用于由可再生资源生产油和柴油的方法

申请号 CN202280061511.7 申请日 2022-09-14 公开(公告)号 CN117940536A 公开(公告)日 2024-04-26
申请人 国际壳牌研究有限公司; 发明人 P·Y·B·陈; V·蒂亚加拉詹; E·S·范杜斯伯格; R·K·惠特; A·雅鲁林;
摘要 一种用于提高来自可 再生原料 的 煤 油 的产率的方法,该方法涉及引导到前导 汽提 器,以分离包含石脑油和更高沸程的 烃 的前导汽提器塔底流以及前导汽提器塔顶流。将该前导汽提器塔底流送到石脑油回收塔,以将塔顶流中的包含石脑油和 水 的蒸气流与重质烃产物流分离。冷凝该蒸气流并除去水,以产生产物石脑油流。在 真空 分馏 器中将 煤油 和柴油沸程产物流与该重质烃产物流分离。
权利要求

1.一种用于提高来自可再生原料油的产率的方法,所述方法包括以下步骤:
使可再生原料在氢化处理段中在足以引起氢化处理反应的氢化处理条件下反应,以产生氢化处理的流出物;
分离所述氢化处理的流出物,以产生至少一种氢化处理的液体流和至少一种废气流;
将所述至少一种氢化处理的液体流引导到前导汽提器,以分离包含石脑油和更高沸程的的前导汽提器塔底流以及前导汽提器塔顶流;
将所述前导汽提器塔底流送到石脑油回收塔,以将塔顶流中的包含石脑油和的蒸气流与重质烃产物流分离;
冷凝所述塔顶蒸气流并除去水,以产生产物石脑油流;以及
将所述重质烃产物流送到真空分馏器,以产生塔顶流、煤油沸程产物和柴油沸程产物流。
2.根据权利要求1所述的方法,其中将无水石脑油流的至少一部分再循环到所述前导汽提器。
3.根据权利要求1所述的方法,其中将无水石脑油流的至少一部分再循环到所述石脑油回收塔。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述重质烃流基本上不含水。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述氢化处理反应选自由加氢、加氢处理、加氢裂化、加氢异构化、选择性裂化以及它们的组合组成的组。
6.根据权利要求1所述的方法,其中所述流出物分离步骤包括将所述流出物引导到一个或多个分离器单元,所述分离器单元选自由热高压分离器、热低压分离器、中高压分离器、中低压分离器、冷高压分离器、冷低压分离器、汽提器、集成汽提器以及它们的组合组成的组。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述可再生原料选自由一种或多种生物可再生脂肪和油、衍生自生物质液化过程的液体、衍生自废物液化过程的液体以及它们的组合组成的组。
8.根据权利要求1所述的方法,还包括优选地以产生包含30重量%至99重量%可再生原料的进料流的量添加用于与所述可再生原料共处理的石油衍生的原料。

说明书全文

用于由可再生资源生产油和柴油的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及由可再生资源生产煤油和柴油的领域,并且具体地涉及用于提高来自可再生资源的煤油和/或柴油的产率的方法。

背景技术

[0002] 由于世界经济增长和发展而导致的对能源需求的增加导致了大气中温室气体浓度的增加。这被认为是21世纪人类面临的最重要挑战之一。为了减轻温室气体的影响,人们一直在努减少全球足迹。地球系统吸收温室气体排放物的能力已经消耗殆尽。因此,目标是到2050年达到净零排放。为了实现这些减排目标,世界正在从单纯的传统碳基化石燃料能源载体转型。及时实现能源转型需要多种方法并行,包括例如节能、提高能效、电气化以及努力利用可再生资源生产燃料和燃料组分和/或化学原料。
[0003] 植物油、从藻类获得的油和动物脂肪被视为可再生资源。而且,分解的材料,诸如热解的可循环材料或木材,被视为潜在的资源。
