CN204174171U - 一种生产低硫汽油的加氢装置 - Google Patents
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Abstract
一种生产低硫汽油的加氢装置。所述加氢装置具有分馏塔、碱抽提脱硫醇单元、加氢处理单元和产品单元，所述的分馏塔顶部与碱抽提脱硫醇单元连通，分馏塔底部与加氢处理单元连通，碱抽提脱硫醇单元的出口和加氢处理单元的出口与产品单元连通，其中加氢处理单元设置第一加氢反应器、第二加氢反应器和第三加氢反应器。采用本装置，可以高硫高烯烃催化裂化汽油为原料，所得产品满足欧V汽油硫含量标准，并且装置运转周期长。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种汽油加氢装置，属于加氢技术领域。
背景技术
众所周知，空气污染是一个严重的环境问题，而大量的发动机排放是造成空气污染的重要原因之一。近年来，为保护环境，世界各国对发动机燃料的组成提出了更严格的限制，尤其是硫含量。我国汽油质量升级迅速，从2009年12月31日开始实施的国家标准(GB17930-2006)中要求国(III)标准汽油中硫含量小于150μg/g。在北京市、上海市和广州市已实施的地方标准中要求汽油中硫含量小于50μg/g。在我国，催化裂化汽油占汽油池中调合组分的70％以上，而且90％以上的硫含量来源于催化裂化汽油，因此，降低催化裂化汽油硫含量是提高我国汽油质量的关键。
降低催化裂化汽油的硫含量通常可采用催化裂化原料加氢预处理(前加氢)、催化裂化汽油加氢脱硫(后加氢)或两种方式的结合应用。其中，催化裂化原料预处理可以大幅降低催化裂化汽油的硫含量，但需要在温度和压力都很苛刻的条件下操作，同时因为装置处理量大，导致氢耗也比较大，这些都将提高装置的投资或运行成本。尽管如此，由于世界原油的重质化，越来越多的催化裂化装置开始处理含有常、减压渣油等的劣质原料，因此催化裂化原料加氢装置量也在逐年增加。同时，随着催化裂化技术的革新，催化裂化脱硫助剂的逐渐应用，我国部分企业的催化裂化汽油硫含量可以达到500μg/g以下，甚至是150μg/g以下。但如果要进一步降低催化裂化汽油的硫含量，使之小于50μg/g(满足欧Ⅳ排放标准对汽油硫含量的限制)，甚至小于10μg/g(满足欧Ⅴ排放标准对汽油硫含量的限制)，则必须大幅度提高催化裂化原料加氢装置的操作苛刻度，经济上很不合算。解决上述问题的有效途径就是对催化裂化汽油进行加氢脱硫，同时最大限度地减少其中烯烃的饱和程度，以尽可能减少辛烷值损失。
催化裂化汽油加氢显然有其独特的优点，在装置投资、生产成本和氢耗方面均低于催化裂化原料加氢预处理，且其不同的脱硫深度可以满足不同规格硫含量的要求。但如果采用传统的加氢脱硫方法会使催化裂化汽油中具有高辛烷值的烯烃组分大量饱和而使辛烷值损失很大。因此，必须要开发投资低、辛烷值损失小的催化裂化汽油选择性加氢脱硫技术。中石化石油化工科学研究院(RIPP)开发的催化裂化汽油选择性加氢脱硫第二代技术(RSDS-II)可以将催化裂化汽油中硫含量降低到50μg/g以下，且辛烷值损失小。
另外，对于催化裂化装置而言，基本所有的催化裂化工艺都由反应再生系统、分馏系统和吸收稳定系统三部分组成。在各种型式的催化裂化工艺装置中，分馏系统和吸收稳定系统都是一样的。主分馏塔塔顶物料直接经过冷却后分为富气和粗汽油，然后进入吸收稳定系统，得到干气(≤C2)、液化气(C3、C4)和稳定汽油。
