[发明专利]一种单段串联柴油加氢精制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烃类加氢处理方法，具体的说是一种适用于生产超低硫柴油的单段串联柴油加氢精制方法。

背景技术

随着人们环保意识的提高以及环保法规的日益严格，生产和使用清洁车用燃料越来越成为一种发展趋势。柴油深度加氢脱硫技术的开发则成为了目前研究的热点。目前，大多柴油加氢精制装置操作流程是原料油通过同精制柴油、反应产物换热，并经加热炉加热至反应要求温度后进入加氢精制反应器，这是一种常规的加氢流程，其优点是操作方便，但对于超低硫柴油生产，其反应器温度及氢气分布很不合理，由于工业柴油加氢反应器属于绝热反应器，反应器催化剂床层存在着较大的轴向温差（深度加氢脱硫反应器床层温差更大），往往入口进料温度较低，且为了控制反应器出口温度需要向反应器内注入冷氢。由于超低硫柴油生产需要脱除二苯并噻吩以及含空间位阻的二苯并噻吩类硫化物，如4,6-DMDBT，而这部分硫化物在反应温度低于320℃条件下几乎不反应，因此，低温反应区对于4,6-DMDBT的脱除不起作用，而对于简单的硫化物如硫醇、硫醚、噻吩以及简单的二苯并噻吩，在较低的反应温度和较高的体积空速下即可迅速脱除，但传统的单反应器床层内依靠反应热自然升温需要到达反应器中下部后才进入高温反应区，反应低温反应段过长，使得低温区内简单硫化物脱除完全后无法继续进行4,6-DMDBT的脱除，降低了低温反应区催化剂的使用效率。因此，在总体积空速一定的条件下，相当于增大了高温段体积空速，不利于催化剂整体性能的发挥。同时大量的冷氢使用也增加了装置氢耗、能耗。

发明内容

针对现有柴油加氢精制反应工艺的不足，本发明提供一种单段串联柴油加氢工艺方法。该工艺装置投资小，能耗降低，可以用于生产超低硫柴油。

本发明的柴加氢工艺方法包括如下内容：

（1）柴油原料与氢气在第一加氢精制反应器中与加氢精制催化剂接触反应，以脱除柴油馏分中简单的硫、氮等杂质；反应条件为，反应温度220℃～320℃，反应压力 3.0MPa～10.0MPa，液时体积空速1.0h^-1～10.0h^-1，氢油体积比100～1000；

（2）第一加氢精制反应器流出物不经分离进入第二加氢精制反应器，与氢气、加氢精制催化剂接触；反应条件为，反应温度330℃～400℃，反应压力 3.0MPa～10.0MPa，液时体积空速0.5h^-1～6.0h^-1，氢油体积比200～2000；

（3）第二加氢精制反应器流出物经冷却后进入冷高压分离器，分离出的液体产物进入的分馏系统，气体经过提纯，富氢气体循环回反应器。

根据本发明的单段串联柴油加氢精制方法，步骤（2）中第一加氢精制反应器流出物在进入第二加氢精制反应器之前先经过加热炉。步骤（3）中第二加氢精制反应器流出物经过与柴油原料或柴油原料与氢气的混合物料换热实现冷却后，再进入冷高压分离器。

本发明柴油加氢精制方法中，第一加氢精制反应器和第二加氢精制反应器可以使用相同或者不同的加氢精制催化剂，优选使用不同的加氢精制催化剂。优选在第一加氢精制反应器使用活性相对较低的加氢精制催化剂，第二加氢精制反应器使用活性相对较高的加氢精制催化剂。第一反应器选用直接脱硫活性较高的Mo-Co型催化剂，第二反应器使用加氢活性较高的Mo-Ni型加氢精制催化剂或高金属含量的体相法催化剂。加氢催化剂的活性主要与所含的活性金属组分含量相关，同时催化剂的制备方法、助剂的使用也影响催化剂的活性。第一反应器和第二反应器催化剂的用量可以根据原料油的性质和产品质量要求以及催化剂性质具体确定。通常第一反应器催化剂用量小于第二反应器催化剂用量，一般体积比为1∶2～1∶10，优选1∶4～1∶8。

第一加氢精制反应器一般在低温、高空速下进行反应，而第二加氢精制反应器则在高温、低空速下进行反应。此处所述的高温、低温及高空速和低空速是相对的。本发明中第二加氢精制反应器的液时空速要低于第一加氢精制反应器，第二加氢精制反应器的反应温度则高于第一加氢精制反应器。一般第一反应器的操作条件如下：反应温度220℃～320℃，优选240℃～300℃，反应压力 3.0MPa～10.0MPa，优选4.0MPa～8.0MPa，液时体积空速1.0h^-1～10.0h^-1，优选4h^-1～8.0h^-1，氢油体积比100～1000，优选200～800。