[发明专利]一种页岩油柴油馏分一段串联加氢精制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种页岩油柴油馏分加氢工艺方法。特别是涉及一种采用一段串联加氢精制工艺处理页岩柴油的方法。 

背景技术

页岩油是油页岩中的油母经加热分解得到的液体产物，页岩油中除含有许多硫、氮和氧等非烃化合物外，还含有大量不饱和烃。页岩油中不饱和烃及非烃化合物是造成油品胶质增多、沉渣形成从而导致安定性变差、颜色变黑的主要原因。由于页岩油的性质不同于天然石油，目前主要用作燃料油和生产化工产品。用页岩油生产马达燃料油，则需除去非理想化合物、饱和烯烃，从而保证产品质量。 

天然石油中主要是链烷烃、环烷烃、芳香烃，以及含有杂原子的烃类，基本没有烯烃。所以，天然石油柴油馏分采用常规的加氢工艺过程进行油品精制。柴油馏分通过加热炉或换热使温度升至300～420℃，与氢气混合后进入加氢精制反应器，进行脱硫、脱氮和芳烃饱和等反应，提高油品质量。 

页岩油是油母热分解产物，含有较多的不饱和烃，而且轻馏分中的不饱和烃含量比重馏分高。当采用常规的加氢精制工艺处理页岩油柴油馏分时，由于加热炉内温度高到200～300℃，有利于二烯烃发生缩合反应，会在加热炉管线或换热器中结焦，形成焦炭似的缩合物，同时少量焦粒也会随着原料被带入加氢反应器催化剂床层，长时间运转后，加热炉管线或换热器的压差就会逐渐增加，直至堵塞加热炉管线或换热器，反应器催化剂床层形成差压，影响装置的长周期稳定运转。 

页岩油全馏分直接加氢精制，操作参数较苛刻，而且只能将页岩油全馏分中非理想组分降低到一定程度，不能直接作为马达燃料油直接使用，需要进一步加工处理。用小于380℃馏分油为原料，经加氢精制后，可直接得到马达燃料产品，并且工艺条件也比较缓和。 

发明内容

本发明所述的页岩油柴油馏分一段串联加氢精制方法，包括：页岩油柴油馏分经换热至150～250℃，优选为170～200℃后，以0.5～4.0h^-1体积空速通过第一反应器，第一反应器内装填由高孔隙率加氢精制催化剂和常规加氢精制催化剂组成的混合催化剂床层；第一反应器流出物经换热后，以体积空速0.3～1.0h^-1直接通过第二反应器，第二反应器内的平均反应温度为350～390℃，第二反应器装有常规加氢精制催化剂。 

本发明方法中，第二反应器生成油部分循环回第一反应器前和页岩油柴油馏分直接混合换热，其中，循环回第一反应器的第二反应器生成油与页岩油柴油馏分的重量比为1:1～4:1。 

本发明方法中，所述的页岩油柴油馏分是页岩油全馏分经切割后的180～380℃馏分。 

本发明方法中，第一反应器内装填高孔隙率加氢精制催化剂和常规加氢精制催化剂两种催化剂颗粒的混合物，其中，高孔隙率加氢精制催化剂催化剂和常规加氢精制催化剂的重量比为10:1到1:10，优选5:1到1:5。 

本发明方法中，第一反应器装填的高孔隙率加氢精制催化剂与第一、第二反应器装填的常规加氢精制催化剂的组成可以相同或不同。如催化剂一般以耐熔多孔氧化物为载体，如氧化铝、氧化硅、含硅氧化铝、无定形硅铝等，以W、Mo、Ni、Co中的一种或几种为加氢活性组分，加氢活性组分的含量以氧化物重量计占催化剂的20%～50%，优选为25%～40%，同时可以含有适宜的助剂，如P、F、B、Ti、Zr等中的一种或几种。催化剂在使用前进行硫化处理，硫化方法为本领域常规方法。 

本发明方法中，所述的高孔隙率加氢精制催化剂和常规加氢精制催化剂的颗粒形状和/或颗粒大小不同，具有不同的床层空隙率。第一反应器中装填的高孔隙率加氢精制催化剂为拉西环形、多孔球形、鸟巢形等形状。 

本发明方法中，所述的第一反应器的工艺条件为，反应压力为4.0MPa～10.0MPa，氢油体积比为100：1～1000：1，体积空速0.5～4.0h^-1，平均反应温度170～230℃；第二反应器的工艺条件为，反应压力为4.0MPa～10.0MPa，氢油体积比为100：1～1000：1，体积空速0.3～1.0h^-1，平均反应温度350～390℃。 

本发明方法中，第一反应器催化剂床层上部可以单独装填一段高孔隙率加氢精制催化剂。 

本发明方法中，第一反应器主要发生二烯烃饱和反应，芳烃加氢饱和反应和部分烯烃加氢饱和反应，同时发生少量脱硫和脱氮反应。第二反应器要发生深度脱硫和脱氮反应，以及烯烃的完全饱和反应等。 

与现有技术相比，本发明方法具有如下效果：