一种处理汽油的方法

文档序号:695704 发布日期:2021-05-04 浏览:44次 >En<

阅读说明:本技术 一种处理汽油的方法 (Method for treating gasoline ) 是由 王新 许友好 于 2019-10-30 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种处理汽油的方法,该处理方法包括:将汽油原料进行切割得到轻汽油馏分和重汽油馏分;将所得轻汽油馏分送入加氢处理反应器与加氢催化剂接触进行缓和加氢脱硫反应,得到脱硫轻汽油;将所得重汽油馏分送入流态化反应器与吸附脱硫催化剂接触并进行吸附脱硫反应,得到脱硫重汽油。本发明提供的方法能够降低汽油中的硫含量并最大限度保留烯烃,并保持或提高汽油的辛烷值。(The invention relates to a method for treating gasoline, which comprises the following steps: cutting a gasoline raw material to obtain a light gasoline fraction and a heavy gasoline fraction; sending the obtained light gasoline fraction into a hydrotreating reactor to contact with a hydrogenation catalyst for mild hydrodesulfurization reaction to obtain desulfurized light gasoline; and (3) feeding the obtained heavy gasoline fraction into a fluidized reactor to contact with an adsorption desulfurization catalyst and carrying out adsorption desulfurization reaction to obtain the desulfurized heavy gasoline. The method provided by the invention can reduce the sulfur content in the gasoline, retain the olefin to the maximum extent and maintain or improve the octane number of the gasoline.)

一种处理汽油的方法

技术领域

本发明涉及一种处理汽油的方法。

背景技术

汽车尾气排放导致的大气污染日益严重。随着人们对环境保护的日益重视,我国加快了车用燃料质量升级的步伐,GB17930-2016要求汽油中硫含量不大于10μg/g,烯烃体积分数不大于18%。

催化裂化汽油是我国车用汽油的主要组成部分,在汽油池中占75%左右,而其特点是具有较高的烯烃和硫含量。采用加氢技术实现汽油的深度脱硫和降低催化裂化汽油中的烯烃含量并不困难,但由于烯烃是高辛烷值组分,其含量的大幅降低将导致汽油辛烷值的严重损失,从而影响汽油的车用性能和炼油厂的经济效益,因此在实现汽油的深度脱硫同时保持汽油辛烷值成为我国清洁汽油生产的热点。

目前,汽油的深度脱硫主要是采用加氢脱硫或吸附脱硫的方法。

选择性加氢脱硫是目前脱除噻吩类硫化物的主要方式之一,但烯烃饱和等反应同样大量发生,造成辛烷值损失较大。此外,恢复辛烷值的深度加氢方法也同样被人们认可,是在进行深度脱硫和烯烃饱和的同时,设置第二反应器以促进低辛烷值的烃类裂化、异构化和烷基化反应,从而达到恢复辛烷值的目的。吸附法脱除燃油中的含硫化合物,是采用吸附剂对轻质油进行临氢反应吸附,生成金属硫化物或利用硫化物极性脱除硫,氢耗较低,脱硫效率高,可以生产硫含量在10μg/g以下汽油。虽然吸附工艺在低氢耗条件下实现了汽油的深度脱硫,汽油产物辛烷值仍然略有损失,尤其是当处理烯烃含量高和硫含量高的汽油原料时,仍然造成汽油辛烷值损失较大。

中国专利CN101845322A公开了一种降低汽油中硫和烯烃含量的方法,原料催化裂化汽油先经过预加氢反应器脱除二烯烃,然后进入分馏塔切割分馏成轻、重汽油,轻汽油进行临氢吸附脱硫,重汽油进入选择性加氢反应器加氢脱硫,反应流出物再进入加氢改质反应器进行加氢改质,降低烯烃含量,改质后的重汽油与轻汽油吸附脱硫产品调和得到满足标准要求的清洁汽油。吸附脱硫在临氢的条件下进行,会饱和催化裂化汽油中的烯烃,尤其是轻汽油,轻汽油中的烯烃组分辛烷值较高,会造成汽油的辛烷值大量损失。

发明内容

本发明的发明人发现,催化汽油烯烃主要集中在轻汽油馏分,尤其是辛烷值高的C5、C6烯烃,不管是吸附脱硫还是加氢脱硫,最关键的就是在脱硫过程中尽可能优化催化剂和工艺条件保留这部分轻汽油烯烃,减少辛烷值损失。

