[发明专利]残油的催化脱金属和气相氧化脱硫

说明书

本发明为一种处理烃原料的残油的集成方法。首先对油进行加氢脱金属，然后进行气相氧化脱硫。另外的可选步骤(包括加氢脱硫和加氢裂化)也可结合到该集成方法中。

技术领域

本发明涉及一种处理诸如残油(residual oil)的烃进料的集成方法，其涉及加氢脱金属(hydrodemetallization)和气相氧化脱硫(以下称为“ODS”)的集成。包括加氢裂化和加氢脱硫(DHS)在内的其他步骤也可与集成方法一起使用。

背景技术

在衍生自含硫烃的石油产品(例如含硫原油)的加工和最终使用期间，向大气排放的硫化合物会造成健康和环境问题。因此，对例如燃料油的硫含量提出了新的严格要求。这些适用于运输和其他燃料产品的降低硫的严格规范对炼油行业产生了影响，炼油厂必须进行资本投资以将诸如瓦斯油(gas oil)的产品中的硫含量大大降低至百万分之十(按重量计)(ppmw)以下。在工业化国家(例如美国、日本和欧盟国家)中，已要求炼油厂生产环境清洁的运输燃料。例如，自2007年以来，美国环境保护局已要求将公路柴油燃料的硫含量降低97％，从500ppmw(低硫柴油)降低至15ppmw(超低硫柴油)。欧盟已制定了更加严格的标准，要求柴油和汽油燃料中的硫含量低于10ppmw。其他国家也紧随美国和欧盟的步伐，正在制定要求炼油厂生产超低硫含量的运输燃料的法规。

为了跟上生产超低硫燃料的最新趋势，炼油厂必须在工艺或原材料(例如提供灵活性的油)之间进行选择，以便优选通过利用现有设备，可用最少的额外资本投入来满足未来规格。诸如加氢裂化和两阶段加氢处理等技术为炼油厂生产清洁运输燃料提供了解决方案。这些技术是可用的，可在建设新的基层生产设施时应用。

全世界仍安装有许多加氢处理装置，其生产包含500ppmw至3000ppmw硫的运输燃料。这些装置设计用于且正用于在相对较温和的条件(例如，对于沸点为180℃至370℃的直馏瓦斯油，30kg/cm²的低氢分压)运行。通常需要进行改造以升级这些现有设施，以满足上文提到的用于运输燃料的更严格的环境硫规范。但是，由于生产清洁燃料需要相对更严格的操作要求(即更高的温度和压力)，因此改造可能引起很多问题。改造可包括集成以下中的一项以上：新反应器、氢分压、重新设计反应器的内部配置和组件、采用活性更高的催化剂组合物、安装改进的反应器组件以促进液-固接触、增加反应器体积以及提高原料(feedstock)质量。

通常存在于烃燃料中的含硫化合物包括：脂族分子(例如硫化物、二硫化物和硫醇)以及芳族分子(例如噻吩、苯并噻吩及其长链烷基化衍生物，以及二苯并噻吩及其烷基衍生物，例如4,6-二甲基二苯并噻吩)。芳族含硫分子的沸点高于脂族含硫分子，因此沸点更高的馏分的丰度更高。例如，瓦斯油的一些馏分具有不同性质。表1列出了源自阿拉伯轻质原油的轻瓦斯油和重瓦斯油的性质：

表1：轻瓦斯油馏分和重瓦斯油馏分的组成

如表1所示，轻瓦斯油馏分和重瓦斯油馏分的ASTM(美国测试和材料学会)D8685V％点分别为319℃和392℃。此外，轻瓦斯油馏分的硫和氮含量低于重瓦斯油馏分(前者的硫含量为0.95W％，后者的硫含量为1.65W％；前者的氮含量为42ppmw，后者的氮含量为225ppmw)。