專利名稱：催化裂化全餾分汽油加氫改質(zhì)工藝流程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油化工汽油精制技術(shù)領(lǐng)域，涉及催化裂化全餾分汽油加氫改質(zhì)工藝流程。
背景技術(shù)：
汽油作為主要石油產(chǎn)品及汽車發(fā)動機(jī)的主要原料，目前正受到來自環(huán)保和汽車技術(shù)進(jìn)步雙重因素的影響，歐美等主要西方國家相繼出臺歐III、歐IV汽油新標(biāo)準(zhǔn)，12個發(fā)達(dá)國家已率先采用歐IV汽油新標(biāo)準(zhǔn)。我國無鉛汽油有害物質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)開始實施，其中烯烴含量規(guī)定不大于35％(v)。從2005年7月1日起，我國的汽油產(chǎn)品將采用歐III標(biāo)準(zhǔn)。
由于歷史發(fā)展的原因，催化裂化(FCC)汽油占我國汽油的75％，而催化裂化汽油中的硫和烯烴的含量分別占商品汽油中總硫含量和總烯烴含量的90％和80％以上，因此我國清潔汽油的生產(chǎn)問題最終歸結(jié)為FCC汽油的清潔化問題。目前為生產(chǎn)烯烴含量小于35％(v)的清潔汽油所采用的主要手段是使用降烯烴催化裂化催化劑和助劑，但由此帶來了干氣和焦碳產(chǎn)率的上升，液體收率下降，辛烷值降低等一系列問題，使得催化裂化工藝生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)性有所降低。更為重要的是，這一手段僅能解決滿足當(dāng)前清潔汽油標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的烯烴含量問題，不能解決汽油中硫含量問題。在國外，由于FCC汽油占商品汽油的比例較小(1/3左右)，脫硫降烯烴含量一直是個研究主題，重點研究汽油加氫改質(zhì)。US4397739、CN1621495A、CN1521241A提出了加氫處理之前，首先將汽油精餾成輕組分和重組分，再對重組分進(jìn)行特定的加氫脫硫的方法。上述技術(shù)也存在不足，那就是在產(chǎn)品要求烯烴降低較多時，仍然不能避免辛烷值過多的損失，且加氫飽和烯烴也會大大增加氫耗，而且流程較復(fù)雜。CN1597865A、CN200410074058.7提出了一種全餾分FCC劣質(zhì)汽油的加氫脫硫降烯烴的工藝方法，這種方法具有流程簡單、易于操作，可充分利用反應(yīng)熱、延長催化劑運轉(zhuǎn)周期、液收相對較高、氫耗低等優(yōu)點，但汽油辛烷值和液收還沒有達(dá)到理想值。以上技術(shù)均是對工藝方法和催化劑進(jìn)行詳細(xì)描述，而對工藝流程沒有或很少描述。

發(fā)明內(nèi)容
通過分析研究現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種流程簡單、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定、操作彈性大、液態(tài)烴全循環(huán)的FCC全餾分汽油加氫改質(zhì)工藝流程。見附圖1。
將FCC全餾分劣質(zhì)汽油及反應(yīng)生成的液態(tài)烴，經(jīng)過與反應(yīng)產(chǎn)物等一系列換熱(或加熱)，進(jìn)入TMD三段反應(yīng)器，在氫氣存在和一定溫度、壓力條件下，與特定催化劑接觸反應(yīng)，發(fā)生二烯烴、烯烴飽和、異構(gòu)化、芳構(gòu)化及脫硫等反應(yīng)，使生成物汽油烯烴含量降低，硫含量降低，辛烷值基本不降低，液收高，最后經(jīng)過分離、穩(wěn)定，達(dá)到符合要求的清潔汽油。