本发明的目的是提供一种处理汽油的方法,该方法能够降低汽油中的硫含量,最大限度保留烯烃,并能够保持或提高汽油的辛烷值。

为了实现上述目的,本发明提供一种处理汽油的方法,该方法包括:

将汽油原料进行切割得到轻汽油馏分和重汽油馏分;

将所得轻汽油馏分送入加氢处理反应器与加氢催化剂接触进行缓和加氢脱硫反应,得到脱硫轻汽油;

将所得重汽油馏分送入流态化反应器与吸附脱硫催化剂接触进行吸附脱硫反应,得到脱硫重汽油。

本发明与现有技术相比具有以下技术效果:

1、本发明将轻汽油馏分进行缓和加氢处理,降低硫含量的同时最大限度保留高辛烷值烯烃;

2、本发明的方法将高硫汽油原料进行切割分离为轻汽油馏分和重汽油馏分后,将轻汽油馏分进行缓和加氢处理,降低硫含量的同时最大限度保留烯烃;该方法将重汽油馏分与吸附脱硫催化剂接触进行脱硫反应,可以大幅提高重汽油馏分的脱硫率。

本发明的其他特征和优点将在随后的

具体实施方式

部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:

图1是本发明处理汽油的方法的一种具体实施方式的流程示意图。

附图标记说明

1汽油原料 2分馏塔 3重汽油馏分

4氢气 5流态化反应器 6脱硫产物/脱硫和芳构化产物

7高压分离器 8尾气 9脱硫重汽油

10轻汽油馏分 11预处理单元 12缓和加氢前轻汽油

13氢气 14加氢处理反应器 15加氢脱硫产物

16分馏塔 17尾气 18脱硫轻汽油

19混合器 20汽油产品

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。

本发明中RIPP试验方法具体可参见《石油化工分析方法》,杨翠定等编,1990年版。

本发明提供一种处理汽油的方法,该处理方法包括:将汽油原料进行切割得到轻汽油馏分和重汽油馏分;将所得轻汽油馏分送入加氢处理反应器与加氢催化剂接触进行缓和加氢脱硫反应,得到脱硫轻汽油;将所得重汽油馏分送入流态化反应器与吸附脱硫催化剂接触进行吸附脱硫反应,得到脱硫重汽油。

根据本发明,缓和加氢脱硫反应是指在缓和的温度和压力条件下,将轻汽油馏分与加氢催化剂接触,以降低轻汽油馏分中的硫含量,同时减少加氢过程中烯烃被饱和的程度,以生成高辛烷值的脱硫轻汽油。脱硫轻汽油可以作为汽油辛烷值调和组分进行使用,也可以与重汽油馏分混合作为全馏分汽油产品。

例如,所述缓和加氢脱硫反应的步骤可以包括:将所述轻汽油馏分与加氢催化剂接触,使所述轻汽油馏分中的含硫化合物中的硫转化为硫化氢,进而通过汽液分离、分馏或汽提的方法将硫化氢从反应流出物中去除,得到脱硫轻汽油,其中,缓和加氢脱硫反应的条件包括:温度可以为200-400℃,优选为210-320℃,反应压力可以为1-4MPa,优选为1.2-3MPa,液时体积空速可以为1-10h-1优选为2-8h-1,氢油体积比可以为100-600优选为100-300,其中反应温度是指反应器床层平均温度,反应压力是指反应器入口氢压力。上述优选的缓和加氢脱硫反应条件可以进一步降低轻汽油馏分的硫含量,同时最大限度保留高辛烷值烯烃。

根据本发明,加氢处理反应器可以为本领域常规种类,例如为固定床加氢反应器、移动床反应器和流化床反应器中的一种或几种,优选为固定床反应器。例如可以将将汽油馏分引入固定床加氢处理反应器,与含有上述加氢催化剂的催化剂床层接触,进行缓和加氢脱硫反应,

一种缓和加氢脱硫反应的具体实施方式:将所述轻汽油馏分与加氢催化剂接触,使所述轻汽油馏分中的含硫化合物中的硫转化为硫化氢,得到脱硫轻汽油,其中,缓和加氢脱硫反应的条件包括:反应器床层平均温度250-270℃,反应器入口氢压力1.8-2.2MPa,液时体积空速为7-8h-1,氢油体积比为110-140。