[0004] 可再生材料可包括具有非常高的分子量和高粘度的材料诸如甘油三酯,这意味着将它们直接或作为混合物用于燃料基料对于现代发动机来说是有问题的。另一方面,构成例如甘油三酯的链基本上是线性的,并且它们的长度(就碳原子数而言)与用于/用作燃料的烃相容。因此,转化包含甘油三酯的进料以获得高质量的燃料组分是有吸引力的。
[0005] 石油衍生的喷气燃料本身含有链烷烃和芳烃。通常,链烷烃为喷气燃料提供最理想的燃烧清洁度特征。使用来自可再生来源的链烷烃的挑战包括由于链长而导致的较高沸点和较高凝固点。这些挑战的解决方案包括裂化以降低链长和/或异构化以增加支化,从而降低凝固点。对于飞机涡轮机燃料来说,芳烃通常具有最不理想的燃烧特征。与其他更饱和的烃相比,某些芳烃(诸如)在飞机涡轮机中倾向于燃烧时火焰的烟更重,并且释放更大比例的作为不期望的热辐射化学能
[0006] Brady等人(US8,193,400,2012年6月5日)涉及一种用于通过以下步骤生产富含支链烷烃的柴油产品的方法:将可再生原料加氢/加氢脱,在热高压氢气汽提器中将包含H2、H2O和碳氧化物的气体流与正链烷烃分离,并将正链烷烃异构化以生成富含支链烷烃的流。将富含链烷烃的流冷却并分离成(i)LPG和石脑油流以及(ii)柴油沸程流。将流(i)、(ii)的一部分或从流(i)分离的LPG和/或石脑油再循环到热高压汽提器的精馏区,以增加反应混合物的氢溶解度。然后将来自热高压汽提器的流出物进行异构化。
[0007] 类似地,Brady等人(US8,198,492,2012年6月12日)涉及一种用于通过以下步骤生产柴油和航空沸点产品的方法:将可再生原料加氢/加氢脱氧,并在热高压氢气汽提器中将包含H2、H2O和碳氧化物的气体流与正链烷烃分离。将正链烷烃异构化并选择性裂化以生成富含支链烷烃的流。将富含链烷烃的流冷却并分离成塔顶流、柴油沸程产物和航空沸程产物。将柴油沸程产物、航空沸程产物、石脑油产物和/或LPG的一部分再循环到热高压汽提器的精馏区,以减少汽提器塔顶中携带的产物的量。然后将来自热高压汽提器的流出物进行异构化。
[0008] 在Marker等人(US8,314,274,2012年11月20日)中,将可再生原料加氢/加氢脱氧,然后异构化并选择性加氢裂化以生成包含支链烷烃的流出物。分离流出物,以提供塔顶流、任选的航空产物流、柴油流和具有更高沸点的流。将柴油沸程产物的一部分再循环到异构化和选择性加氢裂化区。
[0009] Stewart等人(US8,999,152,2015年4月7日)解决了由石油衍生的进料最大限度地生产柴油同时保持煤油产量的挑战。对氢化处理的流出物流进行汽提,并将汽提的流出物分离成重石脑油流、煤油流和柴油流。将重石脑油流与柴油流共混以产生共混的柴油流。
[0010] Ladkat等人(US9,234,142,2016年1月12日和US10,041,008,2018年8月7日)描述了一种用于氢化处理石油衍生的进料的装置。将冷的氢化处理的流出物送到冷汽提塔和轻分馏塔,同时将热的氢化处理的流出物送到热汽提塔和重分馏塔
[0011] 仍然需要提高来自可再生资源的煤油的产率。

发明内容

[0012] 根据本发明的一个方面,提供了一种用于提高来自可再生原料的煤油的产率的方法,该方法包括以下步骤:使可再生原料在氢化处理段中在足以引起氢化处理反应的氢化处理条件下反应,以产生氢化处理的流出物;分离所述氢化处理的流出物,以产生至少一种氢化处理的液体流和至少一种废气流;将所述至少一种氢化处理的液体流引导到前导汽提器,以分离包含石脑油和更高沸程的烃的前导汽提器塔底流以及前导汽提器塔顶流;将所述前导汽提器塔底流送到石脑油回收塔,以将塔顶流中的包含石脑油和的蒸气流与重质烃产物流分离;冷凝所述塔顶蒸气流并除去水,以产生产物石脑油流;以及将所述重质烃产物流送到真空分馏器,以产生塔顶流、煤油沸程产物和柴油沸程产物流。附图说明