原料汽油(1)與液態(tài)烴(28)經(jīng)加氫進(jìn)料泵(2)升壓至1.5～6.0MPa后與循環(huán)氫(3)混合，然后與D段反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)換熱器(4)換熱至168℃左右，再經(jīng)換熱器(5)與M2段反應(yīng)產(chǎn)物換熱升溫至160～240℃，進(jìn)入T段反應(yīng)器(6)進(jìn)行預(yù)處理。T段反應(yīng)器體積空速為0.5～15h-1，氫油比為200～800∶1。T段反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)換熱器(7)換熱后進(jìn)入M1段反應(yīng)進(jìn)料加熱爐(8)升溫至320～420℃后，順序進(jìn)入M1反應(yīng)器(9)、M2反應(yīng)器(10)進(jìn)行加氫改質(zhì)反應(yīng)，反應(yīng)壓力為1.5～6.0MPa，反應(yīng)空速為0.5～8.0h-1，氫油比為200～800∶1。M2段反應(yīng)產(chǎn)物先與T段反應(yīng)產(chǎn)物換熱再經(jīng)M2段反應(yīng)產(chǎn)物一原料油換熱器(5)換熱后，進(jìn)入D段反應(yīng)器(11)進(jìn)行補充精制反應(yīng)。反應(yīng)溫度為160～320℃，反應(yīng)壓力為2.3～2.5MPa，反應(yīng)空速為0.5～8.0h-1，氫油比為200～800∶1(反應(yīng)為初期時可不投入D段反應(yīng)器，反應(yīng)末期，降烯烴效果差時投用)，D段反應(yīng)產(chǎn)物與原料油經(jīng)換熱器(4)換熱至168℃左右，先后進(jìn)入反應(yīng)產(chǎn)物空冷器(12)、反應(yīng)產(chǎn)物后冷器(13)，冷凝冷卻至40℃后，進(jìn)入反應(yīng)產(chǎn)物高壓分離器(14)進(jìn)行氣液分離。
高壓分離器氣相進(jìn)入循環(huán)氫壓縮機(jī)入口分液罐(15)分液后，進(jìn)入循環(huán)氫壓縮機(jī)(16)升壓。壓縮機(jī)出口高壓氫氣分為三路，一路作為冷氫(17)進(jìn)入M1、M2段反應(yīng)器中部，一路作為循環(huán)氫流量調(diào)節(jié)用(18)，另一路與新氫(19)混合后作為循環(huán)氫與原料汽油、液態(tài)烴混合進(jìn)入反應(yīng)器。高壓分離器液相作為穩(wěn)定塔(20)進(jìn)料，與穩(wěn)定塔底油經(jīng)穩(wěn)定塔進(jìn)料換熱器(21)換熱至96℃左右進(jìn)入穩(wěn)定塔。
穩(wěn)定塔頂油氣經(jīng)穩(wěn)定塔頂冷凝冷卻器(22)冷卻至40℃后，進(jìn)入穩(wěn)定塔頂回流罐(23)進(jìn)行氣液分離，氣相作為燃料氣進(jìn)入自產(chǎn)瓦斯系統(tǒng)，液相經(jīng)穩(wěn)定塔頂回流泵(24)升壓后一路作為穩(wěn)定塔頂回流，另一路(25)返至原料汽油中。穩(wěn)定塔底油一路經(jīng)穩(wěn)定塔底重沸器(26)加熱后返回塔底，另一路先與高壓分離器液相經(jīng)穩(wěn)定塔進(jìn)料換熱器換熱，再經(jīng)汽油產(chǎn)品冷卻器(27)冷至40℃后，作為合格汽油產(chǎn)品送出裝置。
當(dāng)M反應(yīng)器床層溫升不超過15℃情況下，可以通過打冷氫的方式控制反應(yīng)器床層溫度在一定的范圍，當(dāng)反應(yīng)器床層溫升超過要求時，可以通過打急冷油(26)的方式降低反應(yīng)器出口溫度，控制其反應(yīng)溫度，防止超溫。急冷油采用冷后的穩(wěn)定塔底油，經(jīng)急冷油泵(29)打入反應(yīng)器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下優(yōu)點(1)采用原料汽油加氫反應(yīng)生成的液態(tài)烴循環(huán)回原料汽油之中進(jìn)入反應(yīng)器的流程，使反應(yīng)中液態(tài)烴達(dá)到平衡，從而不再生成液態(tài)烴，增加汽油收率。
