[发明专利]加热炉后置劣质汽油馏分串联加氢处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种劣质汽油馏分加氢处理工艺方法，特别是提高劣质汽油馏分加氢处理装置运周期的方法。

背景技术

随着原油不断变重和原油加工深度的不断提高，重质油品的加工在炼油工艺中的地位日益重要，延迟焦化工艺因技术简单、投资低，越来越成为炼油企业处理渣油、提高轻质油收率的重要手段。延迟焦化工艺的主要液相产物焦化全馏分油包括焦化石脑油、焦化柴油和焦化蜡油。由于焦化石脑油不饱和烃、硫、氮等杂质含量均较高，且安定性差，难以作为下一工序的进料，必须经过加氢精制，改善其安定性并脱除杂质后可以广泛的用作乙烯料、合成氨料、重整料及化工轻油使用以及车用燃料等。

催化裂化也是重油和渣油深度加工的重要手段之一，与延迟焦化的主要区别在于催化裂化处理的原料要优于延迟焦化的加工原料，或原料进行加氢预处理等。与延迟焦化类似，催化裂化工艺得到的产物如汽油馏分、柴油馏分等，不饱和烃含量高，同时含有一定量的硫、氮等杂质。

工业生产中，还有一些热裂解工艺得到的汽油馏分也具有上述类似的性质。上述焦化汽油（亦称焦化石脑油）馏分、催化裂化汽油馏分、热裂解汽油馏分等汽油馏分质量较差，本专利中统称为劣质汽油馏分。

工业应用表明，长期困扰劣质汽油馏分加氢装置运转的主要问题之一是加氢催化剂床层压差短周期内升高而被迫停工，其主要原因是原料油中的二烯烃引发的聚合反应所致。原料中的稀烃、二烯烃等物质在温度较高时，易发生Diels-Alder环化反应和聚合反应形成大分子有机化合物，并进一步缩合生焦，这些生焦反应主要集中在高温换热器、加热炉和反应器顶部等部位，造成生产设备需频繁停工处理，给正常生产造成严重影响。

现有的劣质汽油馏加氢技术中，一般采用一台反应器或两个串联反应器，反应入口温度一般在220℃以上才能发挥催化剂的加氢活性，以达到有效的加氢脱杂质反应，加上加氢反应产生的较大温升（如焦化汽油馏分加氢会产生140℃左右的温升），很容易使原料中的二烯烃发生结焦反应，堵塞催化剂床层，增加反应器压降，严重时需停工处理，大大缩短装置运转周期。一般来说，反应高温流出物需要与原料换热以回收和利用热量，在换热器及加热炉中，焦化石脑油原料中的二烯烃等也易于结焦，初期会降低换热效率，后期需停工处理。随着装置运转时间的延长，产品质量下降只能通过提高反应器入口温度来补偿，致使催化剂床层上部二烯烃缩合生焦加剧，造成反应系统压力降上升，影响装置的长周期运转。虽然，换热器和加热炉出口物料温度并不很高，但换热器壁和加热炉炉管壁温度很高，如普通加氢装置加热炉的炉堂温度可达500℃，高的可以达到600℃以上，因此，换热器和加热炉的结焦问题十分严重。有时换热器和加热炉中生焦物质会随物料一起进入反应器中，沉积在反应器催化剂床层顶部，进一步加快了反应器催化剂床层的堵塞速度。

如何有效消除劣质汽油馏分在加氢处理装置中的结焦问题，是提高劣质汽油馏分加氢装置运转周期的关键所在。现有的解决上述含二烯烃汽油馏分加氢反应器降压升高的方法有以下几种：

1、做好原料的管理工作，采用氮气保护等方式，避免原料与空气接触，最大程度降低了原料中不饱和烃类形成胶质的机会。这是一种被动的原料保护方法，如果上游输入的原料机械杂质较多，二烯烃含量很高，或夹带很多的焦粉，该方法则无能为力。

2、掺炼煤油或柴油馏分，稀释了原料中的二烯烃等不饱和烃类，降低了加氢装置的苛刻度，使装置运行更加稳定。但该方法牺牲了加氢装置处理石脑油原料的加工量，实际上降低了对石脑油原料的空速，还要增加后续的分离装置负担（现有的分离装置不能满足要求），经济性较差。

3、在预处理反应器的入口和出口之间设置副线，正常生产时反应物料通过预处理反应器后进入加热炉，当预处理反应器催化剂床层压力降升高时，反应物料经副线进入加热炉，待预处理反应器部分或全部更换催化剂后，反应物料再切换至预处理反应器进入加热炉。该方法虽然可以保证装置不停工操作，但原料不经预处理的情况下，会对主反应器温升造成较大的冲击，使得操作较难控制。同时预处理催化剂的更换也会导致经济损失。预处理反应器是采用保护剂床层沉积原料中的杂质，容杂质能力有限，因此需经常更换预处理反应器中的保护剂。

CN1109495A公开了一种催化裂解汽油加氢精制方法，所述的是将两个不同活性和不同颗粒直径的预硫化催化剂串联，在较浅的加氢条件下加氢脱除二烯烃，以保证较小的辛烷值损失。由于两种催化剂可以放入一个反应器内或两个反应器内，不能保证催化剂在较低的反应温度下进行反应，因此不能延缓原料与生成油换热器壳程和加热炉炉管结焦程度。