根据本发明,加氢催化剂可以为常规的加氢脱硫催化剂,一种实施方式,该加氢脱硫催化剂含有载体和负载在该载体上金属活性组分,所述金属活性组分含有第VIII族金属元素和第VIB族金属元素中的至少一种。优选地,第VIB族金属选自钼和/或钨,第VIII族金属选自钴和/或镍。进一步优选情况下,加氢催化剂中的第VIII族金属元素为钴,第VIB族金属元素为钼。

根据本发明的硫化态加氢脱硫催化剂体系,所述催化剂中各金属组分的含量可以为常规含量。优选情况下,以催化剂的总重量为基准,分别以氧化物计,所述第VIII族金属元素的含量可以为0.3-6重量%例如为1-5.5重量%或0.4-6重量%,第VIB族金属元素的含量为4-25重量%例如为5-24重量%或6.5-22.5重量%。

根据本发明,加氢催化剂的载体可以为氧化铝载体和/或硅铝载体,优选为氧化铝载体。所述氧化铝可以是现有的各种用作催化剂载体的氧化铝,如γ-氧化铝、α-氧化铝、η-氧化铝中的一种或多种。进一步优选情况下,所述第一载体的平均孔径可以为6-15nm,优选为8-12nm,更优选为8.5-10nm。满足上述性质的氧化铝可以通过各种方法获得,例如,可以由拟薄水铝石粉经过适当方式成型制备。如通过向拟薄水铝石中加入适量的水、胶溶剂和助挤剂,使用挤条机进行成型。成型的外形包括但不限于圆柱、三叶草、四叶草、蝶形、异型等。成型后载体经过干燥和焙烧处理后,得到氧化铝载体。优选制备载体的拟薄水铝石粉的比表面积为300-600m2/g,孔容为0.6-1.5mL/g。

根据本发明,将轻汽油馏分缓和加氢脱硫的方法可以包括将上述加氢催化剂进行硫化,然后通入轻汽油馏分,使该轻汽油馏分在缓和加氢脱硫条件下与上述加氢催化剂接触。

根据本发明,为了直接生产国Ⅴ甚至国Ⅵ标号汽油,所述方法还可以包括:将所得脱硫轻汽油和脱硫重汽油混合,得到汽油产品。

根据本发明,吸附脱硫反应的条件可以在较大范围内变化,优选地,吸附脱硫条件可以包括:反应温度为350-500℃,优选为380-420℃,重时空速为2-20小时-1,优选为5-10小时-1,反应压力为2.0-3.5MPa,优选为2.5-3.0MPa,氢气与重汽油馏分体积比(在标准状况(STP)0℃(273K)、1.01×105Pa下)为10-500,优选为50-200。

根据本发明,吸附脱硫催化剂是本领域技术人员所熟知的,可以含有二氧化硅、氧化铝、氧化锌和脱硫活性金属,所述脱硫活性金属可以为选自钴、镍、铜、铁、锰、钼、钨、银、锡和钒中的至少一种。

一种具体实施方式,以所述吸附脱硫催化剂的干基重量为基准并以氧化物重量计,所述吸附脱硫催化剂中所述氧化锌占10-90重量%,二氧化硅占5-85重量%,氧化铝占5-30重量%;以所述吸附脱硫催化剂的干基重量为基准并以元素重量计,所述吸附脱硫催化剂中所述脱硫活性金属的含量为5-30重量%。

根据本发明,所述吸附脱硫催化剂也可以含有1-10重量%类焦炭物质。工业实践表明,吸附脱硫催化剂上的碳含量对吸附脱硫催化剂的脱硫效率及汽油辛烷值损失均有影响,随着吸附脱硫催化剂碳含量的增多,吸附脱硫催化剂脱硫效率逐步下降,汽油辛烷值损失随之减小。同样地,吸附脱硫催化剂保持一定的硫含量是非常必要的。实践表明,待生吸附脱硫催化剂载硫量为9重量%-10重量%,再生吸附脱硫催化剂载硫量5重量%-6重量%,待生吸附脱硫催化剂与再生吸附脱硫催化剂的硫差为4重量%左右最为合适。为降低汽油辛烷值损失,可以将通常认为合理的“小硫差、大循环量”操作调整为“小循环量、大硫差”的操作,降低再生吸附脱硫催化剂硫含量,提高待生吸附脱硫催化剂硫含量,降低了辛烷值损失,两种操作实质均是保持了反应器内参与反应的吸附脱硫催化剂的较高载硫量,降低吸附脱硫催化剂的活性,减小了辛烷值损失。