(2)采用本工藝流程和撫順石油化工公司的FO-3558FCC汽油加氫改質(zhì)催化劑，可將烴烯、硫含量較高的劣質(zhì)FCC全餾分汽油加工為優(yōu)質(zhì)清潔汽油產(chǎn)品。可以將FCC全餾分汽油的烯烴由55％(v)降至35％(v)以下，脫硫率85％以上，汽油產(chǎn)品的辛烷值基本不變(或損失小于1.0個單位)，汽油收率為99.5％以上。
(3)工藝流程簡單，操作穩(wěn)定，不需要將FCC汽油再通過分離輕重組分。
(4)熱量利用合理，利用反應(yīng)產(chǎn)物與原料逐級換熱，充分利用了反應(yīng)熱。
(5)D段反應(yīng)為補充精制反應(yīng)器，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到末期，精制催化劑活性下降較大，不能滿足要求時，將D段反應(yīng)器投入，仍可得到合格產(chǎn)品。
(6)控制反應(yīng)器床層溫度超溫的手段多，除打冷氫外，還可打急冷油，即當(dāng)反應(yīng)開始時，催化劑初活性很強，反應(yīng)溫升可能很大，造成反應(yīng)器床層溫度超過規(guī)定值，這時可以通過聯(lián)鎖開啟急冷油泵向反應(yīng)器注入急冷油，以控制反應(yīng)溫度。
(7)投入與不投入D段反應(yīng)器，工藝流程均考慮了換熱問題，手段較多。


圖1為催化裂化全餾分汽油加氫改質(zhì)工藝流程圖。
具體實施例方式實施例1本實施例給出了20萬噸/年FCC汽油全餾分加氫改質(zhì)工業(yè)實驗裝置設(shè)計的反應(yīng)條件和反應(yīng)結(jié)果。
催化裂化全餾分汽油質(zhì)量規(guī)格研究法辛烷值90.3烯烴含量50～55％(v)流量25000kg/h汽油干點＜195℃催化劑撫順石油化工公司FO-3558FCC汽油加氫改質(zhì)催化劑(一代+二代)或有類似技術(shù)指標(biāo)的其它催化劑。
穩(wěn)定汽油質(zhì)量規(guī)格研究法辛烷值90.0烯烴含量＜35％(v)流量24918kg/h烯烴下降20個百分點液體收率99.67％由于原料汽油中烯烴含量較多，故本實施例采用雙M反應(yīng)器串聯(lián)流程。具體實施流程原料汽油和液態(tài)烴經(jīng)加氫進(jìn)料泵P-101/1.2升壓至3.2MPa后與循環(huán)氫混合，循環(huán)氫為13816Nm3/h，然后與D段反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)E-101換熱168℃，再經(jīng)E-102/1.2與M2段反應(yīng)產(chǎn)物換熱升溫到240℃，進(jìn)入T段反應(yīng)器進(jìn)行預(yù)處理反應(yīng)，液時空速為12h-1，氫油比為300∶1，T段反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)E-103/1.2與M2反應(yīng)產(chǎn)物換熱后，進(jìn)入M1段反應(yīng)器進(jìn)料加熱爐F-101升溫至420℃后，順序進(jìn)入M1、M2段反應(yīng)器進(jìn)行加氫改質(zhì)反應(yīng)。M1反應(yīng)溫度為420℃，反應(yīng)壓力為2.55MPa(G)，液時空速為3h-1，氫油比為300∶1；M2反應(yīng)溫度為420℃，反應(yīng)壓力為2.40MPa(G)，液時空速為1h-1，氫油比為300∶1。M2段反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)M2反應(yīng)產(chǎn)物-原料油換熱器E-102/1.2換熱至300℃，進(jìn)入D段反應(yīng)器進(jìn)行補充精制反應(yīng)。