烃含量、低硫含量、高十六烷值的清洁柴油。

汽油质量标准的提高主要表现为：在烯烃含量及硫含量进一步降低的同时，提高辛烷值。烯烃含量要求将达到20(v)％以下，硫含量要求将达到30ppm以下，而辛烷值为95以上。

目前，发达国家主要是从改善“配方”着手来达到相应的质量标准。他们利用多种工艺生产汽油，然后将多种汽油进行调配。一般含烯烃的催化裂化汽油约占1/3以下，含芳烃但不含烯烃的重整汽油约占1/3以上，其它既不含烯烃又不含芳烃的烷基化、异构化、醚化等清洁汽油组分约占1/3。

我国汽油的生产工艺较单一，约有85％以上的汽油来自于催化裂化工艺，其烯烃含量一般高达45-60％，研究法辛烷值在90左右。较高的辛烷值是依靠较高的烯烃含量来维持的，而生产其它不含烯烃辛烷值高的优质汽油组份的装置(催化重整+异构化+烷基化+醚化)能力仅占5.1％。很多炼油厂只有催化裂化装置而根本没有其它生产汽油的工艺。因此，在我国，单一生产工艺无法达到更高的清洁汽油标准，同时，由于国产原油的特性以及炼油设备与发达国家炼油设备的不同，无法采用“调和”的办法使烯烃含量、硫含量和辛烷值达到更高的标准。这就促使业内人士必须结合实际情况，采用新方法制造能够满足更高标准要求的清洁汽油。

众所周知，在石油炼制与化工生产过程中会产生大量的C4烃副产品。目前对C4烃的化工利用率还很低，基本还处于起步阶段，大部分C4烃类是直接作燃料烧掉，因此，对其进行综合利用是提高企业经济效益的必要手段，而且，随着我国“西气东输”工程的顺利实施，作为燃料使用的C4烃类资源将更加易于获取，其价格也将大幅度降低。

由于C4烃类中含有50％以上的烯烃，当直接做为车用液化气LPG的生产时，将对LPG的生产造成极大地影响(车用液化气LPG的QJ/DSH712-1999标准要求烯烃含量小于5％)。如何有效利用C4烃类资源，目前也是我国炼油企业面临的难题之一。

近年来，轻烃芳构化工艺过程为利用轻烃资源和生产高品质清洁汽油提供了一条有效的途径。该工艺过程是以低碳烃(C3-C9)为原料，在催化剂的作用下，经过一系列复杂反应转化为芳烃的工艺过程。与催化重整工艺相比，轻烃芳构化工艺具有以下特点：原料适用范围广；使用的分子筛催化剂具有一定的抗硫、抗氮能力，原料不需要精制；芳烃产率不受原料芳烃潜含量的限制，原料不需要预分馏；通过改变催化剂组成和制备工艺及芳构化反应工艺条件，可以在一定程度上调整产品分布，以适应市场变化；装置建设投资少、操作费用低。

在这方面，国外的研究也已经取得了一定的成效。如UOP公司与BP公司联合开发的以液化石油气(LPG)为原料生产芳烃的Cyclar工艺、日本三菱石油和千代田公司联合开发的由LPG和轻石脑油生产BTX和氢气的Z-Forming新技术、由Mobil公司开发的M-2Forming技术等，这些技术都取得了较好的效果，并有了工业化装置。

对于降低催化裂化汽油中的烯烃含量和含硫、含氮类化合物含量，加氢无疑是最好的途径，但由于烯烃加氢将使辛烷值降低，因此必须有充分的异构化作用和芳构化作用才能保持辛烷值不减少。日益受到人们关注的加氢异构化和芳构化过程可将正构烷烃转化为具有较高辛烷值的支链烷烃和芳烃，而两者均是高质量清洁汽油的重要组分，因而该工艺技术近些年来正以迅猛的势头向前发展。国外的Mobil公司及UOP等公司对该工艺的研究较多并且在催化剂方面有相当的成果，国内对加氢脱硫异构芳构化也进行了一定的研究，并取得了一些突破。

另外，通过大量的研究发现催化裂化汽油中烯烃含量的分布是随着碳数的增加而显著减少的。小于90℃的催化汽油馏分只占催化汽油全馏分的45％左右，但它所含的烯烃为催化汽油全馏分总烯烃的60％以上，并且，芳烃以及含硫、氮杂原子化合物含量也很少。(90-150℃)催化汽油馏分占全馏分的30％左右，它的烯烃、芳烃、硫、氮含量居中。大于150℃的催化汽油馏分中，硫、氮含量和芳烃含量均很高，但烯烃含量较低，小于20％。因此，这就为创造生产更高标准汽油的工艺方法提供了良好的基础。

发明内容

本发明的目的在于针对目前我国缺乏生产低烯烃含量、低硫含量、高辛烷值清洁汽油的工艺手段以及无法完全采用国外设备替换我国的炼油设备的现状，而提供一种催化裂化汽油的改质方法，该方法对催化裂化汽油进行分割，并分别将小于90℃的催化汽油馏分进行芳构化反应，将大于90℃的催化汽油馏分进行加氢脱硫异构芳构化或催化重整改质，获得高品质的清洁汽油。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种催化裂化汽油的改质方法，包括以下步骤：

