一种制备轻质芳烃的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种生产高品质轻质芳烃的加氢裂化方法及系统。主要解决以往技术以芳烃为目标产品时芳烃纯度不高的问题。本发明专利技术通过将催化柴油物流经过加氢精制、分离杂质、深度脱氮后进行加氢裂化反应。反应后分离得到包括轻烃、富含轻质芳烃的重石脑油和重质尾油在内的馏分。可用于从催化柴油生产含高品质轻质芳烃的重石脑油，解决了催化柴油的加氢裂化产物芳烃纯度不高的问题，取得了较好的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种制备轻质芳烃的方法和系统
本专利技术涉及加氢裂化
，具体涉及一种从催化柴油生产高品质轻质芳烃的加氢裂化方法和系统。
技术介绍
在石化工厂中，芳烃联合装置通常以对二甲苯(联产邻二甲苯)为目的产品，为下游PTA(二甲苯生产精对苯二甲酸)装置提供原料。除了催化重整油和裂解汽油中的二甲苯外，主要是将甲苯和C9/C10芳烃等芳烃原料在分子筛催化剂作用下进行歧化和烷基转移反应生成混合二甲苯和苯。进入歧化和烷基转移装置的C9/C10重芳烃中非芳烃含量要求小于0.5wt％。混合二甲苯经过结晶分离或吸附分离生产对二甲苯。进入分离装置的混合二甲苯也要求有较低的非芳烃含量，以保证原料中的对二甲苯浓度，提高分离效率。乙烯装置和芳烃联合装置都以石脑油为原料，有限的石脑油资源还要满足快速增长的车用汽油需求。降低对原料石脑油的依赖程度，拓展芳烃原料资源，是当前发展石油化工的重要课题。催化柴油(LCO)的含硫量0.2～1.5wt％，氮含量100～1500ppm，十六烷值只有15～25，点火性能差，加工成车用柴油的技术经济性不佳。其总芳烃含量高达70wt％以上，其中萘系双环芳烃占到70wt％左右，单环芳烃和三环芳烃约各占15wt％左右，其它为烷烃、环烷烃和烯烃等，是量能巨大的芳烃资源库。我国催化裂化(FCC)装置年加工量已接近2亿吨，LCO的年生产量超过4000万吨。随着市场对柴油需求的转向疲软，从LCO生产柴油越来越不经济。轻油型加氢裂化将催化柴油经过加氢精制后进行加氢裂化反应，得到石脑油馏分的重整料或汽油馏分，此过程存在所得石脑油中芳烃收率较低的问题。若石脑油馏分用于重整制芳烃原料，过度饱和后生成的环烷烃和链烷烃还要在重整装置中转化为芳烃，不是一条经济的路线。如CN101684415A专利描述的轻油型加氢裂化方法，不直接产芳烃，重石脑油的芳潜最高只有57％。中国专利CN101724454A和文献(CatalysisToday，271(2016)149–153，DirectproductionofhighoctanegasolineandULSDblendstocksbyLCOhydrocracking，ChongPengetal)介绍了加氢精制和加氢裂化的单段串联方案，能够从LCO得到高辛烷值汽油。其中65-210℃馏分的芳烃含量为62.01％，由于C8、C9和C10馏分均含有较高含量的非芳，无法与现有芳烃联合装置的总流程整合。而且，还产出了约40wt％左右的低品质柴油，原料的利用效率较低。中国专利CN110180581A描述了一种催化剂及其在C11+重芳烃轻质化反应中的应用，用于处理加氢精制后催化柴油，轻质化产物中的二甲苯产品的纯度达到96％，C9A和C10A芳烃的纯度均大于98％，轻质芳烃产品纯度已经与催化重整过程所产芳烃的纯度接近。然而，经过加氢精制后，催化柴油中含氮化合物不能通过加氢精制反应完全除去。特别是催化柴油原料的终馏点超过360℃甚至更高时，精制油中的氮含量仍然超过10ppm，这将对之后的加氢裂化反应的轻质芳烃纯度带来不利影响。目前，仍然没有理想的方案，以进一步降低加氢精制催化柴油中的氮含量，利于以生产芳烃为目的的加氢裂化催化剂最大化发挥效能，提高芳烃产品纯度。
技术实现思路
针对现有技术中以轻质芳烃为目标产品时，重石脑油馏分的轻质芳烃纯度过低的问题，本专利技术提供了一种用于从催化柴油生产高品质轻质芳烃的加氢裂化方法。具有重石脑油中芳烃含量高，C8、C9和C10馏分直接满足芳烃联合装置对原料质量要求的特点。本专利技术所述的轻质芳烃是指碳数小于10的芳烃，包括C6芳烃，例如苯；C7芳烃，例如甲苯；C8芳烃，例如乙苯、二甲苯；C9芳烃，例如甲乙苯、丙苯、三甲苯；C10芳烃，例如四甲苯、二甲基乙基苯、二乙苯等。本专利技术的目的之一是提供一种制备轻质芳烃的方法。本专利技术所述的制备轻质芳烃的方法，包括以下步骤：1)将催化柴油在临氢条件下与加氢精制催化剂接触，得到第一物流；2)将所述第一物流分离杂质后所得的液相物流临氢条件下与脱氮催化剂接触得到第二物流；3)将所述第二物流在临氢条件下与加氢裂化催化剂接触，得到第三物流；4)将所述第三物流进行分离，得到包括干气(富含甲烷和乙烷的氢气)、轻烃(富含C3-C5烷烃的物流)、富含轻质芳烃的重石脑油(富含苯-甲苯物流、二甲苯物流、C9芳烃和C10芳烃物流)和重质尾油(含C10以上重芳烃)在内的馏分。根据本专利技术的一个方面：本专利技术所述方法的步骤1)，作为原料油的所述催化柴油在临氢条件下与加氢精制催化剂接触，进行加氢精制反应：催化柴油物流和氢气与加氢精制催化剂接触，脱除大部分的硫、氮杂质(脱硫脱氮)，并发生保留一个芳环的稠环芳烃的选择饱和反应。