[0013] 通过参考以下优选实施方案的具体实施方式和其中引用的附图可以更好地理解本发明的方法,其中:
[0014] 图1是示出本发明的方法的一个实施方案的总体概览的示意图;
[0015] 图2示出了用于本发明的方法中的后处理段的实施方案;并且
[0016] 图3示出了用于本发明的方法中的真空分馏器区的实施方案。

具体实施方式

[0017] 本发明提供了一种用于在来自可再生资源的材料的氢化处理中提高煤油和/或柴油的产率的方法。
[0018] 本发明的方法对于能源转型是很重要的,可通过由可再生资源,特别是由可降解废物源生产低碳能源和/或化学品来改善环境,同时改善该方法的能量效率。
[0019] 加工可再生原料以生产煤油和/或柴油的常见挑战是可再生原料的可变性。可再生原料的可变性可包括从一种类型的原料到另一种类型的变化,例如由于供应和/或市场、原料质量和/或组成分布的变化、季节变化、相同原料来源之间的变化等。反应方案、操作条件、产热、工艺效率、产物组成和/或产物产率都可能受到这种可变性的影响。满足产品规格的另一个挑战是产品组分产率随着催化剂活性的变化而变化,以及/或者从运行开始到运行结束变化。本发明的方法提供了灵活性和稳健性以允许原料的可变性、催化剂活性的变化和/或期望产物的变化,同时降低能耗、操作成本和/或碳足迹。此外,本发明的方法能够改进用于处理石油衍生的原料的现有工艺方案。
[0020] 在本发明的方法中,使可再生原料在氢化处理段中反应,以产生氢化处理的流出物。分离氢化处理的流出物,以产生至少一种氢化处理的液体流和至少一种废气流。将一种或多种烃液体流引导到后处理段。
[0021] 根据本发明的后处理部分,将一种或多种氢化处理的液体流引导到前导汽提器。将包含石脑油和较高沸程的烃的前导汽提器塔底流与前导汽提器塔顶流分离。将前导汽提器塔底流送到石脑油回收塔,以将塔顶流中的包含石脑油和水的蒸气流与重质烃流分离。
冷凝该蒸气流并除去水,以产生产物石脑油流。重质烃产物流基本上不含石脑油和水相。将重质烃产物流送到真空分馏器,以分离塔顶流、煤油沸程产物流和柴油沸程产物流。
[0022] 本发明人已经发现,通过从较高沸程的烃中除去水和石脑油沸程产物,可以在真空分馏器中有效地抽真空,从而产生低得多的操作温度和能量使用较低的较高煤油回收。如下文将更详细地讨论,真空分馏器中较低的操作温度能够实现节能和降低碳足迹。此外,单独的石脑油处理段能够实现更一致的更高价值产品(诸如煤油和/或柴油)产率。
[0023] 用于实施本发明的方法的工艺单元的实施方案在下面描述和/或在附图中示出。为了便于讨论,未显示可用于由可再生原料生产煤油和/或柴油的方法中的额外设备和工艺步骤。额外设备和/或工艺步骤可包括例如但不限于预处理器、加热器、冷却器、空气冷却器、热交换器、混合室、压缩机冷凝器、骤冷流、再循环流、滑移流、吹扫流、回流流等。
[0024] 图1示出了本发明的方法10的一个实施方案的总体概览。可再生原料12在氢化处理段14中反应以产生氢化处理的流出物16。氢气可在其被引入氢化处理段14之前与可再生原料12流结合,与可再生原料12共进料,或独立于可再生原料12添加到氢化处理段14。氢气可以是新鲜的和/或从工艺中的另一单元循环的和/或在HMU(未示出)中产生的。在另一个实施方案中,氢气可在反应器或工艺中原位产生,例如但不限于通过水电解产生。水电解过程可由可再生能源(诸如太阳能光伏、力或水力发电)提供动力,生成绿色氢气、核能,或由来自其他来源的不可再生能源(灰氢)提供动力。
[0025] 如本文所用,术语“可再生原料”、“可再生进料”和“来自可再生来源的材料”是指来自可再生来源的原料。可再生来源可以是适合于生产燃料、燃料组分和/或化学原料的动物、植物、生物和/或生物衍生的或矿物衍生的废料。