步骤1：将催化裂化汽油分割为轻、重两个馏分；所述轻馏分为小于90℃，且富含烯烃的催化裂化汽油；所述重馏分为大于90℃，且芳烃及硫、氮化合物含量较多的催化裂化汽油；

步骤2：分别将所述轻馏分进行芳构化反应，将所述重馏分进行加氢脱硫异构芳构反应；

步骤3：将所述芳构化反应及加氢脱硫异构芳构反应的产物引出获得改质汽油。

在上述步骤2中，轻馏分可以与C4烃类混合进行芳构化反应。

对于分割出来的重馏分还可以进行催化重整反应，其步骤包括：

首先，对重馏分加氢脱硫异构芳构反应进行加氢脱硫预处理获得精制石脑油；然后，对精制石脑油进行催化重整反应。

由以上技术方案可知，本发明通过对催化裂化汽油中烯烃含量、芳烃含量以及对含硫、氮杂原子化合物含量的分布研究，以分割区别处理的方式对催化裂化汽油进行改质加工，最终得到高品质的清洁汽油，该方法不同于上述发达国家的“调配”方法，它结合具体国情，另辟蹊径，在不过多增加设备投资的基础上，实现了高品质汽油的生产，据有极大的实用价值。

以下，通过具体实施方式并结合相应的附图，对本发明做进一步的详细说明。

附图说明

图1为本发明的第一具体实施例的流程图；

图2为本发明的第二具体实施例的流程图；

图3为图1所示实施例的处理装置构成示意图；

图4为图2所示实施例的处理装置构成示意图；

图5为图2所示实施例的另一个处理装置的构成示意图。

具体实施方式

图1所示为本发明第一实施例的流程图，其包括以下两个步骤：

步骤11、将催化裂化汽油在分馏塔中分割为富含烯烃的轻馏分催化裂化汽油和芳烃及硫、氮化合物含量较多的重馏分催化裂化汽油两个部分，其分割标准是小于90℃的为轻馏分，大于90℃的为重馏分。

步骤12、将轻馏分进行芳构化反应；将重馏分进行加氢脱硫异构芳构反应。

步骤13、将上述步骤12中的两个反应产物分别导出，即可获得改质汽油。

图2所示为本发明第二个实施例的流程图，该实施例在上述第一实施例的基础上，进行催化重整反应，其步骤为：

步骤21、将催化裂化汽油在分馏塔中分割为富含烯烃的轻馏分催化裂化汽油和芳烃及硫、氮化合物含量较多的重馏分催化裂化汽油两个部分，其分割标准是小于90℃的为轻馏分，大于90℃的为重馏分。

步骤22、将轻馏分与外部导入的C4烃类混合后进行芳构化反应后执行步骤25。

步骤23、将重馏分进行加氢脱硫预处理，获得精制石脑油。

步骤24、对精制石脑油进行催化重整反应。

步骤25、将上述步骤22以及步骤24中的反应产物分别导出，即可获得改质汽油。

本发明在具体操作中，可以将现有的石油化工设备稍作改动。图3所示为上述第一实施例所采用的一个具体装置。该装置在工作中，催化裂化汽油1通过分馏塔2进行馏分切割，其中＜90℃的催化裂化轻馏分3与C4烃类4混合后进入流态化反应器6中进行芳构化反应，反应后的油气7引出流态化反应器6。分馏塔2中＞90℃的催化裂化汽油重馏分5进入固定床加氢脱硫装置51进行加氢脱硫异构芳构化反应，其产物直接引出。

考虑到在上述反应过程，C4烃类和催化裂化汽油都是高烯烃含量的，而所涉及的催化剂都是专用的固体酸性分子筛催化剂，在反应过程中烯烃化合物优先吸附和聚合是不可避免的，因此就会存在着催化剂的结焦和失活问题。如果采用固定床工艺，则催化剂长寿命问题将是非常难以解决的，会成为该过程工业化的最大障碍。另一方面，这些生产高品质清洁汽油的原料组分较轻，失活速度并不像重油催化裂化过程那么快，正常活性的维持可以达到1～8小时，因此，又不太适合于频繁反应再生的流态化工艺，特别是在利用C4烃类的芳构化生产高辛烷值的汽油组分时，为此，采用移动床芳构化反应器做为芳构化过程的反应器，可以充分利用催化剂活性的基础上最大限度地进行反应，同时，利用催化剂再生器8与流态化反应器6组成再生系统使催化剂能够连续再生以维持反应过程的连续，最终达到生产高品质清洁汽油的目的。再生系统的热量平衡可以采用多种方式，其中包括利用常规重油催化裂化过程的热量进行高效耦合，原再生器81中产出的催化裂化油气82可以通过另行处理后成为催化裂化汽油1返回分馏塔2。

