一種生產優質噴氣燃料的低能耗加氫裂化方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種加氫裂化方法，具體地說是一種同時使用不同類型加氫裂化催化 劑提高部分產品質量并集合正常操作無明火反應加熱爐的加氫裂化方法。
【背景技術】
[0002] 20世紀90年代以來，世界煉油企業加工的原油明顯變重，原油中硫和重金屬含 量逐年上升，API度下降；各國政府公布的環保法規日趨嚴格，實現生產過程清潔化、生產 清潔燃料的要求越來越迫切；成品油市場中柴油需求增長速度遠高于汽油，芳烴和乙烯原 料的需求增長僅僅依靠原油加工量的增長已不能滿足需要。因此，加氫裂化工藝和技術受 到日益廣泛的重視。在原油的二次加工技術中，加氫裂化工藝具有原料適應性強、生產操作 和產品方案靈活性大、產品質量好等特點，能夠將各種重質、劣質進料直接轉化為市場急需 的優質噴氣燃料、柴油、潤滑油基礎料以及化工石腦油和蒸汽裂解制乙烯原料，在全廠生產 流程中起到產品結構和產品質量調節器的作用，是"油-化-纖"結合的核心，加氫裂化技 術已經成為現代煉油和石油化學工業中最重要的重油深度加工工藝。加氫裂化裝置一次性 投資比較大，操作費用也比較高。因此，世界各國各大石油公司都在積極的為降低加氫裂化 的投資和操作費用進行大量的研究，并取得了很大的進展。在催化劑方面：世界各大專利商 皆把催化劑的更新換代作為自己技術發展的重點，近幾年來，不斷在催化劑新材料開發，提 高催化劑的活性、壽命、穩定性以及降低催化劑成本等方面做了大量的工作。在工藝方面： 餾分油加氫裂化技術已相當成熟，各大石油公司在進一步優化加氫裂化操作的同時，把創 新點放在與加氫裂化相關的組合工藝上，通過優化組合工藝來降低成本。
[0003] 加氫裂化屬強放熱反應，加氫裂化裝置的熱量是過剩的。所以反應加熱爐設計負 荷的大小，往往取決于裝置開工時催化劑預硫化所需要的供熱負荷。加氫裝置開工過程中， 需要將裝置在常溫下升到較高溫度（一般為300°c以上)，通常加氫裝置設置加熱爐，為裝置 開工和生產過程中提供熱量。
[0004] 對于使用預硫化型加氫催化劑的加氫裝置開工，最主要的方法是在低溫時引入開 工活化油，通過加熱并按照一定的升溫速度進行升溫，直到溫度接近原料油的起始反應溫 度時分步換進原料油，在開工過程中均需要使用加熱爐來提供反應系統升溫過程的熱量， 開工過程能耗較大，對于沒有加熱爐的裝置無法實現開工過程，另外使用加熱爐會大幅度 增加系統的壓力降而增大能量消耗。
[0005] 美國專利（US 4172815)公開了一種同時生產噴氣燃料和柴油的單段循環加氫裂 化方法，其工藝流程為：重質原料油經過加氫裂化后，其產品經過分餾，得到噴氣燃料餾分、 柴油餾分和尾油；噴氣燃料餾分全部或部分與尾油混合，送回加氫裂化反應器。此工藝流程 明顯的缺點是噴氣燃料再進行加氫裂化雖然提高了質量，但其收率降低較多、氫耗增加，且 投資也增加較多。
[0006] 美國專利（US 5026472)，公開了一種加氫裂化與產品饋分油再加氫精制聯合生產 優質噴氣燃料的方法。其工藝流程可簡單描述為：裂化反應器出來產品通過兩次熱高壓分 離器分離后，得到的煤油餾分在精制反應器中再加氫精制，其中所用催化劑為貴金屬催化 齊IJ;精制反應器出來產品與裂化反應器的重餾分油混合進入分餾塔。該方法技術特點在于 只對煤油餾分進行精制，達到生產噴氣燃料的目的。但該方法需要增加較多設備，而且加氫 精制所用的催化劑為貴金屬催化劑，成本較大，并且不能得到高質量的加氫尾油。
[0007] 中國專利（CN 1272524)公開了一種中壓加氫裂化和煤油深度加氫處理組合的工 藝流程。該流程是將中壓加氫裂化過程中得到的較高芳烴含量的煤油餾分油在一個較低壓 力、氫氣純度較高、較低反應溫度的條件下進行芳烴飽和，所用催化劑為含Pt或Ni還原態 金屬的催化劑。該專利可以很好地對較高芳烴含量的煤油餾分進行處理，得到合格的噴氣 燃料。但是該方法需要增加較多的設備，且煤油餾分的循環量較大，增加了裝置投資，且操 作更為復雜。
[0008] US6224747和US6296758都公開了普通的一段串聯加氫裂化工藝，原料油經過加 氫裂化預處理反應區，加氫裂化反應區，依次進行加氫精制及加氫裂化反應，獲得生成油經 分餾系統分餾獲得相應產品，這些方法都沒有合理利用加氫裂化反應熱，從而減少工程投 資，降低能耗。