[0026] 一类优选的可再生材料是生物可再生脂肪和油,其包含甘油三酯、甘油二酯、甘油单酯、游离脂肪酸和/或衍生自生物可再生脂肪和油的脂肪酸酯。脂肪酸酯的示例包括但不限于脂肪酸甲酯和脂肪酸乙酯。生物可再生脂肪和油包括可食用和不可食用的脂肪和油。生物可再生脂肪和油的示例包括但不限于海藻油、棕色油脂、低芥酸菜籽油、龙骨菜油、蓖麻油椰子油、菜籽油、玉米油、籽油、鱼油、大麻籽油、麻风树油、猪油、亚麻籽油、乳脂、芥末油、橄榄油棕榈油花生油油菜籽油、水黄皮油、污水污泥、豆油、大豆油、向日葵油、妥尔油脂、用过的烹饪油、黄色油脂、白色油脂以及它们的组合。
[0027] 另一类优选的可再生材料是衍生自生物质和废物液化过程的液体。此类液化方法的示例包括但不限于(氢)热解、水热液化、塑料液化以及它们的组合。衍生自生物质和废物液化过程的可再生材料可单独使用或与生物可再生脂肪和油组合使用。
[0028] 在本发明的方法中用作原料的可再生材料可包含杂质。此类杂质的示例包括但不限于固体、、氯化物、磷、金属、碱土金属、聚乙烯和不能皂化的化合物。如果需要,这些杂质可在引入本发明的方法之前从可再生原料中除去。除去这些杂质的方法是本领域技术人员已知的。
[0029] 本发明的方法在处理包含基本上100%可再生原料的进料流时是最有利的。然而,在本发明的一个实施方案中,可再生原料可以与石油衍生的烃共加工。石油衍生的烃包括但不限于来自石油原油天然气凝析油、焦油砂、页岩油、合成原油以及它们的组合的所有馏分。本发明对于包含30重量%至99重量%范围内的可再生进料含量的可再生和石油衍生的组合原料更有利。
[0030] 在氢化处理段14中,使可再生原料12在足以引起选自氢化、加氢处理(包括但不限于加氢脱氧、加氢脱氮、加氢脱硫和加氢脱金属)、加氢裂化、选择性裂化、加氢异构化以及它们的组合的反应的氢化处理条件下反应。反应优选地为催化反应,但可包括非催化反应,诸如热处理等。氢化处理段14可以是单阶段或多阶段的。氢化处理段14可由单个反应器或多个反应器构成。在催化反应的情况下,氢化处理段14可在淤浆、流化床和/或固定床操作中操作。在固定床操作的情况下,每个反应器可具有单个催化剂床或多个催化剂床。氢化处理段14可以并流方式、逆流方式或它们的组合操作。
[0031] 单阶段反应的示例在van Heuzen等人(US8,912,374,2014年12月16日)中公开,其中使氢和可再生原料与加氢催化剂在加氢脱氧条件下反应。来自加氢脱氧反应的全部流出物与催化剂在加氢异构化条件下接触。单阶段反应可在单个反应器容器中或在两个或更多个反应器容器中进行。该方法可在单个催化剂床中进行,例如使用多功能催化剂。另选地,该方法可在堆叠床构型中进行,其中第一催化剂组合物堆叠在第二催化剂组合物之上。
[0032] 在整个氢化处理段14中,催化剂可以是相同的、混合物或不同的。氢化处理段14可包括单个催化剂床或多个催化剂床。催化剂在整个单个催化剂床中可以是相同的,任选地存在催化剂的混合物,或者可以在催化剂床中的两层或更多层中提供不同的催化剂。在多个催化剂床的实施方案中,每个催化剂床的催化剂可以相同或不同。
[0033] 氢化组分可以体金属形式使用或者可将金属负载在载体上。合适的载体包括难熔氧化物、分子筛以及它们的组合。合适的难熔氧化物的示例包括但不限于氧化、无定形二氧化‑氧化铝、二氧化二氧化硅以及它们的组合。合适的分子筛的示例包括但不限于沸石Y、沸石β、ZSM‑5、ZSM‑12、ZSM‑22、ZSM‑23、ZSM‑48、SAPO‑11、SAPO‑41、镁碱沸石以及它们的组合。
