[发明专利]利用费托合成油生产柴油和喷气燃料的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及费托合成油深度加工技术领域，具体地指一种利用费托合成油生产柴油和喷气燃料的系统及方法。

背景技术

目前全球范围内的能源主要来源于化石能源，其中石油是马达燃料的最主要来源。石油属于不可再生能源，不仅资源日益枯竭，而且重质化和劣质化趋势加剧。而世界经济持续发展、环保法规日益严格需要生产大量轻质清洁燃料，这些都要求对现有的炼油技术进行完善和改进的同时增加新的石油替代品，以最低的成本生产出符合要求的产品。催化裂化是重质油轻质化的重要手段之一，但是随着催化裂化加工原料的劣质化和重质化，其操作条件越来越苛刻，轻质产品收率和产品性质变差，而催化裂化原料加氢处理技术不仅可以除去硫、氮、金属等杂质的含量，还可改善进料的裂化性能，降低FCC(催化裂化)操作苛刻度；改善产品分布，提高目的产品选择性；降低干气和焦炭产率，提高FCC装置的经济性；降低目的产品硫含量；减少再生烟气中SOx及NOx含量等。

中国是一个多煤缺油的国家，2009年我国原油进口总量达1.99亿吨，对外依存度已达51.3％以上。预计2020年，我国对原油对外进口总量将超过60％。国际石油市场的波动和变化将直接影响我国经济乃至政治的安全和稳定。通过非石油路线合成液体燃料解决液体燃料供需问题，不仅满足国家能源战略安全要求，而且对国民经济长期稳定可持续发展具有重要的促进作用。在众多替代能源技术中，费托合成技术成为各国、各大石油公司技术开发的热点。费托合成的原料来源广泛，煤、天然气、油田伴生气、炼厂轻烃、劣质渣油等均可以作为合成气的生产原料。

采用费托合成技术生产的液体燃料燃烧性能好，排放污染小，被称为清洁能源。因此，开发石油替代能源是解决石油紧缺和国家能源安全的最可行措施之一。如果能将费托合成产物以高效洁净的工艺方法大规模地转化为液体燃料，将会有效地缓解油品供应的紧张状况，促进经济持续稳定地发展。费托合成产物的烃类组成和主要性质与石油产品差异较大，主要由烷烃和烯烃构成，且硫、氮含量极低，但含有一定量的氧。费托合成产物得到的各个馏分需要经过相应的加氢提质，才能得到合格的液体燃料及化学品。通常，液态烃和合成蜡经加氢处理后可以生产出柴油、喷气燃料、汽油、石脑油和精制蜡等产品。

费托合成油具有无硫、无氮和无芳烃的特点，是环境友好的燃料油和化学品。但是合成粗油品中含有大量的烯烃和一定量的含氧化合物，尤其是酸性含氧化合物会严重腐蚀设备，不利于合成粗油品的进一步加工和利用。所以必须采用适当的方法对费托合成油进行加氢脱氧和烯烃饱和。作为费托合成技术的主要目的之一，生产柴油是合成油工厂的重要任务，而传统低温法合成油和高温法合成油通过加氢方法生产柴油的过程均存在一定问题。由于低温法合成油的特点，使得加氢后的柴油馏分具有凝点高、密度低的特点，无法直接作为商品柴油销售。高温法费托合成油由于具有较高的烯烃和二烯烃含量，加氢过程中非常容易结焦，进而缩短了装置运转周期。

针对费托合成油的加氢改质，各大研究机构开发了一些相关技术，分别对低温法和高温法费托合成油进行了各种改进，但是这些已知技术都存在一些不足：

美国专利申请US6309432公开了一种加工提质费托合成油的方法，该法先将费托合成油以371℃为分界点切割成轻重两个馏分，低于371℃的轻馏分先后经过热分分离和冷分分离系统得到246～371℃馏分和C5～246℃馏分，246～371℃馏分和高于371℃的重馏分经过加氢异构裂化反应器，在烯烃饱和、加氢脱氧的同时，正构烷烃发生加氢异构和加氢裂化反应，异构产物主要为单甲基支化烃类，C5～246℃馏分不经过加氢处理，而是与加氢裂化反应器出来的产物混合后去分馏塔，切割得到相应的喷气燃料等馏分。由于费托油中含有较高含量的烯烃和氧含量，直接与异构裂化催化剂接触，会影响催化剂的稳定性和运转周期，且产品质量较差。