[发明专利]一种石油馏分临氢/加氢精制工艺

说明书

本发明属于一种临氢/加氢精制工艺，更具体地说，是石油馏分和氢气在催化蒸馏塔内逆流接触，在催化剂表面反应进行脱硫和脱氮的工艺。

随着我国对环境保护的要求日益严格，石油馏分中的硫、氮含量必须加以严格限制。而我国当前汽油、煤油等油品的质量总体水平较低，且随着原料油性质的变化，原油加工深度的提高，特别是加工进口原油的规模不断扩大、品种增多、硫、氮含量上升，使得油品中硫、氮含量增加，产品质量问题更加严重。因此，加速油品脱硫和脱氮技术开发，提高油品质量十分必要。

油品中硫的存在形式主要为硫醇，脱硫醇(也称为脱臭)方法可以归纳为四种类型：①抽提脱臭；②氧化脱臭；③吸附脱臭；④抽提一氧化脱臭。上述四种方法均是非临氢脱硫醇方法，虽然投资费用较低，但都存在着不同程度的环境污染，并且对油品的色度、总硫、烟点等指标均无改善。

采用常规的滴流床加氢工艺，虽然能达到脱硫和脱氮的目的，色度、总硫、烟点等指标也都有很大的改善，但该工艺的投资和操作费用较高。

催化蒸馏技术(Catalytic-Distillation Technology)是一种将催化反应与产物分馏相结合在一个塔内同时进行的新工艺技术。催化剂装在塔的中段，塔上部和下部分别为精馏段和提馏段。由于反应产物随时被分馏出去，有利于提高反应转化率，并将反应生成热直接用于蒸馏，因而可节约能量。催化蒸馏技术最初用于生产甲基叔丁基醚(MTBE)，现已推广到二聚碳四烯烃、加氢等工艺过程。

USP5,597,476中公开了一种汽油脱硫工艺，该工艺是以裂化石脑油为原料，在第一个催化蒸馏塔内将含大部分烯烃和硫醇的轻馏分蒸到该塔的反应段，硫醇和烯烃反应生成硫化物，与塔底沸点更高的硫化物一起进入第二个催化蒸馏塔，氢气进料口在硫化物之上，将硫化物转化为硫化氢脱除。

CN1189183A和USP5,779,883公开了一种加氢脱硫的催化蒸馏方法，该方法以石脑油、煤油或柴油为原料，以锆-钼、镍-钼或镍-钨为催化剂的活性组分，在常规的催化蒸馏塔中进行反应，反应条件为：氢气分压0.01～70psi(约0～0.48MPa)、温度400～800°F(即204～427℃)、体积空速0.1～10小时-1、氢气与原料油之比300～3000SCFB(即体积比为53.4～534)。

本发明的目的是在现有技术的基础上提供一种在新型催化蒸馏塔中使用催化剂和氢气脱除石油馏分中硫和氮的工艺。

该新型催化蒸馏塔不设精馏段，仅由反应段和提馏段组成，反应段在塔上部，提馏段在塔下部。为了与常规催化蒸馏塔区分，本专利称之为催化提馏/气提塔。

本发明提供的工艺是：石油馏分和氢气分别从催化提馏/气提塔的上部和下部进入塔内，二者在催化剂表面逆流接触，反应生成的产物在氢气的气提作用下从液相转移到气相中，气相物料从塔顶出去经过冷凝器和回流罐后，氢气和大部分气体产物出装置，回流罐下部的液相物料返回塔内；反应段中的液相物流向下经提馏段进入再沸器中，少量溶解在液相物流中的气体产物被蒸回提馏段，在氢气和再沸器产生的蒸气的气提作用下从塔顶分离出去；反应段中的液相物流也可以不经过再沸器，只在氢气的气提作用下将气体产物从塔顶分离出去，而精制后的石油馏分则从塔底出装置。

本发明提供的工艺是这样具体实施的：石油馏分和氢气分别从催化提馏/气提塔的上部和下部进入塔内，向下流动的石油馏分与向上流动的氢气在催化剂表面逆流接触，反应条件为氢气分压0.1～6.0MPa(绝对压力)、反应段温度150～350℃、体积空速10～30小时^-1。反应生成的产物在氢气的气提作用下从液相转移到气相中，气相物料从塔顶出去经过冷凝器和回流罐后，氢气和大部分气体产物出装置，回流罐下部的液相物料返回塔内；反应段中的液相物流向下经提馏段进入再沸器中，少量溶解在液相物流中的气体产物被蒸回提馏段，在氢气和再沸器产生的蒸气的气提作用下从塔顶分离出去；反应段中的液相物流也可以不经过再沸器，只在氢气的气提作用下将气体产物从塔顶分离出去，而精制后的石油馏分则从塔底出装置。

本发明中的石油馏分原料是选自航空煤油馏分、汽油馏分、柴油馏分和重油中的一种，进入催化提馏/气提塔的氢气浓度为50～100％；进入催化提馏/气提塔的氢气与石油馏分原料的体积比(以下简称氢油比)为1～50∶1。

本发明所使用的催化提馏/气提塔仅由反应段和提馏段组成，反应段在塔上部，其高度为塔高的5～95％，提馏段在塔下部，其高度为塔高与反应段高度之差。