[0034] 氢化处理催化剂可以是本领域已知的适用于氢化处理的任何催化剂。催化剂金属在装入反应器时通常处于氧化物状态,并且优选地通过还原或硫化金属氧化物来活化。优选地,氢化处理催化剂包含第VIII族和/或第VIB族的催化活性金属,包括但不限于Pd、Pt、Ni、Co、Mo、W以及它们的组合。与催化剂的氧化物形式相比,氢化处理催化剂通常在硫化物形式下更具活性。硫化过程用于将催化剂从煅烧的氧化物状态转化为活性硫化状态。催化剂可以预硫化或原位硫化。因为可再生原料通常具有低硫含量,所以经常向进料中添加硫化剂以使催化剂保持硫化形式。
[0035] 优选地,加氢处理催化剂包含硫化的催化活性金属。合适的催化活性金属的示例包括但不限于硫化镍、硫化钴、硫化钼、硫化钨、硫化CoMo、硫化NiMo、硫化MoW、硫化NiW以及它们的组合。催化剂床/区可具有两种类型的催化剂的混合物和/或连续床/区,包括堆叠床,并且可具有相同或不同的催化剂和/或催化剂混合物。在使用此类硫化的加氢处理催化剂的情况下,通常向催化剂提供硫源以在氢化处理步骤期间使催化剂保持硫化形式。
[0036] 加氢处理催化剂可以原位或非原位硫化。原位硫化可通过在方法的操作期间向氢化处理催化剂供应硫源,通常为H2S或H2S前体(即容易分解成H2S的化合物,诸如例如二甲基二硫化物、二叔壬基多硫化物或二叔丁基多硫化物)来实现。硫源可以与进料、氢气流一起供应,或单独提供。另一种合适的硫源是与原料共进料的沸点在柴油或煤油沸腾范围内的含硫烃流。此外,进料中添加的硫化合物有利于控制催化剂稳定性,并可降低氢气消耗。
[0037] 优选地,氢化处理反应包括加氢异构化反应以增加支化,从而降低燃料的凝固点。
[0038] 氢化处理段14可作为单阶段过程或多阶段过程操作。在一个优选的实施方案中,氢化处理段14作为单阶段过程操作,采用具有一个或多个固定床的并流模式。在一个实施方案中,氢化处理段14具有单个氢化处理反应器,该氢化处理反应器具有一个或多个催化剂床,这些催化剂床具有用于催化至少一种加氢处理反应(优选加氢脱氧)和加氢异构化反应的相同多功能催化剂组合物。在另一个实施方案中,氢化处理段14具有单个氢化处理反应器,其中具有加氢处理功能的第一催化剂组合物堆叠在具有异构化功能的第二催化剂组合物之上。在另一个实施方案中,氢化处理段14具有用于至少两种催化剂组合物的两个或更多个氢化处理反应器。在又另一个实施方案中,异构化催化剂还可包括选择性裂化功能。另选地,可在相同或不同的床中提供选择性裂化催化剂。可在每个氢化处理反应器中使用不同数量的催化剂床。
[0039] 然后将氢化处理的流出物16引导到分离系统20和后处理段100,以分离塔顶流、煤油沸程产物流52和柴油沸程产物流54。
[0040] 在另一个优选的实施方案中,氢化处理段14作为多阶段过程操作,采用具有一个或多个固定床的并流模式。
[0041] 在一个实施方案中,氢化处理段14具有两个氢化处理反应器。在另一个实施方案中,氢化处理段14具有三个氢化处理反应器,其中第一和第二反应器作为单阶段操作,并且第二和第三反应器以具有中间分离系统20的多阶段配置操作。另选地,第一和第二反应器可以具有中间分离系统的多阶段配置操作,该中间分离系统可在第二和第三反应器之间共享分离系统20的一些或全部分离器单元。
[0042] 氢化处理反应器可各自独立地具有一个或多个催化剂床。在每个氢化处理反应器中使用的催化剂的类型可相同或不同。在一个优选的实施方案中,第一催化剂是加氢处理催化剂,并且第二催化剂是加氢异构化催化剂。在一个优选的实施方案中,在加氢处理和加氢异构化区/反应器之间提供分离系统20。分离来自加氢处理区/反应器的氢化处理的流出物,以产生一种或多种氢化处理的液体流32和一种或多种分离系统废气流34。将氢化处理的液体流32的全部或一部分引导到加氢异构化反应器/区。
[0043] 可将来自一个或多个分离器单元的氢化处理的流出物16和氢化处理的液体流32的一部分例如作为骤冷流(未示出)或作为原料12的稀释剂(未示出)返回到第一氢化处理反应器。可将来自第二和/或第三氢化处理反应器/区的氢化处理的流出物引导到分离系统30的一个或多个分离单元或不同的分离器,然后引导到后处理段100。