现有技术中催化裂化装置与催化裂化汽油加氢装置是独立的两套装置，汽油加氢装置是以催化裂化装置吸收稳定系统得到的稳定汽油为原料，进行加氢精制，以降低其中的杂质含量，或者是先将稳定汽油进行馏分切割，然后再进行加氢处理。因此，如何将加氢装置与催化裂化装置更紧密地结合起来，充分利用现有工艺生产流程，在降低催化汽油硫含量的同时，降低装置能耗，在为炼厂汽油质量升级提供技术支持的同时，降低装置能耗，对于满足国内日益严格的汽油质量要求以及降低碳排放具有重要意义。
US6596157专利公开了一种降低催化汽油中硫含量的方法。该方法是将催化汽油分馏成三个馏分段，对中间馏分和重馏分分别在两个反应器中加氢脱硫，两个反应器条件分别控制，中间馏分加氢脱硫反应器入口温度由重馏分加氢反应器出口流出物提供。实质还是将全馏分催化汽油分馏成三段，然后对中间馏分和重馏分进行选择性加氢脱硫处理，然后调和得到汽油产品。该工艺通过将中间馏分段加氢与重馏分段加氢进行优化结合，在一定程度上降低了装置能耗，但对于选择性加氢技术来说，分成三段处理显得过于复杂，装置能耗仍然较高。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种汽油加氢装置，解决现有技术中生产低硫、高辛烷值汽油产品时能耗高的问题。
本实用新型所提供的装填为：所述加氢装置具有分馏塔2、碱抽提脱硫醇单元4、加氢处理单元和产品单元，其特征在于，所述的分馏塔2顶部与碱抽提脱硫醇单元4连通，分馏塔2底部与加氢处理单元连通，碱抽提脱硫醇单元的出口和加氢处理单元的出口与产品单元连通，其中加氢处理单元设置第一加氢反应器10、第二加氢反应器14和第三加氢反应器33，以及第一高压分离器18、第二高压分离器23、第三高压分离器38和稳定塔45。
所述分馏塔2中装填填料和/或塔盘。
所述第一加氢反应器10中装填选择性脱二烯催化剂。
所述第二加氢反应器14中装填选择性加氢脱硫催化剂。
所述第三加氢反应器33中装填加氢精制催化剂。
所述第一加氢反应器10和第二加氢反应器14之间设置加热炉12。具体地说，所述第一加氢反应器10的出口与加热炉12连通，加热炉12出口与第二加氢反应器14的入口连通。
所述第二加氢反应器14出口与第一高压分离器18连通，第一高压分离器18顶部依次与空冷器20、水冷器21连接后与第二高压分离器23的入口连通。
所述第一高压分离器18的底部第三加氢反应器33的入口连通。
所述第二高压分离器23顶部与脱硫罐25连通，脱硫罐25与循环氢压缩机28连通，循环氢压缩机28与第三加氢反应器33连通。
所述第三加氢反应器33出口依次与空冷器36、水冷器37连通后，与第三高压分离器38的入口连通。
第三高压分离器38的顶部出口与第一加氢反应器10的入口连通，第三高压分离器38的底部和第二高压分离器23的底部一起与稳定塔45的入口连通。
所述碱抽提脱硫醇单元4的出口和稳定塔45塔底的出口与产品单元连通。
本实用新型的主要特点有：
与现有技术相比，本装置获得的产品硫含量更低，同时由于循环氢压缩机出口的循环氢首先进入第三加氢反应器，最大程度减少了H2S对反应的影响，在进一步降低硫含量的同时，保持产品较小的辛烷值损失。
采用本装置，可以高硫高烯烃催化裂化汽油为原料，所得产品硫含量小于10μg/g，满足欧V汽油硫含量标准，汽油收率达99％以上，且辛烷值损失小，装置运转周期长。
附图说明
图1为本实用新型的汽油加氢装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行进一步的说明，但并不因此而限制本实用新型。