D段反應(yīng)產(chǎn)物與原料油經(jīng)E-101換熱至180℃左右，先后進(jìn)入反應(yīng)產(chǎn)物空冷器A101，反應(yīng)產(chǎn)物冷卻器EW-101冷凝冷卻至40℃后，進(jìn)入反應(yīng)產(chǎn)物高壓分離器V-101進(jìn)行氣液分離，高壓分離器V-101氣相進(jìn)入循環(huán)氫壓縮機(jī)入口分液罐V-102分液后，進(jìn)入循環(huán)氫壓縮機(jī)K-101/1.2升壓至3.1MPa，壓縮機(jī)K-101/1.2出口高壓氫氣分為三路，一路作為冷氫進(jìn)入M1、M2段反應(yīng)器中部，一路作為循環(huán)氫流量調(diào)節(jié)用，另一路與新氫混合后作為循環(huán)氫與原料汽油、液態(tài)烴混合后進(jìn)入反應(yīng)器。
高壓分離器V-101液相作為穩(wěn)定塔進(jìn)料，與穩(wěn)定塔底油經(jīng)穩(wěn)定塔進(jìn)料換熱器E-104換熱96℃后進(jìn)入穩(wěn)定塔T-101。
穩(wěn)定塔T-101塔頂油氣經(jīng)穩(wěn)定塔頂冷凝冷卻器EW-103冷卻至40℃，進(jìn)入穩(wěn)定塔頂回流罐V-104進(jìn)行氣液分離，V-104氣相作為燃料氣進(jìn)入自產(chǎn)瓦斯系統(tǒng)，液相經(jīng)穩(wěn)定塔頂回流泵P-102/1.2升壓1.0MPa后，一路作為穩(wěn)定塔頂回流，另一路循環(huán)至原料汽油中。穩(wěn)定塔底油一路經(jīng)穩(wěn)定塔重沸器E-105加熱后返回塔底，另一路先與高壓分離器液相經(jīng)穩(wěn)定塔進(jìn)料換熱器E-104換熱，再經(jīng)汽油產(chǎn)品冷卻器EW-102冷卻40℃后，作為合格汽油產(chǎn)品送出在裝置。
當(dāng)M反應(yīng)器床層最高溫升不超過15℃的情況下，可以通過打冷氫的方式控制反應(yīng)器床層溫度在一定的范圍，如果反應(yīng)器床層最高溫升超過要求范圍時，可以通過打急冷油的方式降低反應(yīng)器出口溫度，控制其反應(yīng)溫度，防止超溫。急冷油采用冷后穩(wěn)定塔底油，經(jīng)急冷油泵P-103/1.2打入反應(yīng)器。
實施例2質(zhì)工業(yè)實驗裝置的運行結(jié)果。
催化裂化全餾分汽油質(zhì)量規(guī)格研究法辛烷值 88.5烯烴含量 37.7％(v)芳烴含量 13.3％(v)飽和烴含量 49.1％(v)硫含量 110μg/g流量 18750kg/h流程10％ 52℃30％ 65℃50％ 85℃90％ 155℃催化劑撫順石油化工公司FO-3558FCC汽油加氫改質(zhì)催化劑(一代)或有類似技術(shù)指標(biāo)的其它催化劑。
穩(wěn)定汽油質(zhì)量規(guī)格研究法辛烷值 88.8烯烴含量 30.3％(v)芳烴含量 15.8％(v)飽和烴含量 53.9％(v)硫含量 20.2μg/g流量 18675kg/h烯烴下降 7.4個百分點脫硫率 81.64％汽油收率99.6％流程10％51℃30％72℃50％96℃90％166℃由于原料汽油中烯烴含量較低，故本實施例采用單M段反應(yīng)器，且D反沒有投用，即可達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求。