[0044] 将氢化处理的流出物16引导到分离系统20,以产生至少一种氢化处理的液体流22和至少一种分离系统废气流24。
[0045] 分离系统20具有一个或多个分离单元,包括例如但不限于气/液分离器,包括热高压和低压分离器、中高压和低压分离器、冷高压和低压分离器、汽提器、集成汽提器以及它们的组合。集成汽提器包括与热高压和低压分离器、中高压和低压分离器、冷高压和低压分离器集成的汽提器。本领域技术人员将理解,高压分离器在接近氢化处理段14压力的压力下操作,合适地比反应器出口压力低0巴‑10巴(0MPa‑1MPa),而低压分离器的操作压力低于氢化处理段14中前一个反应器的压力或前一个高压分离器的压力,合适地为0巴‑15巴(0MPaG‑1.5MPaG)。类似地,本领域技术人员将理解,热是指热分离器在接近氢化处理段14中的前一个反应器温度的温度下操作,其合适地充分高于水露点(例如,高于水露点≥20℃,优选地≥10℃)和充分高于盐沉积温度(例如,高于盐沉积温度≥20℃,优选地≥10℃),而中间分离器和冷分离器相对于氢化处理段14中的前一个反应器处于降低的温度。例如,冷分离器合适地处于可通过空气冷却器实现的温度。中间温度应被理解为是指热分离器或冷分离器的温度之间的任何温度。
[0046] 另外,分离系统20可包括一个或多个处理单元,包括例如但不限于膜分离单元、胺洗涤器、变压吸附(PSA)单元、碱洗以及它们的组合。优选地选择处理单元以分离所需的气相分子。例如,胺洗涤器用于选择性地将H2S和/或碳氧化物与H2和/或烃分离。作为另一个示例,PSA单元可用于纯化氢气流,以再循环到氢化处理段14中的汽提器和/或反应器。
[0047] 可各自在分离系统20的单独实施方案中处理来自氢化处理段14中的一个或多个反应器的氢化处理的流出物。可在所有或一些相同的分离单元中处理来自不同反应器/区的流出物。
[0048] 在一个实施方案中,分离系统20包括热分离器(HS)(诸如热高压分离器、热低压分离器和/或集成汽提器分离器)和冷分离器(CS)(诸如冷高压分离器和/或冷低压分离器)。除了轻质烃、CO2、一氧化碳和H2S之外,HS还从氢化处理的流出物中闪蒸出富氢气体,从而产生氢化处理的液体流22和/或阶段间液体流。将阶段间液体流全部或部分引导到随后的氢化处理区和/或反应器。将氢化处理的液体流22的全部或一部分引导到后处理段100。然后将HS废气例如在空气冷却器(未示出)或热交换器(未示出)中冷却,并引导到CS,在这里将轻质烃的至少一部分作为液体流出物流从HS废气流中分离,优选地与来自另一个氢化处理区/反应器的流出物和/或氢化处理的液体流22合并。可将废气流24引导到气体处理段30、气体处理单元,或用于另一目的。
[0049] 可将来自HS和/或CS的液体流出物的一部分再循环和/或用作氢化处理段14中的一个或多个反应器中的催化剂床之间的稀释剂和/或骤冷流。例如,通过从HS再循环,可以降低来自泵送和/或加热的操作成本。
[0050] 在一个实施方案中,分离系统20包括HS、CS和PSA单元。将来自CS的废气流的全部或一部分引导到PSA单元,以从CS废气流中分离富氢流。可将富氢流再循环到氢化处理段14中的一个或多个反应器、分离系统20或后处理段100中的汽提器和/或精炼厂中的另一处理单元。可在再循环之前在压缩机中压缩富氢流。废气流24还可包括来自HS和/或CS的废气的一部分。可将废气流24引导到气体处理段30、另一气体处理单元(未示出),或用于另一目的。
[0051] 在又一个实施方案中,分离系统20包括HS、CS和胺洗涤器。将来自CS的废气流引导到胺洗涤器,以从CS废气流中分离富氢流。
