一種提供石油餾分加氫過程熱量的方法
2023-10-11 04:44:34
專利名稱：：一種提供石油餾分加氫過程熱量的方法
技術領域：
：本發明是一種提供石油餾分加氫過程熱量的方法，具體地說，是一種利用導熱油爐系統為石油餾分加氫過程中的原料加熱、產品精餾提供熱量的方法。
背景技術：
：石油餾分加氫是石油加工過程中對中間物料或最終產品進行精製的一個重要工藝。隨著石油資源的劣質化，國家對石油產品的環保要求日趨嚴格，石油餾分加氫過程在一個煉廠中的地位凸顯重要。石油餾分加氫過程主要包括反應部分和產品精餾部分，其中反應部分是石油餾分物料在氫氣存在下，在一定的反應溫度和壓力條件下，與加氫催化劑接觸，進行油品脫硫、脫氮、烯烴飽和、芳烴飽合及開環、裂化等反應；產品精餾部分是將反應生成物進行產品精餾，得到精製後的滿足一定指標要求的石油餾分如汽油餾分和柴油餾分。為了達到一定的反應溫度，反應部分一般在反應器前需設加熱爐將石油餾分和氫氣混合物加熱到反應溫度；為了保證產品分餾精度，產品精餾部分一般在分餾塔設置進料加熱爐或再沸爐。上述加熱爐的燃料一般採用煉廠幹氣，只有少數地處油田的煉廠才有可能用油田氣作燃料，當煉廠幹氣不足時，還少數煉廠採用燃料油作為該加氫過程的燃料。受石油資源的劣質化和石油產品環保要求日趨嚴格的壓力，煉廠對石油餾分加氫需求不斷擴大、加氫條件越來越苛刻，造成對氫氣的需求日益擴大。由於煉廠幹氣是制氫的適宜便利原料，因而煉廠的幹氣資源非常寶貴。減少作為燃料的煉廠幹氣量，節約儘可能多的幹氣用於制氫是各煉廠普遍面臨的挑戰。本專利提出一種利用燃煤導熱油爐系統為石油餾分加氫過程提供熱量，替代以煉廠幹氣或燃料油為燃料的管式爐，節約煉廠幹氣的方法。對燃煤導熱油爐為石油餾分加氫過程提供熱量，替代以煉廠幹氣或燃料油為燃料的管式爐的方法進行專利及文獻檢索，目前國內未見專利報導，文獻査新顯示，燃煤導熱油爐作為便利的熱源，在化工、食品、油田、建築等行業廣泛應用，但未見文獻報導涉及導熱油系統替代加氫過程的反應加熱爐和產品分餾爐。《石油和化工節能》2000年第6期杜茂敏(導熱油爐供熱系統在油田生產中的應用前景)中介紹了雙溫位導熱油供熱系統在再生氣加熱器、脫乙垸塔底再沸器、脫丁烷塔底再沸器上的應用，由於其具有節能、高效、管理方便、安全可靠等優點，該系統廣泛應用在油氣處理場站。但該文獻沒有涉及導熱油系統應用於加氫過程的反應加熱爐和產品分餾爐。魏慧冬等在《北方交通》2007年發表(導熱油瀝青加熱系統的改造設計)一文，重點介紹了導熱油加熱瀝青的過程。一些文獻還介紹了導熱油系統在精細化工、粗苯生產過程中的應用，如朱玉廷等在《燃料與化工》2003年第6期(導熱油在精苯生產中的應用)介紹了導熱油系統在粗苯精餾工藝中的應用，該導熱油系統應用於粗苯精餾塔加熱的熱源，替代蒸汽。該文獻描述的過程不同於本專利提出的燃煤導熱油爐為石油加氫過程提供熱量方法。
發明內容本發明的目的是提供一種提供石油餾分加氫過程熱量的方法，使用燃煤導熱油爐系統，替代現有技術石油餾分加氫過程的以煉廠幹氣或燃料油為燃料的反應加熱爐和產品精餾加熱爐，具有成本低、安全性高，操作方便等特點。