【發明內容】

[0009] 針對現有技術的不足，本發明提供一種加氫裂化方法，該方法將高溫高壓逆流傳 熱技術與加氫裂化催化劑級配有機結合，綜合利用加氫裂化反應熱，從而實現裝置在正常 生產中不開反應加熱爐，只設反應開工爐，降低工程投資及操作能耗。該方法通過兩種不同 類型加氫裂化催化劑在反應器中的分層裝填，以充分發揮兩種不同類型加氫裂化催化劑的 特點，在保持催化劑選擇性的同時，提高目的產品質量。
[0010] 本發明一種生產優質噴氣燃料的低能耗加氫裂化方法，包括以下內容： 原料油與氫氣混合后，經過熱高分氣/冷混合進料換熱器、反應流出物/熱混合進料換 熱器，兩次換熱升溫，再經過或不經反應加熱爐后升至反應溫度，依次通過加氫預精制反應 區和加氫裂化反應區，反應流出物經分離和分餾得到各種產品。
[0011] 其中加氫裂化反應區包括至少兩種加氫裂化催化劑。按照與反應物料的接觸順 序，加氫裂化反應區的上游催化劑床層裝填加氫裂化催化劑I，下游催化劑床層裝填加氫 裂化催化劑II ;所述加氫裂化催化劑I以VI B族和/或VDI族金屬為活性金屬組分，催化劑 中改性Y分子篩的含量為15?50wt%，優先為30?40wt%，所述加氫裂化催化劑II同樣以 VI B族和/或VDI族金屬為活性金屬組分，催化劑中改性Y分子篩的含量為3?30wt%，優選 為15?25wt%，其中加氫裂化催化劑I中改性Y分子篩的含量較加氫裂化催化劑II中的改 性Y分子篩含量高10?25個百分數。
[0012] 上面所述的加氫裂化催化劑以改性Y分子篩和氧化鋁為載體，或者以改性Y分子 篩、無定形硅鋁和氧化鋁為載體，或者以無定形硅鋁和氧化鋁為載體，以VI B族(如鎢、鑰） 和/或VDI族(如鎳、鈷）金屬為活性金屬組分，催化劑中同時含有一些助劑如磷、鈦、鋯等元 素中的一種或幾種。一般工業上普遍使用的是含分子篩和/或無定型加氫裂化催化劑。以 催化劑的重量為基準，加氫裂化催化劑中VI B族和/或VDI族活性金屬組分的含量一般為 15?35wt%。
[0013] 根據本發明披露的方法，在某些【具體實施方式】中，加氫裂化催化劑I中改性Y分 子篩的晶胞常數一般為2. 435?2. 445nm，加氫裂化催化劑II中改性Y分子篩的晶胞常數一 般為 2. 425 ?2. 435nm，優選為 2. 425 至小于 2. 435nm (2. 425 ?〈2. 435nm)。
[0014] 所述的加氫裂化催化劑I中，改性Y分子篩的SiO2Al2O 3摩爾比一般為5?70,其 相對結晶度為90?130% ;所述的加氫裂化催化劑II中，改性Y分子篩的SiO2Al2O3摩爾比 一般為5?50,相對結晶度為90?120%。
[0015] 符合要求的加氫裂化催化劑I和加氫裂化催化劑II可以選擇本領域中的商業催 化劑。也可以根據需要，按照本領域熟知方法自行制備分子篩含量符合要求的加氫裂化催 化劑II。
[0016] 根據本發明披露的方法，所述加氫裂化反應區應包括至少2個催化劑床層，通常 包括3?5個催化劑床層。其中所述的2個或多個催化劑床層可以設置于一個反應器內， 或者可以分別設置于兩個或多個反應器內。其中加氫裂化催化劑I與加氫裂化催化劑II的 裝填體積比一般為1:5?5:1，優選1:3?3:1。
[0017] 本發明的加氫裂化方法中，所述加氫裂化反應區的操作條件一般為，反應氫分壓 5?20MPa，平均反應溫度280?427°C，體積空速0. 1?101T1，氫油體積比300?3000。通 常加氫裂化催化劑II的平均反應溫度較加氫裂化催化劑I的平均反應溫度要高3?20°C， 優選5?15°C。
[0018] 本發明方法中所述的換熱器，為高溫高壓逆流傳熱纏繞管換熱器，可以選取市 場現有的各種相關專利技術，如，鎮海石化建安工程有限公司開發的纏繞管換熱器CN 202902937U，可以實現高溫高壓全逆流傳熱，具有傳熱效率高(冷熱端換熱溫差小，一般為 3°C?8°C)、換熱面積大、使用臺數少、制造費用低和占地面積小等特點。
[0019] 本發明方法中所述的反應加熱爐只用于滿足裝置開工升溫過程低溫區的升溫要 求，正常操作時反應加熱爐可以熄火，設計負荷遠低于同類裝置相同處理量的常規反應加 熱爐，一般為同類裝置同類處理量的20%?6