所述加氢精制可以按照本领域常规已知的任何方式和任何方法进行，只要将所述催化柴油实现脱硫脱氮，并将其中的稠环芳烃加氢饱和保留一个芳环即可，并没有特别的限定。催化柴油经过加氢精制后得到的第一物流，主要包含脱除了绝大部分硫氮杂质的精制催化柴油、含硫化氢和氨的气相；其芳烃的总保留率大于90wt％，优选芳烃的总保留率大于91％，更优选芳烃的总保留率大于92％。本专利技术的方法所述步骤1)中，所述的加氢精制反应为现有技术公知的催化柴油加氢精制技术。其加氢精制反应条件可采用现有技术中已知的催化柴油加氢精制的反应条件；其所述加氢精制催化剂可以采用现有技术中已有的任何类型的加氢精制催化剂，只要能实现步骤1)的催化柴油加氢精制目的即可。本专利技术的方法，所述步骤1)加氢精制段的加氢精制反应条件优选为：氢油体积比500～3000Nm3/m3，优选800～2000Nm3/m3，更优选1000～1500Nm3/m3；反应器入口温度280-420℃，优选300～410℃，更优选310～390℃；氢气分压力为5～10MPa，优选5～8MPa，更优选6～7MPa；空速0.5～2.0小时-1，优选0.6～1.5小时-1，更优选0.8～1.2小时-1。在本专利技术的方法中，步骤1)的加氢精制催化剂可优选为以下：以重量份数计包括：a1)60～95份，优选65～90份，更优选70～90份载体；和b1)VIII族-VIB族金属氧化物，其重量份数为5～40份，优选10～30份；以上各组分重量份数基于所述载体和所述加氢金属氧化物的总重量份数为100份。以重量份数计，所述载体包括：60～98份的氧化铝；0～40份的氧化硅；基于所述氧化铝、所述氧化硅的总重量份数为100份。所述金属氧化物优选选自由镍、钴、钼、钨和铁的氧化物中的至少一种。所述加氢精制催化剂优选在反应之前进行预硫化。所述加氢金属预硫化采用本领域现有技术通常的催化剂预硫化方法。本专利技术的加氢精制催化剂更优秀为镍钼氧化物/氧化铝双金属、镍钼钨氧化物/氧化铝三金属型催化剂，脱氮效果较好。本专利技术所述加氢精制催化剂可采用本领域的任何方法进行制备，例如载体可通过本领域的挤条、滚球或油柱成型等方法制备；催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备轻质芳烃的方法，包括以下步骤：/n1)将催化柴油在临氢条件下与加氢精制催化剂接触，得到第一物流；/n2)将所述第一物流分离杂质后所得的液相物流在临氢条件下与脱氮催化剂接触得到第二物流；/n3)将所述第二物流在临氢条件下与加氢裂化催化剂接触，得到第三物流；/n4)将所述第三物流进行分离，得到包括干气、轻烃、富含轻质芳烃的重石脑油和重质尾油在内的馏分。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备轻质芳烃的方法，包括以下步骤：
1)将催化柴油在临氢条件下与加氢精制催化剂接触，得到第一物流；
2)将所述第一物流分离杂质后所得的液相物流在临氢条件下与脱氮催化剂接触得到第二物流；
3)将所述第二物流在临氢条件下与加氢裂化催化剂接触，得到第三物流；
4)将所述第三物流进行分离，得到包括干气、轻烃、富含轻质芳烃的重石脑油和重质尾油在内的馏分。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述步骤2)将第一物流分离杂质包括将所述第一物流进行气液分离和汽提在内的步骤。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述步骤2)的脱氮催化剂，以重量份数计，包括：a)1～30份β-钼酸镍；b)0.5-10份二氧化硅；c)60～98.5份氧化铝。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述步骤3)的加氢裂化催化剂，以重量份数计，包括：a)5～80份空间指数小于18的固体酸沸石；b)0.05～8份VIII族金属；c)3～25份VIB族金属氧化物；d)15～90份粘结剂。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤2)的脱氮反应条件包括：
氢油体积比50～1000Nm3/m3，优选100～800Nm3/m3，更优选150～500Nm3/m3；和/或，
反应器入口温度200-400℃，优选240～380℃，更优选280～370℃；和/或，
氢气分压力0.5～10MPa，优选1～8MPa，更优选3～6MPa；和/或，
空速0.2～4.0小时-1，优选0.5～3小时-1，更优选0.6～2小时-1。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述步骤4)第三物流的分离包括气液分离和分馏。...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑均林，孔德金，宋奇，姜向东，侯敏，祁晓岚，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11