根据本发明,可以将重汽油馏分与含有吸附脱硫催化剂和芳构化催化剂的混合催化剂接触进行脱硫和芳构化反应。例如,一种具体实施方式,可以将重汽油馏分送入流态化反应器与混合催化剂接触并在临氢条件下进行脱硫和芳构化反应,其中,混合催化剂包括上述的吸附脱硫催化剂和烯烃芳构化催化剂。这一实施方式在降低汽油硫含量的同时,能够将汽油中的烯烃进行轻度裂化和芳构化,从而既降低了汽油中烯烃的含量,还提高了汽油的辛烷值;并且采用两种催化剂在一个流态化反应器中进行,既提高了反应效率,还降低了投资成本,无需增加或改变反应器。

根据本发明,脱硫和芳构化反应是指重汽油馏分在临氢条件下在吸附脱硫催化剂和烯烃芳构化催化剂的共同作用下进行脱硫和将烯烃转化为芳烃的过程,期间伴随有裂化反应,脱硫和芳构化反应的条件可以与吸附脱硫反应条件相同或不同,例如脱硫和芳构化反应的条件可以包括:反应温度为350-500℃,优选为380-420℃,重时空速为2-20小时-1,优选为5-10小时-1,反应压力为2.0-3.5MPa,优选为2.5-3.0MPa,氢气与重汽油馏分体积比(在标准状况(STP)0℃(273K)、1.01×105Pa下)为10-500,优选为50-200。

根据本发明,烯烃芳构化催化剂是指能够将汽油原料中的烯烃等烃类转化为芳烃的催化剂。例如,以所述烯烃芳构化催化剂的干基重量为基准,所述烯烃芳构化催化剂可以含有15-60重量%的天然矿物质、10-30重量%的无机氧化物粘结剂和20-80重量%的含磷和负载金属的MFI结构分子筛。

优选地,所述烯烃芳构化催化剂中所述分子筛的n(SiO2)/n(Al2O3)大于100;以P2O5计并以分子筛的干基重量为基准,所述分子筛的磷含量为0.1-5重量%;以负载金属的氧化物计并以分子筛的干基重量为基准,所述分子筛的负载金属含量为0.5-5重量%。

进一步优选地,所述分子筛的Al分布参数D(Al)满足:0.6≤D(Al)≤0.85,其中,D(Al)=Al(S)/Al(C),Al(S)表示采用TEM-EDS方法测定的分子筛晶粒的晶面边沿向内H距离内任意大于100平方纳米区域的铝含量,Al(C)表示采用TEM-EDS方法测定的分子筛晶粒所述晶面的几何中心向外H距离内任意大于100平方纳米区域的铝含量,其中所述H为所述晶面边沿某点到该晶面几何中心距离的10%;所述分子筛的负载金属分布参数D(M)满足:2≤D(M)≤10,其中,D(M)=M(S)/M(C),M(S)表示采用TEM-EDS方法测定的分子筛晶粒的晶面边沿向内H距离内任意大于100平方纳米区域的负载金属含量,M(C)表示采用TEM-EDS方法测定的分子筛晶粒所述晶面的几何中心向外H距离内任意大于100平方纳米区域的负载金属含量;所述分子筛的中孔体积占总孔体积的比例为40-80%,孔径为2纳米至20纳米的中孔体积占总中孔体积的比例大于90%;所述分子筛的强酸酸量占总酸量的比例为60-80%,B酸酸量与L酸酸量之比为15-80。优选地,所述分子筛的n(SiO2)/n(Al2O3)大于120;以P2O5计并以分子筛的干基重量为基准,所述分子筛的磷含量为0.2-4重量%;以负载金属的氧化物计并以分子筛的干基重量为基准,所述分子筛的负载金属含量为0.5-3重量%;所述分子筛的Al分布参数D(Al)满足:0.65≤D(Al)≤0.8;所述分子筛的负载金属分布参数D(M)满足:3≤D(M)≤6;所述分子筛的中孔体积占总孔体积的比例为50-70%,孔径为2纳米至20纳米的中孔体积占总中孔体积的比例大于92%;所述分子筛的强酸酸量占总酸量的比例为65-75%,B酸酸量与L酸酸量之比为20-50。