工藝流程簡述原料汽油和液態(tài)烴經(jīng)加氫進(jìn)料泵P-101/1.2升壓至2.5MPa，經(jīng)原料油—二段反應(yīng)產(chǎn)物一次換熱器E-101與二段反應(yīng)產(chǎn)物換熱升溫至120℃左右，與循環(huán)氫混合，混合物料再經(jīng)原料油－二段反應(yīng)產(chǎn)物二次換熱器E-102與二段反應(yīng)產(chǎn)物換熱，用三通調(diào)節(jié)閥控制換后溫度在170℃左右。換后物料做為一反進(jìn)料進(jìn)入一段反應(yīng)器R-101。一段反應(yīng)器反應(yīng)壓力為2.2MPa，反應(yīng)空速為12h-1，催化劑型號為F0-3558T。一段反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入二段反應(yīng)加熱爐F-101升溫365℃后，進(jìn)入二段反應(yīng)器R-102。二段反應(yīng)器反應(yīng)壓力為2.0MPa，反應(yīng)空速為2.1h-1，催化劑型號為F0-3558M。二段反應(yīng)產(chǎn)物分別經(jīng)E-101、E-102換熱至110℃左右，先后進(jìn)入反應(yīng)產(chǎn)物空冷器EA-101/1.2、反應(yīng)產(chǎn)物冷卻器E-104冷凝冷卻至40℃后，進(jìn)入反應(yīng)產(chǎn)物分液罐V-101。V-101氣相作為循環(huán)氫與新氫混合后，經(jīng)循環(huán)氫壓縮機(jī)K-101/1.2升壓至2.5MPa后，與原料汽油液態(tài)烴混合。液相作為分餾塔進(jìn)料經(jīng)分餾塔進(jìn)料－分餾塔底油換熱器E-103與分餾塔底油換熱至90℃左右，自壓進(jìn)入分餾塔T-101。T-101頂油氣經(jīng)分餾塔頂冷凝冷卻器E-105冷卻至40℃后，進(jìn)入分餾塔頂回流罐V-103。V-103氣相作為燃料氣進(jìn)入瓦斯系統(tǒng)，液相經(jīng)分餾塔頂回流泵P-102/1.2升壓至1.3MPa后，作為回流返回分餾塔頂。分餾塔底油經(jīng)分餾塔底油泵P-103/1.2抽出并升壓至1.5MPa后，一部分經(jīng)分餾塔底重沸爐加熱后返回分餾塔底，為分餾塔提供熱源；另一部分經(jīng)E-103換熱、汽油產(chǎn)品冷卻器E-106冷卻至40℃后，作為汽油產(chǎn)品送出裝置。
權(quán)利要求
1.催化裂化汽油加氫改質(zhì)工藝流程，其特征在于FCC全餾分汽油與液態(tài)烴經(jīng)過與反應(yīng)產(chǎn)品換熱，進(jìn)入TMD三段反應(yīng)器，在氫氣存在和320～420℃溫度、1.5～6.0MPa壓力條件下，與撫順石油化工公司生產(chǎn)的FO-3558FCC汽油加氫改質(zhì)催化劑接觸反應(yīng)，并經(jīng)過分離、穩(wěn)定，生成合格汽油。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的催化裂化汽油加氫改質(zhì)工藝流程，其特征在于催化裂化汽油經(jīng)過加氫改質(zhì)反應(yīng)生成的液態(tài)烴循環(huán)至反應(yīng)原料之中，在反應(yīng)器內(nèi)使液態(tài)烴達(dá)到平衡，使反應(yīng)不向生成液態(tài)烴的方向進(jìn)行，從而增加汽油的收率。
3.根據(jù)權(quán)力要求1所述的催化裂化汽油加氫改質(zhì)工藝流程，其特征在于首先FCC全餾分汽油與循環(huán)氫混合，然后與D段反應(yīng)產(chǎn)物換熱，再與M段反應(yīng)產(chǎn)物換熱進(jìn)入T段反應(yīng)器進(jìn)行預(yù)處理反應(yīng)，反應(yīng)壓力為1.5～6.0MPa，體積空速為0.5～15.0h-1，氫油比為200～800∶1，T段反應(yīng)器的催化劑為撫順石油化工公司的FO-3558FCC汽油加氫改質(zhì)催化劑，T段反應(yīng)產(chǎn)物與M段反應(yīng)產(chǎn)物換熱，然后進(jìn)入M段反應(yīng)進(jìn)料加熱爐加熱至320～420℃進(jìn)入M段反應(yīng)器進(jìn)行加氫改質(zhì)反應(yīng)，反應(yīng)壓力為1.5～6.0MPa，氫油比為200～800∶1，體積空速為0.5～4.0h-1。