本發明具體採用如下技術方案一種提供石油餾分加氫過程熱量的方法，包括在反應器中，石油餾分在氫氣存在下，與加氫催化劑接觸，進行油品加氫脫硫、脫氮、烯烴和芳烴飽合及開環、裂化，反應產物進行精餾，得合格的油品，其特徵是，所述的加氫為加氫精制或加氫處理，加氫反應在固定床反應器內進行，反應器入口溫度18O300°C，壓力2.020.0MPa;加氫催化劑為硫化態催化劑或還原態催化劑；在反應部分中，石油餾分和氫氣混合物經與導熱油換熱後進加氫反應器入口；產品精餾部分中，反應產物經與導熱油換熱後進分餾塔，或該分餾塔底設再沸器，採用導熱油為再沸器提供熱源。本發明可以採用導熱油串聯加熱流程，具體方案如下石油餾分和氫氣混合後，先與反應產物換熱，然後再與導熱油換熱後進加氫反應器，換熱後的導熱油去分餾塔再沸器，換熱後回燃煤導熱油爐。加氫反應過程為放熱過程，床層總溫升為10180°C，反應器設15個床層，通過床層間注入冷氫來調節床層溫度分布和反應器出口溫度。採用導熱油並聯加熱流程，具體方案如下燃煤導熱油爐的高溫導熱油分兩股，分別與石油餾分和氫氣混合物、以及分餾塔進料或塔底再沸器換熱，兩股換熱後的導熱油會合，循環回燃煤導熱油爐。所述的硫化態催化劑首次使用或再生後再使用時，須進行器內硫化，硫化溫度最高2^TC。所述石油餾分是汽油餾分、柴油餾分、或兩者按照任意比例混合的物料。其中，所述石油餾分中汽油餾分的重量比不小於10%。所述汽油餾分是直餾汽油熘分、二次加工汽油餾分(例如焦化汽油餾分)或者二者任意比例的混合物；所述柴油餾分直餾柴油餾分、二次加工柴油餾分(例如焦化柴油餾分、催化柴油餾分或其混合物)或者二者任意比例的混合物，所述柴油餾分的幹點不超過42(TC。所述石油餾分是初餾點65'C到幹點535i:間的任意熘分，優選餾分(初餾點幹點)寬小於IO(TC的餾分。採用燃煤導熱油爐循環加熱導熱油，導熱油爐出口溫度為20032(TC，波動範圍小於士3°C，返回溫度為160280°C。與現有技術相比，本發明的有益效果在於1)對於一些沒有燃料管網的油品企業，本發明為油品加氫裝置提供了一種可靠的熱源；2)本發明採用的熱源成本低廉。在等當量熱值前提下，煤與幹氣或燃料油價格相差大，一般兩公斤煤(約相當於1公斤幹氣或燃料油的熱值)的價格只有1公斤幹氣的3050%，或燃料油的3040%。3)本發明能夠節約煉廠幹氣，節約出的幹氣作為煉廠寶貴的制氫資源，可以用於生產更多的氫氣，滿足日益增加的加氫能力對氫氣的需求。3)本發明的方法可提高加氫裝置的安全性，使得加氫裝置更加簡化，操作方便。圖1是本發明實施例1設備連接關係圖。圖中，1為石油餾分進氣管線，2為加氫管線，3為換熱器，4為導熱油加熱器，5為反應器，6為空冷器，7為汽液分離器，8為循環氣管線，9為壓縮機，IO為分餾塔，ll為再沸器。具體實施方式實施例下面通過附圖和實施例進一歩說明本發明。本專利實例選用的原料為20wt。/。焦化汽油和80wtM焦化柴油的混合物(性質見表12)，加工量為80萬噸/年的焦化汽柴油加氫精制裝置，操作條件見表3。裝置中反應加熱爐採用導熱油換熱器，分餾塔再沸加熱爐採用導熱油換熱器。表1本專利實例與對比實例焦化汽油性質tableseeoriginaldocumentpage5tableseeoriginaldocumentpage6表2本專利實例與對比實例焦化柴油性質tableseeoriginaldocumentpage6表3本專利實例與對比實例主要工藝參數tableseeoriginaldocumentpage6tableseeoriginaldocumentpage7如圖1所示，焦化汽柴油混合物由石油餾分進氣管線1進入，與經循環氣管線