[发明专利]一种超重力柴油和汽油加氢精制的方法

说明书

本发明公开了一种超重力柴油和汽油加氢精制的方法，包括如下步骤：选用串联的第一级和第二级超重力反应器；将氢气和原料油输入进料腔内进行气液两相高效混合，使难溶性氢气在原料油中分散成大量的纳微米气泡，氢气在原料油中达到过饱和，形成气液混合物；将气液混合物通过液体分布器输送进入含有催化剂的转子中进行加氢脱硫脱氮反应，得到脱除含硫氮杂质的原料油；将氢气和脱除含硫氮杂质的原料油输入第二级超重力反应器进行不饱和烃加氢反应；本发明反应器可使难溶性氢气在液相溶解度达到过饱和，高效利用还原性氢气，强化气液固相传质，该方法的原料油脱硫率≧90％；脱氮率≧80％；与现有超重力技术相比，不饱和烃转化率提高15％。

技术领域

本发明属于原料油加氢精制领域，尤其是涉及一种超重力柴油和汽油加氢精制的方法。

背景技术

随着环保法规的日益严格，低硫、低芳烃、高十六烷值的柴油和汽油已成为世界发达国家和地区柴油和汽油新规格的发展趋势。欧盟国家从2009年开始实施了欧V的排放标准，该标准将柴油硫含量降低到10μg/g以下。美国、日本等发达国家也颁布了各自的柴油标准，分别将硫含量的标准降至15μg/g和10μg/g以下。我国于2017年1月1日起，在全国实施国V的排放标准。

目前，传统的滴流床加氢技术成熟，可靠，广泛应用于炼油厂加氢装置中。但该工艺需要高分气通过循环氢压缩机循环，氢油比大于300，高压管线多，反应器较大。常规的柴/汽油加氢按照旧标准进行设计，无法满足今后的产品质量升级的要求。

现有的常规柴油和汽油加氢技术如果要适应柴/汽油质量升级的要求需要做很多工作：

(1)传统工艺技术改进是在滴流床反应器后串联一台滴流床反应器，以降低柴油进料空速，从而实现生产低硫甚至超低硫质量的需要。但是，建设的成本会大大增加。

(2)利用现有的加氢常规工艺技术设计，为了生产低硫甚至超低硫的产品的需要，通过更换新型的催化剂。但是，研发一种新型的催化剂需要大量的试验完成，很难在短周期内完成。

因此，通过工程技术的改进或寻找其他的加氢技术工艺途径显得尤为重要。常规滴流床反应器内的脱硫、脱氮等反应主要以氢气传质，即氢气从气相扩散并溶解到原料油中的速度为整个加氢反应的控制步骤。因此，氢气以饱和的状态溶解于原料油，消除氢气的传质影响，随后进入反应器与催化剂进行催化反应不失为一种高效的加氢精制方法。

近年来超重力技术在化学工程领域的应用研究取得较多重要进展，CN103102942A成功地将原料油通入装有非贵金属催化剂的超重力反应器，与氢气逆流接触进行脱硫、脱氮和部分芳烃饱和反应，但采用填装催化剂的方式，操作过程困难，反应过程压降较大，催化剂容易失活；CN104419454A将金属-聚合物催化剂固定在超重力旋转床反应器的转子上，裂解汽油和氢气通过旋转着的催化剂床层进行选择加氢反应，但并没有具体提出整体式催化剂固定过程的原料配比及固定方法。而且现有超重力技术中，柴油和汽油加氢反应因氢气的溶解度问题，使得加氢效率较低，加氢成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种超重力柴油和汽油加氢精制的方法。该方法使用的反应器可使难溶性氢气在液相溶解度达到过饱和，高效利用还原性氢气，强化气液固相传质，该方法的原料油脱硫率≧90％；脱氮率≧80％；与现有超重力反应器相比，不饱和烃转化率提高≧15％。

本发明中的术语“原料油”是指常规柴油或常规汽油。

为解决上述技术问题，发明采用如下的技术方案：

一种超重力柴油和汽油加氢精制的方法，包括如下步骤：

S1、选择超重力反应器