[发明专利]一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢装置及工艺

说明书

本发明涉及生物柴油生产技术领域，特别涉及一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢装置及工艺，包括依次管道连接第一加氢反应器、第二加氢反应器、第三加氢反应器。所述第一加氢反应器、第二加氢反应器、第三加氢反应器均与加氢单元管道连接，所述第一加氢反应器与原料油单元管道连接，所述第三加氢反应器与氢化产物分离单元管道连接，所述氢化产物分离单元和所述加氢单元管道连接。与现有技术相比，本发明将加氢异构降凝工艺与加氢脱氧工艺组合到同一套装置之中，为优化调节十六烷值和凝固点创造了条件，采用一步法生产，避免了物料的反复加热和冷却，有效利用热量，相对于两步法，气体产率和石脑油产率降低，生物柴油产率相应提高。

技术领域

本发明涉及生物柴油生产技术领域，特别涉及一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢装置及工艺。

背景技术

目前，世界能源发展已进入新一轮战略调整期，发达国家和新兴国家通过能源技术路线图的引导，纷纷制定能源发展战略，大力开发可再生能源，减少有害物质和温室气体排放，以实现低碳、清洁发展。

我国耕地资源紧张，以油料作物作为生物柴油的原料并不现实的，而非食用的油料植物例如麻风树、黄连木、油棕等当前原料成本都还比较高。目前我国生物柴油几乎都是以废弃油脂为原料，这比德国用菜子油和美国用大豆油，原料成本有优势。但我国生物柴油产业发展起步较晚，一直采用的都是酯化或者酯交换技术，产品主要是脂肪酸甲酯，质量差、热值低、酸值高、腐蚀性强、生产成本高等，不能独立使用，混用比例太小，市场难以接受。

近几年催化加氢脱氧生产第二代生物柴油的工艺技术得到了很快的发展，国内已经有几套装置投产，产品质量得到了很大提升。这些二代生物柴油与脂肪酸甲酯相比没有羧基、羟基，因此具有与石化柴油相同的组成，可以与石化柴油任意比例调合使用；同时与石化柴油相比，具有硫含量低、不含芳烃、十六烷值高的特点。但是废弃动植物油加氢脱氧、脱羧后形成的正构烷烃，虽然十六烷值很高，但是凝固点很高，达到16～18℃，常温下不能直接使用。

为了解决二代生物柴油低温流动性烷烃，国内某公司在加氢脱氧装置后面，再上了一套以贵金属为催化剂活性中心的加氢异构降凝装置，将加氢脱氧后的正构烷烃转化为异构烷烃。二代生物柴油的凝点可以降低至0℃以下，具有了很好的流动性，但是，将正构烷烃转化成异构烷烃，十六烷值大幅度降低。

由于加氢脱氧与加氢异构两种催化剂，前者需要硫化和补硫，而硫对于贵金属是毒物，因此只能将加氢脱氧与加氢异构分别建成两套装置，以保证各自的循环氢系统。这就带来以下三个问题：1.建设投资大幅度增加；2.运行成本大幅度增加；3.在异构反应的同时，伴随着裂化反应发生，低附加值的燃料气、石脑油增加，而目标产品二代生物柴油收率大幅度降低。因此开发一种一步法废弃动植物油加氢脱氧异构生产高十六烷值低凝固点生物柴油的工艺装置势在必行。

发明内容

针对以上述背景技术的不足，本发明提供一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢装置及工艺。

本发明采用的技术方案如下：一步法生产高十六烷值低凝点生物柴油的加氢装置，关键在于包括依次管道连接第一加氢反应器、第二加氢反应器、第三加氢反应器，所述第一加氢反应器、第二加氢反应器、第三加氢反应器均与加氢单元管道连接，所述第一加氢反应器与废油单元管道连接，所述第三加氢反应器与氢化产物分离单元管道连接，所述氢化产物分离单元和所述加氢单元管道连接。

优选的，所述第一加氢反应器、第二加氢反应器、第三加氢反应器均为两个床层，所述第一加氢反应器(R1)的两个床层分别装填有用于脱钙的催化剂和用于饱和的催化剂，所述第二加氢反应器(R2)的两个床层分别装填有用于脱铁的催化剂和用于脱氧的催化剂，所述第三加氢反应器(R3)的两个床层分别装填有用于异构的催化剂和用于脱硫的催化剂。

优选的，所述加氢单元包括管道连接的制氢PSA单元和新氢压缩机，所述新氢压缩机的出气端与所述第一加氢反应器管道连接，所述制氢PSA单元的进气端与所述氢化产物分离单元管道连接。