本发明涉及费托合成油深度加工技术领域,具体地指一种费托合成全馏分油生产低凝中间馏分油系统及方法。
背景技术:
低温费托合成主要产品是含C4~C70的烃类及少量的含氧化合物的复杂混合物,具有无硫、无氮、无金属、低芳烃等特点。传统加氢裂化采用上进料方式,床层温度梯度和压降均较大,反应器上部易结焦,设备投资和运行成本较高,此外异构化率不足,所产柴油凝点高,化学氢耗高。费托合成油与石油有较大不同,其中不饱和烯烃、酸等主要集中于轻组分,轻组分加氢精制会放出大量的热并造成结焦,同时温升明显,温度不易控制。
技术实现要素:
本发明的目的就是要提供一种费托合成全馏分油生产低凝中间馏分油系统及方法,该系统及方法中加氢裂化和加氢异构都采用下进料方式,使氢浓度沿反应器轴向分布更合理,反应器温度梯度最小,同时克服了催化剂床层上部压降大的问题。为实现此目的,本发明所设计的费托合成全馏分油生产低凝中间馏分油系统,其特征在于:它包括第一加氢反应器、第二加氢反应器、气液分离器、分馏塔、费托重油输送管道、费托轻油输送管道、第一氢气输送管道和第二氢气输送管道,其中,所述第一加氢反应器包含上催化剂床层和下催化剂床层,所述费托重油输送管道连接第一加氢反应器的中部输入端,费托轻油输送管道连接第一加氢反应器的底部输入端,所述第一氢裂化反应器的底部输入端位于第一加氢反应器下催化剂床层的下方,所述第一加氢反应器的中部输入端位于第一加氢反应器上催化剂床层和下催化剂床层之间,第一氢气输送管道与费托重油输送管道连通,第二氢气输送管道与费托轻油输送管道连通,第一加氢反应器的输出管道连接第二加氢反应器的底部输入端,第二加氢反应器的顶部输出端连接气液分离器的输入端,气液分离器的液相输出端连接分馏塔的输入端,所述分馏塔具有石脑油产品输出口和低凝柴油输出口,分馏塔的循环油输出端连接第二加氢反应器的底部输入端。一种利用上述系统生产低凝中间馏分油的方法,其特征在于,它包括如下步骤:步骤1:第二氢气输送管道中的氢饱和溶于费托轻油输送管道中的费托轻油中,形成氢饱和费托轻油,该氢饱和费托轻油由第一加氢反应器的底部输入端输入第一加氢反应器,第一氢气输送管道中的氢饱和溶于费托重油输送管道中的费托重油中,形成氢饱和费托重油,该氢饱和费托重油由第一加氢反应器的中部输入端输入第一加氢反应器,氢饱和费托轻油和氢饱和费托重油分别在加氢精制催化剂和加氢裂化催化剂的作用下进行加氢裂化反应生成中间馏分油,中间馏分油通过第二加氢反应器的底部输入端输入第二加氢反应器;步骤2:中间馏分油在第二加氢反应器分别通过第一催化剂反应床层的加氢裂化催化剂和第二催化剂反应床层的加氢异构催化剂进行加氢异构反应,生成低凝中间馏分油;步骤3:低凝中间馏分油进入气液分离器进行气液分离处理,分离出的液相进入分馏塔分馏得到石脑油产品和目的产物低凝柴油。本发明的有益效果:1、本发明中加氢裂化和加氢异构都采用下进料方式,使氢浓度沿反应器轴向分布更合理,反应器温度梯度最小,同时克服了催化剂床层上部压降大的问题。2、费托合成产物以饱和直链烃为主,饱和度较高,化学氢耗低。3、本发明中费托轻油和费托重油如本发明所述分开进料,一来可以保持精制反应床层温度控制平稳,二来又降低了费托重油进料的温度,降低了能耗。附图说明图1为本发明的结构示意图;其中,1—第一加氢反应器、2—第二加氢反应器、3—气液分离器、4—分馏塔、5—费托重油输送管道、6—费托轻油输送管道、7—第一氢气输送管道、8—第二氢气输送管道、9—石脑油产品输出口、10—低凝柴油输出口。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明:如图1所述的费托合成全馏分油生产低凝中间馏分油系统,它包括第一加氢反应器1、第二加氢反应器2、气液分离器3、分馏塔4、费托重油输送管道5、费托轻油输送管道6、第一氢气输送管道7和第二氢气输送管道8,其中,所述第一加氢反应器1包含上催化剂床层和下催化剂床层,所述费托重油输送管道5连接第一加氢反应器1的中部输入端,费托轻油输送管道6连接第一加氢反应器1的底部输入端,所述第一氢裂化反应器1的底部输入端位于第一加氢反应器1下催化剂床层的下方,所述第一加氢反应器1的中部输入端位于第一加氢反应器1上催化剂床层和下催化剂床层之间,第一氢气输送管道7与费托重油输送管道5连通,第二氢气输送管道8与费托轻油输送管道6连通,第一加氢反应器1的输出管道连接第二加氢反应器2的底部输入端,第二加氢反应器2的顶部输出端连接气液分离器3的输入端,气液分离器3的液相输出端连接分馏塔4的输入端,所述分馏塔4具有石脑油产品输出口9和低凝柴油输出口10,分馏塔4的循环油输出端连接第二加氢反应器2的底部输入端。