[發明專利]改進加氫處理單元的氫處理

無效

• 申請號: 200680002920.0
• 申請日: 2006-01-23
• 公開（公告）號: CN101107058A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 克雷格·Y·薩伯特;愛德華·W·科科倫;理查德·L·埃克斯;巴爾·K·考爾;納拉辛汗·孫達拉姆;詹姆斯·J·斯科爾夫海德;肖恩·C·史密斯;大衛·L·斯特恩
• 申請（專利權）人: 埃克森美孚研究工程公司
• 主分類號: B01D53/047
• 分類號: B01D53/047;C10G45/02;C10G45/58;C10G47/00;C10G45/32;C10G45/44
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 郭國清;樊衛民

技術領域

本發明涉及改質精煉煉油廠物流的改進的加氫處理工藝，該工藝通過使用循環時間小于一分鐘的快速循環變壓吸附法增大用于加氫處理單元中的氫濃度。

背景技術

煉油廠利用加氫處理工藝以提高許多煉油廠物流的性能并從而提高其價值。這種加氫處理單元包括加氫處理、氫化裂化、氫化異構化和氫化處理單元。通常在含氫氣體的存在下，在高溫和高壓的加氫處理條件下，通過在加氫處理反應容器或區域內使烴進料與適當的加氫處理催化劑接觸以產生具有所需產品性能的改質產物而完成加氫處理，所述所需的產品性能如硫和氮含量、沸點、芳烴濃度、傾點和粘度指數。

在精煉操作中實際工業化使用了幾種類型的加氫處理操作。例如，通常利用加氫處理，通過使進料物流與氫和適當的加氫處理催化劑在(一定的)溫度、壓力和流速的加氫處理條件下接觸使得雜原子被轉化成為硫化氫，而從烴進料物流如石腦油、煤油、柴油、瓦斯油、減壓瓦斯油(VGO)、和殘油中除去雜原子，如硫和氮。也使用加氫器改進精煉廠中烴物流的其他性能。通常通過在加氫裂化工藝條件下，使進料物流與氫和適當的加氫裂化催化劑接觸，從而利用加氫裂化除去硫和氮，并通過將較重分子轉化成較輕的分子而降低其沸點。通過在加氫脫蠟和氫化異構化工藝條件下使進料物流和氫在適當的催化劑上接觸，餾出物和潤滑油的加氫脫蠟和氫化異構化改變分子結構并從而改變這些分子的傾點。通過在芳烴/烯烴飽和條件下，使進料物流與氫在適當的催化劑上接觸，用于烯烴和芳烴飽和的加氫處理降低了芳烴和烯烴的濃度。

所有這些加氫處理操作均要求使用氫，且這些加氫處理單元工作要求的氫量出于某些原因大幅增加。在美國、歐洲、亞洲和其他地方的制度壓力產生了如下趨勢，要求越來越嚴格和/或具選擇性的加氫處理工藝，以形成具有極低的硫含量和其他特定性能如降低的芳烴含量和改進的傾點和粘度指數的烴產物。處理更重質的原油和燃油市場減少的趨勢增大了對于加氫裂化的需求，再次導致更高的氫需求。隨潤滑油質量的提高，對于加氫處理需要增加了對于除去更多硫，降低芳烴含量，提高傾點和粘度指數的需求。此外，許多精煉廠接收大量在它們處作為催化重整副產物的氫。然而，目前減少汽油中的芳烴的趨勢限制了使用催化重整，并從而除去了一種氫源。因而，存在對與各種工藝單元相關的改進的氫處理的不斷增長的需求。

加氫處理單元使用常得自產氫工藝單元，或者作為主產物物流或者作為副產物物流的相對大量的氫。來自加氫處理單元的氣相產物物流通常含有再循環到加氫處理反應區的未反應的氫。由于在加氫處理中氫是重要的反應物，純化用作進料物流和/或作為再循環物流的含氫物流中的氫的經濟方法是希望的。在這兩種類型的含氫物流任一種中的更高濃度的氫可產生具有更高進料產出的更經濟的工藝。

待加工的進料類型、產物質量要求、產率和對于特定催化劑循環壽命的轉化量決定了對于加氫處理單元操作要求的氫分壓。該單元的操作壓力和再循環氣體純度決定了氫化處理單元的氫分壓。由于來自下游加氫處理器分離器或閃蒸槽的閃蒸過的氣體的組成控制有限，再循環閃蒸氣體的氫組成限定了最終傳送到加氫處理器分離器的氫分壓。再循環氣體物流中相對較低的氫分壓有效降低了輸入反應器構件中的氫氣分壓，并從而不利地影響關于產品質量和數量、催化劑循環壽命等操作性能。為彌補該較低性能，必須增大加氫處理器反應器的操作壓力，這從操作觀點角度是不希望的。相反，提供增大氫氣回收效率和氫氣濃度，提高了再循環氣體物流的氫分壓。這導致通過這些參數測定的加氫處理工藝的整體性能改進。

已經提出了一些試圖通過增大再循環氣體物流中的氫濃度而改進加氫處理單元的氫利用效率的常規方法。這種工藝通常導致相當大的額外設備成本和/或要求操作條件的顯著改變，如溫度和壓力，這通常導致投資和操作成本增大。

采用的一種改進加氫處理單元中再循環物流的氫純度的方法是常規的變壓吸附法(CPSA)。例如參見1984年7月3日授權與LummusCrest，Inc.的美國專利4,457,384。然而，為了引入所述的PSA單元，反應器流出物氣體物流的壓力必須從約2,500psig(175.8kg/cm²)降至約350psig(24.6kg/cm²)。盡管再循環氫物流的純度可以被增大至約99mol％，在引入加氫處理進料物流之前，該再循環氣態物流必須經受壓縮作用以恢復至2,500psig(175.8kg/cm)。凈的結果是實際上通過加入在利用常規PSA單元時要求的大壓縮器而增大了資金、操作和維持成本。