图1为本实用新型的汽油加氢装置示意图。来自管线1的全馏分汽油原料进入分馏塔2，经过分馏后得到的轻馏分汽油经管线3进入碱抽提脱硫醇单元4进行脱硫醇处理，经过脱硫醇出来后的轻馏分汽油经管线5与来自管线47的物流混合后，经管线48到产品单元，得到低硫的全馏分汽油产品。从分馏塔2得到的重馏分汽油从管线6流出，经原料泵7升压后与来自管线41的氢气混合后进入换热器8，与来自管线34的物料换热后经管线9进入第一加氢反应器10，进行选择性脱二烯反应。第一加氢反应器流出物经管线11进入加热炉12加热后，经管线13进入第二加氢反应器14，进行选择性加氢脱硫反应。第二加氢反应器14流出物经管线15与来自管线31的物料经换热器16换热后，经管线17进入第一高压分离器18。在第一高压分离器18进行汽液分离后，顶部的气相气物流经管线19进入空冷器20、水冷器21冷却后由管线22进入第二高压分离器23。
在第二高压分离器23进行汽液分离后，顶部的富氢气体经管线24进入脱硫化氢塔25，从塔顶出来的氢气与来自管线26的新氢混合后经管线27进入循环氢压缩机28，经循环氢压缩机增压后的循环氢经管线29，与来自管线30的物料混合，经管线31进入换热器16换热后进入第三加氢反应器33。从第一高压分离器18底部得到的液相物流经管线30，与来自管线29的循环氢混合后经管线31进入换热器16，与来自管线15的物流换热后，经管线32进入第三反应器33，与加氢精制催化剂接触进一步进行加氢脱硫反应。
第三加氢反应器33的出口流出物经管线34，经换热器8换热后，经管线35经空冷器36、水冷器37冷却后进入第三高压分离器38。在第三高压分离器38进行气液分离后，顶部的富氢气体经管线39分成两路，一路经管线40作为第二加氢反应器14的冷氢，另一路经管线41与原料泵7出口物料混合。从第三高压分离器38底部得到的物流经管线43，与来自管线42的第二高压分离器23的液相物流混合，经管线44进入稳定塔45，塔顶的轻烃气体由管线46抽出，塔底产物经管线47，与来自管线5的物流混合得到全馏分汽油产品。
采用本实用新型提供的装置时，所用的汽油原料是催化裂化汽油、催化裂解汽油、直馏汽油、焦化汽油、裂解汽油、热裂化汽油其中任一种或几种的混合油。我国催化裂化的加工能力占二次加工的比例较大，催化裂化汽油是商品汽油的主要来源，其它汽油组分少，调和能力差。从汽油池中各种调和组分看，催化裂化汽油中的硫是汽油池中硫的主要来源；特别随着加工进口高硫原油量不断上升，以及催化裂化加工的原料向重质化方向的不断发展，催化裂化汽油中硫含量将继续维持在较高的水平。因此降低催化裂化汽油中硫含量将成为控制车用汽油中硫和烯烃含量的主要途径。
全馏分催化裂化汽油进入分馏塔，在55～75℃切割成轻汽油馏分和重汽油馏分；轻汽油馏分在碱抽提脱硫醇单元进行脱硫醇后进入产品单元。重汽油馏分与氢气混合后进入第一加氢处理反应器，与选择性加氢脱二烯催化剂接触，在氢分压1.0～4.0MPa、反应温度80～300℃、体积空速2～10h-1、氢油体积比200～1000Nm3/m3的反应条件下进行选择性加氢脱二烯反应；第一加氢反应器流出物进入第二加氢反应器，与选择性加氢脱硫催化剂接触，在氢分压1.0～4.0MPa、反应温度200～460℃、体积空速2～8.0h-1、氢油体积比200～1000Nm3/m3的反应条件下进行选择性加氢脱硫反应。