上述技术方案中,所述第一加氢反应器1的上催化剂床层填加加氢裂化催化剂,第一加氢反应器1的下催化剂床层填加氢精制催化剂。上述技术方案中,所述加氢精制催化剂中加氢活性金属为Ni和Mo,含氧化合物含量范围按质量百分比为1%~40%,催化剂载体为多孔耐熔氧化物,如氧化铝、氧化硅或复合氧化物等。所述加氢精制催化剂的比表面积范围为200~600m2/g,加氢精制催化剂的孔容范围为0.3~0.6ml/g。上述技术方案中,所述加氢裂化催化剂中的无定形硅铝的含量按质量百分比为40%~80%,加氢裂化催化剂中的加氢活性金属为Ni和W,加氢裂化催化剂中的含氧化合物总含量按质量百分比为10%~30%。所述加氢裂化催化剂中的分子筛为Y型分子筛、β分子筛、ZSM-5分子筛、SAPO分子筛和MCM-41介孔分子筛中的一种或几种。所述加氢裂化催化剂中分子筛的含量按质量百分比为1%~20%,所述加氢裂化催化剂的比表面积范围为200~500m2/g,加氢裂化催化剂的孔容范围为0.3~0.7ml/g。上述技术方案中,所述第二加氢反应器2包含两个催化剂反应床层,从下往上分别为第一催化剂反应床层和第二催化剂反应床层,第一催化剂反应床层装填加氢裂化催化剂,第二催化剂反应床层装填加氢异构催化剂。加氢异构催化剂的裂化性能相对较弱,以直链烃异构为主要反应,凝点可以明显降低。上述技术方案中,加氢精制催化剂、加氢裂化催化剂和加氢异构催化剂可以选用现有的匹配的商业催化剂。上述技术方案中,第一加氢反应器1包含精制和裂化处理过程,第二加氢反应器2包含裂化和异构处理过程。一种利用上述系统生产低凝中间馏分油的方法,它包括如下步骤:步骤1:第二氢气输送管道8中的氢饱和溶于费托轻油输送管道6中的费托轻油(温度<350℃)中,形成氢饱和费托轻油,该氢饱和费托轻油由第一加氢反应器1的底部输入端输入第一加氢反应器1,第一氢气输送管道7中的氢饱和溶于费托重油输送管道5中的费托重油中,形成氢饱和费托重油(温度≥350℃),该氢饱和费托重油由第一加氢反应器1的中部输入端输入第一加氢反应器1,氢饱和费托轻油和氢饱和费托重油分别在加氢精制催化剂和加氢裂化催化剂的作用下进行加氢裂化反应生成中间馏分油,中间馏分油通过第二加氢反应器2的底部输入端输入第二加氢反应器2;步骤2:中间馏分油在第二加氢反应器2分别通过第一催化剂反应床层的加氢裂化催化剂和第二催化剂反应床层的加氢异构催化剂进行加氢异构反应,生成低凝中间馏分油;步骤3:低凝中间馏分油进入气液分离器3进行气液分离处理,分离出的液相进入分馏塔4分馏得到石脑油产品和目的产物低凝柴油,分离出的气相很少,可以作燃料气。步骤4,分馏塔4中的循环油返回第二加氢反应器2的底部输入端,循环油在第二加氢反应器2中产生循环油溶解氢,对加氢异构反应所用氢中不足的部分进行补充。本发明可以选择在第一加氢反应器1的底部输入端和中部输入端装填加氢保护剂,也可以在第二加氢反应器2的顶部输出端前装填后精制催化剂。上述技术方案中,物流经加氢裂化后,部分氢气被消耗,需要补充氢,因是液相加氢,故补充的氢是饱和溶解在物流中的。上述技术方案中,本文的低凝意思是经过加氢裂化尤其是加氢异构降凝的柴油,凝点根据实际需要,只要低于0#柴油的都可以称作低凝。表1为实施例所用的实验条件,实验结果。加氢精制催化剂、加氢裂化催化剂和加氢异构催化剂均根据上述本发明所述方法和条件等限制,由实验室常规方法制备。表1为工艺实验条件和结果表1说明本发明的产低凝柴油收率好,产品性质好。本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。