8來自汽液分離器7的循環氣混合後進入換熱器3與反應產物換熱後進入導熱油加熱器4，換熱到反應器入口溫度260'C進入反應器5，在該反應器內，焦化汽柴油混合物在氫氣存在下，在一定的反應溫度和壓力條件下，與加氫催化劑接觸，進行油品加氫脫硫、脫氮、烯烴和芳烴飽合及開環、裂化等反應，達310'C的反應產物由反應器5出口流出，反應產物先進入換熱器3與原料氣換熱，後通過空冷器6進入汽液分離器7，在汽液分離器7中，水相由汽液分離器7底部排出，氣相由分離器7頂部排出，經壓縮機9升壓成循環氣，該循環氣與來自氫氣管線2的補充氫氣混合形成循環氫進反應系統；油相由分離器下部排出經減壓、換熱後去分餾塔IO進行產物分餾，通過控制塔頂的溫度和壓力及操作回流比，塔頂製得滿足一定餾程的加氫精制汽油餾分。分餾塔底部物料由塔底抽出，部分進入再沸器ll，經與來自加熱有換熱器4的導熱油換熱後返回塔底，部分作為精製柴油產品出裝置。本實施例中，導熱油山燃煤導熱油加熱爐經導熱油循環泵升壓的31(TC，在導熱油加熱器4中換熱後，溫度為27029(TC，再去分餾塔再沸器11，為分餾塔提供熱量，出再沸器11的導熱油溫度為250270'C返回導熱油加熱爐，實現導熱油加熱的循環流程。在反應壓力保持基本不變的前提下，加氫精制催化劑從使用初期到末期，因其活性逐漸下降，催化劑的反應溫度(以入口為基準)需由低到高逐漸調整。當反應器入口溫度提到最高允許值，也不能保證裝置中的所有的產品質量滿足相應的標準；或同時裝置的加工量下降到難以操作或沒有效益時，說明該催化劑一個操作周期結束，催化劑需器外再生，再生後的催化劑可重新裝入反應器中使用。本裝置加氫精制反應溫度(以入口為基準)在一個周期內由初期到末期的範圍是2602卯。C，當反應器入口溫度提到29(TC，說明該催化劑一個操作周期結束，需進行再生處理。木裝置以反應溫度範圍為劃分標準的第一個操作周期不小於2年，至少可使用3個周期，即催化劑可進行2次再生，壽命至少6年。本實例以反應溫度範圍為催化劑的一個操作周期的劃分標準，是因為反應溫度(以入口為基準)或溫位是本專利創新點的一個基礎。由於用於本專利目的的、現實可靠的、作為熱源的導熱油的最高使用溫度為320°C，這個最高溫度限制了反應溫度(以入口為基準)。其實，影響催化劑的操作周期的原因還來源於反應器床層壓降。隨著加氫催化劑技術水平的不斷提高，實際應用中，往往床層壓降是影響催化劑的操作周期的主要因素，即由於床層壓降超過允許值使得循環壓縮機功率超高而無法運行，而此時催化劑具有相當的活性或反應溫度(以入口為基準)處於較低的水平。本實例中，在一個周期內(由初期到末期)反應溫度(以入口為基準)的範圍是260290°C，3CTC的溫度範圍對實例一所加工的原料是合適的。為了對比方便，實例一所述的反應溫度均以反應器入口為基準，因為該溫度即為導熱油加熱器的換後溫度，即該溫度僅取決於導熱油的溫位。一般意義的催化劑反應溫度是指床層平均溫度，它是根據反應器入口和出口溫度、採用一定的公式的計算值，在反應器總溫升相同條件下，它還與床層個數和床層冷氫量有關。作為本專利的對比實例，選取的原料性質、裝置加工量、操作條件、催化劑等與本專利實例相同，得到的產品質量相同，性質見表4。不同處在於裝置中採用反應加熱爐和分餾塔再沸加熱爐。兩實例對比結果見表5。