M段反應(yīng)器的催化劑為撫順石油化工公司的FO-3558FCC汽油加氫改質(zhì)催化劑；M段反應(yīng)產(chǎn)物與原料汽油換熱后直接進(jìn)入D段反應(yīng)器進(jìn)行補充精制反應(yīng)，反應(yīng)溫度為320～420℃，反應(yīng)壓力為1.5～6.0MPa，氫油比為200～800∶1，體積空速為0.5～8.0h-1，D段反應(yīng)器的催化劑為撫順石油化工公司的FO-3558FCC汽油加氫改質(zhì)催化劑；D段反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)與原料汽油換熱后，先后經(jīng)過空冷器、后冷器進(jìn)入反應(yīng)產(chǎn)物高壓分離器，進(jìn)行氣液分離。高壓分離器出來的氣相經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)，與新氫混合后作為循環(huán)氫和冷氫使用，液相經(jīng)與穩(wěn)定塔底油換熱后進(jìn)入穩(wěn)定塔，高壓分離器操作溫度為35～40℃；穩(wěn)定塔頂油氣經(jīng)穩(wěn)定塔頂冷凝冷卻器冷卻至40℃后，進(jìn)入穩(wěn)定塔頂回流罐進(jìn)行氣液分離，氣相作為燃料氣進(jìn)入自產(chǎn)瓦斯系統(tǒng)，液相經(jīng)穩(wěn)定塔頂回流泵升壓后一路作為穩(wěn)定塔頂回流，另一路返至原料汽油中，穩(wěn)定塔底油一路經(jīng)穩(wěn)定塔底重沸器加熱后返回塔底，另一路先與高壓分離器液相經(jīng)穩(wěn)定塔進(jìn)料換熱器換熱，再經(jīng)汽油產(chǎn)品冷卻器冷至40℃后，作為合格汽油產(chǎn)品送出裝置。
4.根據(jù)權(quán)力要求3所述的催化裂化汽油加氫改質(zhì)工藝流程，其特征在于M段反應(yīng)器應(yīng)根據(jù)原料汽油中烯烴含量的多少設(shè)一個或兩個反應(yīng)器，當(dāng)原料汽油中烯烴含量在48％(v)以下時，用一個反應(yīng)器；當(dāng)原料汽油中烯烴含量在48％(v)以上時，用兩個反應(yīng)器串聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)力要求書1所述的催化裂化汽油加氫改質(zhì)工藝流程，其特征在于當(dāng)M段反應(yīng)器床層最高溫升不超過15℃的情況下，可以通過打冷氫的方式控制反應(yīng)床層溫升在一定的范圍。如果反應(yīng)器床層最高溫升超過15℃時，可以通過打急冷油的方式降低反應(yīng)器出口溫度，急冷油采用冷后的穩(wěn)定塔底油，經(jīng)泵打入反應(yīng)器。
全文摘要
催化裂化全餾分汽油加氫改質(zhì)工藝流程，工藝簡單，操作穩(wěn)定，節(jié)能，不需要將FCC汽油再通過分離輕重組分?？傻玫胶细癞a(chǎn)品。FCC全餾分汽油與液態(tài)烴經(jīng)過與反應(yīng)產(chǎn)品換熱，進(jìn)入TMD三段反應(yīng)器，在氫氣存在和320～420℃溫度、1.5～6.0MPa壓力條件下，與F0－3558FCC汽油加氫改質(zhì)催化劑接觸反應(yīng)，并經(jīng)過分離、穩(wěn)定，生成合格汽油。當(dāng)M段反應(yīng)器床層最高溫升不超過15℃的情況下，可以通過打冷氫的方式控制反應(yīng)床層溫升在一定的范圍。如果反應(yīng)器床層最高溫升超過15℃時，可以通過打急冷油的方式降低反應(yīng)器出口溫度。本發(fā)明可提供清潔的符合環(huán)保要求的汽油。
文檔編號C10G45/02GK1916119SQ20061004706
公開日2007年2月21日 申請日期2006年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月28日
發(fā)明者康久常, 曾蓬, 劉海, 周彥文, 杜喜研, 劉云海 申請人:中國石油集團(tuán)工程設(shè)計有限責(zé)任公司撫順分公司