第二加氢反应器流出物进入第一高压分离器，分离出气相和液相产物，气相产物经冷却后进入第二高压分离器，进一步分离出气相和液相产物，气相产物经过脱硫化氢后循环至第三加氢反应器使用，液相产物进入稳定塔脱除硫化氢和轻烃。从第一高压分离器底部得到的液相产物与来自循环氢压缩机出口的氢气混合后进入第三加氢反应器，在氢分压1.0～4.0MPa、反应温度150～300℃、体积空速2～8.0h-1、氢油体积比200～1000Nm3/m3的反应条件下进行进一步加氢脱硫。
第三加氢反应器流出物经换热、冷却后进入第三高压分离器，分离出气相和液相产物，气相为富氢气体，与第一加氢反应器进料混合，经换热后进入第一加氢反应器，液相产物与第二高压分离器底部得到的液相物流混合后进入稳定塔，稳定塔底流出物与经过碱抽提后的轻馏分混合得到全馏分汽油产品。
下面的实施例将对本方法予以进一步的说明，但并不因此限制本实用新型。实施例中使用的加氢处理催化剂B、C、D的商品牌号分别是RGO-3、RSDS-21、RSDS-22，这些催化剂均由中国石化催化剂长岭分公司生产。
实施例1
以一种催化裂化汽油为原料油E，其原料油性质如表1所示。原料油E先在分馏塔内切割为轻汽油馏分(馏程C5～65℃)和重汽油馏分(馏程65℃～191℃)。其中轻汽油馏分比例为35重％，重汽油馏分比例为65重％。轻汽油馏分碱抽提脱硫醇；重汽油馏分采用本实用新型的装置进行加氢脱硫处理。经过碱抽提后的轻汽油馏分与经过加氢脱硫后的重汽油馏分混合得到全馏分汽油产品。第一反应器、第二反应器和第三反应器具体的反应条件如表2所示，全馏分汽油产品性质如表3所示，由表3可以看出产品的硫含量为9μg/g，烯烃含量为33.0体积％，RON仅损失1.5，而产品收率高达99.8重％。
实施例2
以一种催化裂化汽油为原料油F，其原料油性质如表1所示。原料油F先在分馏塔内切割为轻汽油馏分(馏程C5～60℃)和重汽油馏分(馏程60℃～193℃)。其中轻汽油馏分比例为30重％，重汽油馏分比例为70重％。轻汽油馏分碱抽提脱硫醇；重汽油馏分采用本实用新型的装置加氢脱硫及加氢脱硫醇。经过碱抽提后的轻汽油馏分与经过加氢脱硫后的重汽油馏分在产品罐混合得到全馏分汽油产品。第一反应器、第二反应器和第三反应器具体的反应条件及全馏分汽油产品性质如表2所示，全馏分汽油产品性质如表3所示，由表3可以看出产品的硫含量为10μg/g，烯烃含量为21.0体积％，RON仅损失1.6，而产品收率高达99.7重％。
表1
| 原料名称 | E | F |
| 密度(20℃)，g/cm3 | 0.7280 | 0.7300 |
| 硫，μg/g | 700 | 1100 |
| 烯烃含量，体积％ | 39.0 | 25.0 |
| 馏程(ASTM D-86)，℃ | ||
| 初馏点 | 38 | 37 |
| 50％ | 94 | 85 |
| 终馏点 | 190 | 195 |
| RON | 93.2 | 94.5 |
| MON | 81.0 | 82.0 |
| 抗爆指数 | 87.1 | 88.3 |
表2
| 实施例1 | 实施例2 | |
| 第一加氢反应器 | ||
| 催化剂 | B | B |
| 反应温度，℃ | 180 | 200 |
| 氢分压，MPa | 1.6 | 1.6 |
| 氢油体积比，Nm3/m3 | 400 | 400 |
| 体积空速，h-1 | 8.0 | 10.0 |
| 第二加氢反应器 | ||
| 催化剂 | C+D | C+D |
| 反应温度，℃ | 300 | 315 |
| 氢分压，MPa | 1.6 | 1.6 |
| 氢油体积比，Nm3/m3 | 400 | 400 |