[0052] 任选地,首先将来自CS的废气流的全部或一部分引导到PSA,然后将来自其的尾气引导到胺洗涤器。在该实施方案中,来自PSA的尾气通常处于比胺洗涤器的压力低的压力下。因此,可能期望在将尾气引导到胺洗涤器之前压缩PSA尾气。另选地,可将PSA尾气作为废气流24引导,以在引导到胺洗涤器之前在气体处理段30中进行处理。
[0053] 可将来自胺洗涤器和/或PSA单元的富氢流再循环到氢化处理段14中的一个或多个反应器、分离系统20或后处理段100中的汽提器和/或另一处理单元。可在再循环之前在压缩机中压缩富氢流。
[0054] 胺洗涤器可以是含有单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、促进的MEA、DEA和/或MDEA、活化的MEA、DEA和/或MDEA以及它们的组合的用于去除一氧化碳的洗涤器。废气流24还可包括来自HS和/或CS的废气的一部分。优选地,来自胺洗涤器的富胺流在低压胺再生器中再生,并且可将来自胺发生器塔顶的废气引导到气体处理段30。可将废气流24引导到气体处理段30、另一气体处理单元,或用于另一目的。
[0055] 本领域技术人员将理解,相同或不同的分离单元和/或处理单元可设置在氢化处理段14中的催化剂区之间和/或之后,以及气体处理段30和/或后处理段100的部件之间和/或之后。
[0056] 将分离系统废气流24引导到气体处理段30。使气体处理段30中的气体流优选地经受加压和/或冷却操作,以获得加压的气体流34和烃馏分32。用于气体处理段30的合适设备的示例包括但不限于压缩机、热交换器、喷射器、分离罐、干燥器、涡轮机以及它们的组合。
[0057] 可将来自气体处理段30的烃馏分32送到后处理段100或者该工艺中的另一流或单元。
[0058] 将一种或多种氢化处理的液体流22引导到后处理段100。现在参考图2,将一种或多种氢化处理的液体物流22引导到前导汽提器112,在这里使用汽提器气体118将前导汽提器塔顶流116与前导汽提器塔底流114分离。汽提器气体包括但不限于蒸汽、氢气、甲烷、氮气等。一些汽提气体的效率可能低于其他汽提气体和/或可能需要额外的工艺设备。因此,考虑到低分子量和相对高的冷凝温度,优选的汽提器气体118是蒸汽。
[0059] 前导汽提器112可在宽范围的操作压力和温度以及塔顶构造下操作。优选地,操作前导汽提器112,使得氢化处理的烃流22中的大量水被移除到塔顶汽提器流116。本发明的方法的优点是可改进来自用于氢化处理石油衍生的原料的方法的前导汽提器112以用于氢化处理可再生原料。
[0060] 根据本发明,将汽提器塔底流114送到石脑油回收塔132。同时,将汽提器塔顶流116送到冷凝器或蓄积器122,在这里将水作为液体水流124除去。将轻质烃126任选地再循环到前导汽提器112。
[0061] 来自石脑油回收塔132的塔顶流128将石脑油沸程的烃运送到塔顶分离器134,在这里将石脑油产物流136与酸性水流138分离。石脑油回收塔132可以在大气压至轻度真空范围内的压力下操作。有利地选择压力以允许通过所选择的介质(例如,高压蒸汽或热油)再沸腾和/或在预冷凝器中提供石脑油的冷凝,以避免石脑油必须穿过真空系统元件的能耗。有利地,石脑油回收塔132设有一次通过式再沸器,以使再沸器(未示出)上的对数平均温差(LMTD)最大化,从而简化操作并提高原料变化、催化剂失活以及运行开始到运行结束变化的灵活性。
[0062] 本发明的优点之一是当正在加工的可再生原料存在可变性时,可以灵活地对工艺进行即时改变以满足煤油和/或柴油的产品规格。可再生原料的可变性可包括从一种类型的原料到另一种类型的变化,例如由于供应和/或市场、原料质量和/或组成分布的变化、季节变化、相同原料来源之间的变化等。例如,氢化处理一些原料将产生比其他原料更低水平的石脑油。基于进料,石脑油的常见产率为10重量%‑15重量%。取决于原料、催化剂失活的程度和/或该方法是否处于启动阶段,石脑油产率的量可能非常低,例如1重量%。