表4本專利實例與對比實例精製汽油、柴油性質tableseeoriginaldocumentpage8tableseeoriginaldocumentpage9表5本專利實例與對比實例投資和操作成本tableseeoriginaldocumentpage9權利要求1.一種提供石油餾分加氫過程熱量的方法，包括在反應器中，石油餾分在氫氣存在下，與加氫催化劑接觸，進行油品加氫脫硫、脫氮、烯烴和芳烴飽合及開環、裂化，反應產物進行精餾，得合格的油品，其特徵是，所述的加氫為加氫精制或加氫處理，加氫反應在固定床反應器內進行，反應器入口溫度180～300℃，壓力2.0～20.0MPa；加氫催化劑為硫化態催化劑或還原態催化劑；在反應部分中，石油餾分和氫氣混合物經與導熱油換熱後進加氫反應器入口；產品精餾部分中，反應產物經與導熱油換熱後進分餾塔，或該分餾塔底設再沸器，採用導熱油為再沸器提供熱源。2.根據權利要求1所述的提供石油餾分加氫過程熱量的方法，其特徵是，石油餾分和氫氣混合後，先與反應產物換熱，然後再與導熱油換熱後進加氫反應器，換熱後的導熱油去分餾塔進料或者分餾塔再沸器換熱後回燃煤導熱油爐。3.根據權利要求1所述的提供石油餾分加氫過程熱量的方法，其特徵是，燃煤導熱油爐的高溫導熱油分兩股，分別與石油餾分和氫氣混合物、以及分餾塔進料或塔底再沸器換熱，兩股換熱後的導熱油會合，循環回燃煤導熱油爐。4.根據權利要求1所述的提供石油餾分加氫過程熱量的方法，其特徵是，加氫反應過程為放熱過程，床層總溫升為1018CTC，反應器設15個床層，通過床層間注入冷氫來調節床層溫度分布和反應器出口溫度。5.根據權利要求1所述的提供石油餾分加氫過程熱量的方法，其特徵是，所述的硫化態催化劑首次使用或再生後再使用時，須進行器內硫化，硫化溫度最高2卯'C。6.根據權利要求1所述的提供石油餾分加氫過程熱量的方法，其特徵是，所述石油餾分是汽油餾分、柴油餾分或者二者的混合物。7.根據權利要求6所述的提供石油餾分加氫過程熱量的方法，其特徵是，所述石油餾分中汽油餾分的重量比不小於10%。8.根據權利要求7所述的提供石油餾分加氫過程熱量的方法，其特徵是，所述汽油餾分是直餾汽油餾分、二次加工汽油餾分或者二者任意比例的混合物；所述柴油餾分直餾柴油餾分、二次加工柴油餾分或者二者任意比例的混合物，所述柴油餾分的幹點不超過42(TC。9.根據權利要求6所述的提供石油餾分加氫過程熱量的方法，其特徵是，所述石油餾分是初餾點65'C到幹點535"C間的任意餾分。10.根據權利要求1所述的提供石油餾分加氫過程熱量的方法，其特徵是，採用燃煤導熱油爐循環加熱導熱油，導熱油爐出口溫度為200320°C,波動範圍小於土3'C，返回溫度為160280°C。全文摘要一種提供石油餾分加氫過程熱量的方法，屬於石油煉製
技術領域：
，本發明的技術要點是在加氫反應部分中，石油餾分和氫氣混合物經與導熱油換熱後進加氫反應器入口；在產品精餾部分中，反應產物經與導熱油換熱後進分餾塔，或該分餾塔底設再沸器，採用導熱油為再沸器提供熱源。本發明為油品加氫裝置提供了一種可靠的熱源，等當量熱值前提下，本發明的成本低；本發明節約出的幹氣作為煉廠寶貴的制氫資源，可以用於生產更多的氫氣，滿足日益增加的加氫能力對氫氣的需求。文檔編號C10G45/02GK101265417SQ20081001575公開日2008年9月17日申請日期2008年4月30日優先權日2008年4月30日發明者周彬廣,周敬峰,林維華申請人:山東金誠重油化工有限公司