| 体积空速，h-1 | 4.0 | 4.0 |
| 第三加氢反应器 | ||
| 催化剂 | C | C+D |
| 反应温度，℃ | 280 | 290 |
| 氢分压，MPa | 1.6 | 1.6 |
| 氢油体积比，Nm3/m3 | 400 | 400 |
| 体积空速，h-1 | 8.0 | 6.0 |
表3
| 产品性质 | 实施例1 | 实施例2 |
| 密度(20℃)，g/cm3 | 0.7250 | 0.7250 |
| S，μg/g | 9 | 10 |
| 烯烃含量，体积％ | 33.0 | 21.8 |
| RON | 91.7 | 93.1 |
| MON | 80.1 | 81.2 |
| 脱硫率，重％ | 98.7 | 99.1 |
| 烯烃饱和率，体积％ | 17.5 | 12.8 |
| RON损失 | 1.5 | 1.4 |
| 抗爆指数损失 | 1.2 | 1.1 |
| 产品收率，重％ | 99.8 | 99.7 |
Claims (12)
1.一种生产低硫汽油的加氢装置，所述加氢装置具有分馏塔(2)、碱抽提脱硫醇单元(4)、加氢处理单元和产品单元，其特征在于，所述的分馏塔(2)顶部与碱抽提脱硫醇单元(4)连通，分馏塔(2)底部与加氢处理单元连通，碱抽提脱硫醇单元的出口和加氢处理单元的出口与产品单元连通，其中加氢处理单元设置第一加氢反应器(10)、第二加氢反应器(14)和第三加氢反应器(33)，以及第一高压分离器(18)、第二高压分离器(23)、第三高压分离器(38)和稳定塔(45)。
2.按照权利要求1所述的汽油加氢装置，其特征在于，所述分馏塔(2)中装填填料和/或塔盘。
3.按照权利要求1所述的加氢装置，其特征在于，第一加氢反应器(10)中装填选择性脱二烯催化剂。
4.按照权利要求1所述的加氢装置，其特征在于，第二加氢反应器(14)中装填选择性加氢脱硫催化剂。
5.按照权利要求1所述的加氢装置，其特征在于，第三加氢反应器(33)中装填加氢精制催化剂。
6.按照权利要求1所述的汽油加氢装置，其特征在于，所述第一加氢反应器(10)和第二加氢反应器(14)之间设置加热炉(12)。
7.按照权利要求1所述的汽油加氢装置，其特征在于，所述第二加氢反应器(14)出口与第一高压分离器(18)连通，第一高压分离器(18)顶部依次与空冷器(20)、水冷器(21)连接后与第二高压分离器(23)的入口连通。
8.按照权利要求1所述的汽油加氢装置，其特征在于，第一高压分离器(18)的底部第三加氢反应器(33)的入口连通。
9.按照权利要求1所述的汽油加氢装置，其特征在于，所述第二高压分离器(23)顶部与脱硫罐(25)连通，脱硫罐(25)与循环氢压缩机(28)连通，循环氢压缩机(28)与第三加氢反应器(33)连通。
10.按照权利要求1所述的汽油加氢装置，其特征在于，第三加氢反应器(33)出口依次与空冷器(36)、水冷器(37)连通后，与第三高压分离器(38)的入口连通。
11.按照权利要求1所述的汽油加氢装置，其特征在于，第三高压分离器(38)的顶部出口与第一加氢反应器(10)的入口连通，第三高压分离器(38)的底部和第二高压分离器(23)的底部与稳定塔(45)的入口连通。
12.按照权利要求1所述的汽油加氢装置，其特征在于，碱抽提脱硫醇单元(4)的出口和稳定塔(45)塔底的出口与产品单元连通。
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