[发明专利]制备具有高十六烷值的柴油的方法和设备

说明书

早期国家申请的优先权要求

本申请要求2013年8月30日提交的美国申请No.14/014,524的优先权。

技术领域

本发明领域涉及用于制备柴油的烃转化方法和设备。

背景技术

认识到由于环境顾虑和近期制定的准则和规章，可销售的石油产品必须满足关于污染物如硫和氮的越来越低的极限。新规章要求从用于运输燃料如汽油和柴油中的液态烃中基本完全除去硫。例如，超低硫柴油(ULSD)通常要求少于10wppm硫。

加氢加工是使所选择的原料和含氢气体在反应容器中在升高的温度和压力条件下与合适的催化剂接触的方法。加氢裂化指其中烃在氢气和催化剂的存在下裂化成较低分子量烃的方法。加氢裂化为用于使烃进料如减压瓦斯油(VGO)裂化成柴油(包括煤油和汽油发动机燃料)的方法。加氢处理是将活性物质加氢加工以除去杂原子如硫和氮并将烃原料中的不饱和化合物饱和的一类方法。

加氢处理和加氢裂化将烃上的硫转化成硫化氢并将烃上的氮转化成氨。氨为加氢加工催化剂如加氢裂化催化剂和饱和催化剂(特别是贵金属饱和催化剂)的催化剂毒物。将硫化氢和氨气从液态烃料流中汽提出来以制备它们用于进一步催化加工并提供具有低硫的燃料产物。

在较高压力如12.4MPa(1800psig)至17.2MPa(2500psig)下，加氢处理也可将芳族化合物饱和以提高由含烃进料产生的柴油的十六烷值或者使它更容易加氢裂化。然而，在较低的压力下，加氢处理催化剂在将芳族化合物饱和方面是较无效的。高压加工在资本和操作基础方面更加昂贵，因为它要求更强的冶金和压缩系统。

因此，仍需要以较低成本制备具有较低硫含量和较高十六烷值的柴油产物的改进方法。

发明概述

在工艺实施方案中，提供制备柴油的方法，其包括将含烃原料在加氢处理反应器中在有效产生经加氢处理的料流的条件下在加氢处理催化剂下用氢气加氢处理。将轻气体从经加氢处理的料流中汽提出来以提供汽提的经加氢处理的料流。将汽提的经加氢处理的料流中的芳族化合物饱和以产生饱和料流。将轻气体从饱和料流中汽提出来以提供汽提的饱和料流。最后，将汽提的饱和料流分馏以产生柴油料流。

在设备实施方案中，提供制备柴油的设备，其包含用于将含烃原料加氢处理以产生经加氢处理的料流的加氢处理反应器。第一汽提段与加氢处理反应器连通用于将轻气体从经加氢处理的料流中汽提出来。饱和反应器与第一汽提段连通用于将芳族化合物饱和。第二汽提段与饱和反应器连通用于将轻气体从饱和料流中汽提出来。最后，分馏塔与第二汽提段连通。

其它实施方案包括设备和方法的其它细节。

附图简述

附图为本发明实施方案的简化工艺流程图。

定义

术语“连通”意指在所列组件之间在操作上容许材料流动。

术语“下游连通”意指至少一部分流入下游连通对象中的材料可在操作上从它连通的对象流出。

术语“上游连通”意指至少一部分从上游连通对象流出的材料可在操作上流入它连通的对象中。

术语“直接连通”意指来自上游组件的流进入下游组件中而不经历由于物理分馏或化学转化而导致的组成变化。

本发明所用的术语“主要”或“占优势”指大于50％，适当地大于75％，优选大于90％。

术语“塔”意指蒸馏塔或用于分离一种或多种具有不同挥发度的组分的塔，且可具有在其底部的再沸器和在其顶部的冷凝器。除非另外指出，各塔包含在塔顶部的冷凝器以冷凝并使一部分顶部料流回流返回至塔的顶部和在塔底部的惰性气体注射或再沸器以气化并将一部分底部料流送回塔的底部。可将塔的进料预热。顶部压力为塔的出口处顶部蒸气的绝对压力。底部温度为液体底部出口温度。

如本文所用，术语“真沸点”(TBP)意指用于测定材料的沸点的试验方法，其对应于ASTM D2892，其用于生产标准质量的液化气、蒸馏馏分和残油，基于此可获得分析数据，并在塔中以5:1回流比使用15个理论塔板测定以上馏分的质量和体积收率，由此产生温度相对于蒸馏质量％的图。

如本文所用，术语“柴油沸程”意指使用真沸点蒸馏方法，其中至少5体积％的烃在不小于132℃(270℉)的温度下沸腾，且不大于95体积％的烃在不大于399℃(750℉)，优选377℃(710℉)的温度下沸腾的烃。