[0063] 通过除去石脑油回收塔132中的水,石脑油回收塔底流144在被送到真空分馏器150时基本上是干燥的,这降低了真空系统的能耗。
[0064] 本发明的方法100允许将石脑油产物流136作为回流142再循环以产生足够的塔流量,以实现石脑油与中间馏出物之间的非常好的分馏。可将石脑油产物流136的一部分或全部暂时再循环到前导汽提器112。
[0065] 将石脑油回收塔底流144送到真空分馏器150。根据本发明,石脑油回收塔底流144基本上不含水,并且石脑油沸程和较低沸点的烃基本上被除去。这通过降低真空系统的能耗改善了真空分馏器150的操作。此外,因为大部分石脑油产物在另一单元中回收,所以可以在没有与喷射侧流汽提器相关的资金和操作费用的情况下操作真空分馏器150,如常规方法中所需要的。此外,通过使用真空分馏器,可以提高煤油产品的产率,而不需要加热炉来加热进料(例如,在火焰加热器中)以及相关的操作和能量成本。
[0066] 真空分馏器150优选地是填充塔。与大气分馏相比,在真空下可以更有效地填充。
[0067] 现在转到图3,其示出了用于本发明的方法10中的真空分馏器区160的实施方案,将石脑油回收塔底流144引导到真空分馏器150。真空分馏器150可在从轻度到深度真空的真空压力范围下操作,这取决于石脑油回收塔底流144的组成和期望的产物产率。对于给定的柱直径,本发明的真空分馏器150提供所施加的真空压力的范围。以这种方式,可根据再沸器152中的可用热介质154调节真空压力。在图3所示的实施方案中,再沸器是使用泵156循环柴油沸程产物流54的一部分的强制循环再沸器。通过热介质154蒸发产物流54并将其返回到真空分馏器150以驱动分馏。热介质154可选自蒸汽、热油和/或氢化处理反应器流出物22。
[0068] 任选地用热交换器(未示出)预热石脑油回收塔底流144以提供用于降低再沸器152负荷要求的处理,并且还允许降低再沸器循环速率。这种灵活性在某些产率情况下特别有利,例如当再沸器的LMTD相对较低时。
[0069] 将煤油沸程产物流52的一部分通过煤油回流流158、顶部循环回流流162和任选的冷前端回流流164返回到真空分馏器150,以冷却和/或冷凝真空分馏塔150中的蒸气。在一个优选的实施方案中,冷前端回流流164与顶部循环回流流162一起工作以对煤油回收进行微调。
[0070] 在一个优选的实施方案中,将来自真空分馏器150的塔顶流166与燃料气体172一起送到塔顶冷凝器168。向石脑油回流流142提供重石脑油废液再循环流174,以解决真空分馏器150的进料中的任何石脑油滑移。
[0071] 本发明的方法10允许可再生原料的可变性,包括从一种类型的原料到另一种类型的变化,例如由于供应和/或市场、原料质量和/或组成分布的变化、季节变化、相同原料来源之间的变化等。本发明10的方法提供了满足柴油和/或煤油产品规格的灵活性,尽管反应方案、操作条件、产热、工艺效率、产物组成和/或产物产率受这种可变性的影响发生变化,甚至由于催化剂活性变化而引起产品组分产率的变化和/或从运行开始到运行结束的变化。本发明的方法10提供了灵活性和稳健性以允许原料的可变性、催化剂活性的变化和/或期望产物的变化,同时降低能耗、操作成本和/或碳足迹。此外,本发明的方法能够改进用于处理石油衍生的原料的现有工艺方案。
[0072] 虽然参考各种实施方式和利用方式描述了实施方案,但是应当理解,这些实施方案是例示性的,本发明主题的范围不限于此。许多变型、修改、添加和改进都是可以的。可以使用本文提供的技术的各种组合。
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