[发明专利]一种低能耗的费托合成产物的加工方法

说明书

技术领域

本发明属于一种用多个加氢过程处理烃油的方法，更具体地说，是一种用一个加氢处理工艺和一个在存在氢的情况下裂解过程处理费托合成油的方法。

背景技术

随着国民经济的发展，我国石油消费呈现快速上升的趋势。与此同时，随着环保要求的日趋严格，对发动机燃料的组成、杂质含量和加工过程污染物的排放提出了更为苛刻的要求。然而，石油作为不可再生的能源，正面临日趋枯竭的危机，原油的质量也越来越差，劣质化和重质化的趋势日趋明显。因此，开发满足环保要求和液体燃料需求的新型可持续能源技术已经成为解决能源危机与环境危机的研究动力。

费托合成反应由德国化学家F·Fischer和H·Tropsch于1923年发现。该反应是以氢气和一氧化碳为原料，在合成催化剂作用下生成烃类的反应。其原料可以通过煤、天然气、煤层气、生物质等转化而成，具有广泛的来源。在随着原油价格不断攀升的情况下，其大规模工业应用来生产部分优质发动机燃料和化工原料，具有广泛的应用前景。

基于该反应原料特点和其独特的反应过程特点，费托合成油具有硫、氮、芳烃等非理想组分含量极低、主要是由链式烷烃组成等特点。因此，采用费托合成技术得到的合成油，在烃类组成和主要性质等方面与常规矿物石油相比有很大的区别。费托合成油中石脑油馏分基本不含硫和氮，辛烷值很低(烯烃和烷烃绝大部分为直链)，烯烃含量和氧含量最高；柴油馏分硫、氮和芳烃含量极低，十六烷值很高，烯烃含量和氧含量居中，但其低温流动性能也很差，凝点等较高；重质油(大于柴油馏分)烯烃含量和氧含量最低，但流动性能也很差，凝点很高(有时超过100℃)。由费托合成反应得到的各个馏分需要经过相应的加氢改质，才能得到符合使用规格的液体燃料。

在费托合成工艺过程和合成油加工过程中，需要消耗大量的能量。如何根据这两种反应过程的工艺特点来优化加工流程，最大量降低加工过程的能耗及提高能量利用率是本领域技术人员研究重点之一。

US5378348公开了一种通过加氢裂化和加氢异构化工艺加工费托合成产物生产中间馏分油的方法，该方法首先将费托合成反应产物分成石脑油(C₅～160℃)、煤油(160～260℃)和重油(＞260℃)三个馏分；然后对＞260℃的重馏分进行加氢裂化，未转化的＞370℃重质馏分循环回加氢裂化反应器继续裂化。而＜260℃的轻馏分则与加氢裂化反应得到的轻组分产物混合后进行加氢处理，饱和烯烃和脱氧；再将煤油馏分进行加氢异构化处理，提高其烃类组成中的异正比，该方法能够增加煤油馏分油的产率，并且使其具有良好的低温流动性能，冰点可达-43℃。但该方法采用费托合成产物混合后分馏的方式将增加能耗和投资，同时将异构裂化产物煤油馏分进行二次异构，也降低了能量利用率。

CN1814703A公开了一种费托合成产物生产柴油或柴油组分加的方法，该方法将费托合成反应产物全部或较轻的部分馏分进行加氢处理，将加氢处理的费托合成产物部分或全部和/或未经加氢处理的费托合成产物较重的部分馏分进行加氢异构裂化。分馏其所得产物得到气体、轻质馏分、中间馏分和重质馏分，其中重质馏分循环回加氢异构裂化反应器，所得中间馏分是优质的柴油或柴油组分。但该方法没有有效利用费托合成产物自身物流的热量，并且将加氢处理和加氢裂化两部分完全分开，共设有两个分馏系统，能量利用率低。

US6309432公开了一种费托合成油生产喷气燃料的方法，该方法首先将费托合成油在371℃切割为轻、重两个馏分，＜371℃的轻馏分再分离得到246℃-371℃馏分和C5-246℃馏分，其中246℃-371℃馏分和＞371℃重馏分进入加氢异构裂化反应器，在烯烃饱和、含氧化合物加氢的同时，正构烷烃发生加氢异构和加氢裂化反应，异构产物主要为单甲基支化烃类，裂化转化率为30-50％左右；C₅-246℃馏分不经过加氢处理，而是直接与加氢裂化反应器产物一起混合后去分馏塔，切割得到相应的喷气燃料等馏分。但该方法将246℃-371℃馏分进行加氢异构反应，柴油馏分收率低。