催化剂再生器8中再生后的催化剂通过管路9进入流态化反应器6与轻馏分3和/或C4烃类4接触混合后进行芳构化反应。催化剂则通过管路10进入催化剂再生器8进行再生。

图4所示为上述第二实施例所采用的具体装置。该装置在工作中，催化裂化汽油1通过分馏塔2进行馏分切割后，重馏分5进入固定床加氢脱硫装置51进行加氢脱硫预处理，得到的精制石脑油进入加热炉14进行加热，然后进入普通催化重整装置15进行催化重整反应，获得具有高芳烃含量的反应产物。

在本实施例中，轻馏分3与C4烃类4混合后进入移动床反应器61中进行芳构化反应。催化剂再生器8中再生后的催化剂通过管路9进入移动床反应器61中，而移动床反应器61中的催化剂则通过管路10进入催化剂再生器8中进行再生。反应后的油气7被引出。移动床反应器61和再生器8组成的反应再生系统的热量平衡是通过与常规重油催化裂化过程高效耦合而维持的，原再生器81中产出的催化裂化油气82可以通过另行处理后成为催化裂化汽油1返回分馏塔2。

在本发明的具体实施过程中，也可以不用专门设立分割用的分馏塔，可以利用催化裂化装置主分馏塔的顶部进行分割，并加入冷凝器进行处理，如图5所示。

图5中，粗汽油和富气101由催化裂化装置主分馏塔202的顶部出来，经过冷凝器31冷凝冷却到62～80℃后进入分离罐41进行油水气的分离，凝结水由凝结水泵42抽离分离罐41。冷凝下来的液体产物是＞90℃的催化裂化汽油重馏分5，经过重汽油泵从分离罐41中抽出，一部分作为主分馏塔202的顶部回流，另一部分经过冷却器32进一步冷却至40℃进入固定床加氢脱硫装置51进行加氢脱硫预处理，得到的精制石脑油进入加热炉14进行加热，然后进入普通催化重整装置15进行催化重整反应，生成的高芳烃含量的反应产物直接引出。

从分离罐41中出来的未冷凝油气17经过冷凝器33冷凝冷却到40℃后进入油水气分离罐19进行油水气的分离，凝结水由凝结水泵20抽离油水气分离罐19。从油水气分离罐19中出来的未冷凝油气为富气，通过富气压缩机，由机间分离罐分离出来凝析油23返回到油水气分离罐19中。油水气分离罐19中冷凝下来的液体产物是轻馏分3由轻汽油泵抽出后，与C4烃类4混合后进入芳构化移动床反应器61，反应后的油气7被引出。催化剂再生器8中再生后的催化剂通过管路9进入移动床反应器61，催化剂则通过管路10进入催化剂再生器8进行再生。原再生器81中产出的催化裂化油气82返回主分馏塔202。

本发明中C4烃类与轻馏分的芳构化过程所采用的催化剂为适用于轻烃芳构化的分子筛类酸性催化剂或其它有效催化剂。重馏分加氢脱硫异构芳构过程所用催化剂为适用于该过程的所有有效催化剂，而加氢脱硫预处理过程所用催化剂为适用于该过程的所有有效催化剂，精制石脑油催化重整过程所用催化剂为适用于该过程的所有有效催化剂。

本发明的技术优点为将催化裂化汽油分割为轻、重两个馏分，并分别选择合适的加工工艺进行改质处理，富含烯烃的轻馏分单独或与C4烃类一起进行芳构化反应，芳烃及硫、氮化合物较多的重馏分则进行加氢脱硫异构芳构反应，或进行加氢预处理后进行催化重整，最终达到对C4烃类和催化裂化汽油改质以实现高品质清洁汽油生产的目的。

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围。

Claims (5)

1、一种催化裂化汽油的改质方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将催化裂化汽油分割为轻、重两个馏分；所述轻馏分为小于90℃，且富含烯烃的催化裂化汽油；所述重馏分为大于90℃，且芳烃及硫、氮化合物含量较多的催化裂化汽油；

步骤2：分别将所述轻馏分进行芳构化反应，将所述重馏分进行加氢脱硫异构芳构反应；

步骤3：将所述芳构化反应及加氢脱硫异构芳构反应的产物引出获得改质汽油。

2、根据权利要求1所述的催化裂化汽油的改质方法，其特征在于：所述的步骤2中，所述轻馏分与C4烃类混合进行所述芳构化反应。

3、根据权利要求1或2所述的催化裂化汽油的改质方法，其特征在于：所述的步骤2中，所述加氢脱硫异构芳构反应具体为：

首先对所述重馏分进行加氢脱硫预处理获得精制石脑油；

然后对所述精制石脑油进行催化重整反应。

4、根据权利要求1所述的催化裂化汽油的改质方法，其特征在于：所述步骤2中的芳构化反应是通过流态化芳构化反应器或移动床芳构化反应器进行的。

5、根据权利要求1所述的催化裂化汽油的改质方法，其特征在于：所述步骤2中的加氢脱硫异构芳构反应是通过固定床加氢脱硫装置进行的。

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