根据本发明,所述负载金属是指通过负载方式负载到分子筛上的金属,不包括铝以及钠、钾等碱金属,可以为锌和/或镓,也可以包括其它金属,本发明并不进行限制。

根据本发明,采用TEM-EDS方法测定分子筛的铝含量和负载金属含量是本领域技术人员所熟知的,其中所述几何中心也是本领域技术人员所熟知的,可以根据公式计算得到,本发明不再赘述,一般对称图形的几何中心为各相对顶点连线的交点,例如,常规六方片形ZSM-5分子筛的六边形晶面的几何中心在三个相对顶点连线的交点处,所述的晶面为规则晶粒的一个面,所述向内和向外的方向均指在所述晶面上的向内和向外的方向。

根据本发明,所述分子筛的中孔体积占总孔体积的比例采用氮吸附BET比表面积方法进行测量,所述中孔体积为孔径大于2纳米小于100纳米的孔体积;所述分子筛的强酸酸量占总酸量的比例采用NH3-TPD方法进行测量,所述强酸的酸中心为NH3脱附温度大于300℃所对应的酸中心;所述B酸酸量与L酸酸量之比采用吡啶吸附红外酸性方法进行测量。

根据本发明,天然矿物质是指在地壳各种物质的综合作用下(称地质作用)形成的天然单质或化合物,并具有化学式表达的特有的化学成分和相对固定的化学成分,例如可以包括选自高岭土、多水高岭土、蒙脱土、硅藻土、凸凹棒石、海泡石、埃洛石、水滑石、膨润土和累托土中的至少一种,无机氧化物粘结剂是指在催化剂中起到粘结各组分作用的无机氧化物,例如可以包括选自氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛和无定形硅铝中的至少一种。

一种本发明所述的烯烃芳构化催化剂的制备方法的具体实施方式:将烯烃芳构化催化剂的制备原料和水进行混合打浆和喷雾干燥;其中,以重量计并以所述制备原料的干基重量为基准,所述制备原料包括15-60重量%的天然矿物质、10-30重量%的无机氧化物粘结剂的前驱体和20-80重量%的含磷和负载金属的MFI结构分子筛。

根据本发明,所述含磷和负载金属的MFI结构分子筛的制备步骤可以包括:a、将晶化所得MFI结构分子筛浆液进行过滤和洗涤后,得到水洗分子筛;其中,以氧化钠计并以水洗分子筛的总干基重量为基准,所述水洗分子筛的钠含量小于3重量%;b、将步骤a中所得水洗分子筛在碱溶液中进行脱硅处理,并进行过滤和洗涤后,得到脱硅分子筛;c、将步骤b中所得脱硅分子筛进行铵交换处理,得到铵交换分子筛;其中,以氧化钠计并以铵交换分子筛的总干基重量为基准,所述铵交换分子筛的钠含量小于0.2重量%;d、将步骤c中所得铵交换分子筛在由氟硅酸、有机酸和无机酸组成的复合酸脱铝剂溶液中进行脱铝处理,并进行过滤和洗涤后,得到脱铝分子筛;e、将步骤d中所得的脱铝分子筛进行磷改性处理和负载金属的负载处理后,得到改性分子筛;f、将步骤e中所得改性分子筛进行水热焙烧处理,得到所述含磷和负载金属的MFI结构分子筛。

根据本发明,晶化所得MFI结构分子筛浆液是本领域技术人员所熟知的,本发明不再赘述,其中MFI结构分子筛也是本领域技术人员所熟知的,可以是无胺晶化所得,也可以是由模板剂法制备的分子筛,其中无胺晶化所得的分子筛不需焙烧,由模板剂法制备的分子筛需干燥后在空气中焙烧,ZSM-5分子筛的硅铝比一般小于100。

根据本发明,采用碱溶液进行脱硅处理是本领域技术人员所熟知的,步骤b中所述碱溶液可以为选自氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液,优选为氢氧化钠溶液,所述脱硅处理的条件可以包括:以干基重量计的分子筛与碱溶液中的碱的重量比为1:(0.1-1),优选为1:(0.15-0.4);脱硅处理的温度为室温至100℃,优选为50-85℃,时间为15分钟-8小时,优选为30分钟-4小时。

根据本发明,铵交换处理是本领域技术人员所熟知的,例如,步骤c中可以将碱处理后的脱硅分子筛按照分子筛:铵盐:H2O=1:(0.1-1):(5-10)的重量比在室温至100℃下交换0.5-2小时后过滤,使沸石上的Na2O含量小于0.2重%。所述的铵盐可以为常用的无机铵盐,例如,选自氯化铵、硫酸铵和硝酸铵中的至少一种。

根据本发明,步骤d中所述有机酸和无机酸均为本领域技术人员所熟知,例如,所述有机酸可以为选自乙二胺四乙酸、草酸、柠檬酸和磺基水杨酸中的至少一种,优选为草酸;无机酸可以为选自盐酸、硫酸和硝酸中的至少一种,优选为盐酸。

根据本发明,步骤d中所述脱铝处理是本领域技术人员所熟知的,但未报道过将无机酸、有机酸和氟硅酸一起用于脱铝处理。所述脱铝处理可以一次或分多次进行,可以先将有机酸与所述铵交换分子筛混合,然后将氟硅酸和无机酸与所述铵交换分子筛混合,即可以为先将有机酸加入铵交换分子筛中,然后将氟硅酸和无机酸慢速并流加入,或先加入氟硅酸再加入无机酸,优选为氟硅酸和无机酸慢速并流加入。所述脱铝处理的条件可以为:以干基重量计的分子筛、氟硅酸、有机酸和无机酸的重量之比为1:(0.02-0.5):(0.05-0.5):(0.05-0.5),优选为1:(0.05-0.3):(0.1-0.3):(0.1-0.3);处理温度为25-100℃,处理时间为0.5-6小时。

根据本发明,磷改性处理和负载金属的负载处理是本领域技术人员所熟知的,步骤e中所述磷改性处理可以包括:将选自磷酸、磷酸氢铵、磷酸二氢铵和磷酸铵中的至少一种含磷化合物对分子筛进行浸渍和/或离子交换;步骤e中所述负载金属的负载处理可以包括:将含有选自锌和镓中至少一种负载金属的可溶性盐溶解于去离子水中,用氨水调节pH值使负载金属以氢氧化物的形态沉淀出来,然后将所得沉淀物与分子筛混合均匀。

根据本发明,分子筛的水热焙烧处理是本领域技术人员所熟知的,步骤f中所述水热焙烧处理条件可以为:焙烧处理的气氛为水蒸气气氛;焙烧温度为400-800℃,焙烧时间为0.5-8小时。

本发明中所述洗涤是本领域技术人员所熟知的,其方式可以为:将5-10倍30-60℃的水对过滤后分子筛进行淋洗。

根据本发明,所述无机氧化物粘结剂的前驱体是指用于在催化裂解催化剂中生成无机氧化物粘结剂的催化裂解催化剂的制备原料,例如可以包括选自硅溶胶、铝溶胶、胶溶拟薄水铝石、硅铝溶胶和含磷铝溶胶中的至少一种。

根据汽油中烯烃和硫含量的不同,流态化反应器中吸附脱硫催化剂和烯烃芳构化催化剂的比例可以不同,例如,以重量计,所述烯烃芳构化催化剂占所述混合催化剂的比例可以为1-30重量%,优选为3-15重量%。

根据本发明,汽油原料是本领域技术人员所熟知的,可以为选自催化裂化汽油、催化裂解汽油、焦化汽油、热裂化汽油和直馏汽油中的至少一种。本发明处理的汽油优选为高烯烃和高硫汽油,其烯烃体积分数一般大于20体积%,优选大于30体积%,更优选大于40体积%,进一步优选大于50体积%;硫含量一般在100μg/g以上,进一步优选大于500μg/g,更进一步优选大于800μg/g,最优选大于1500μg/g,汽油中的有机硫化物一般为硫醇、硫醚、噻吩、烷基噻吩、苯并噻吩和甲基苯并噻吩等。

根据本发明,所述轻汽油馏分和重汽油馏分的切割点可以为60-90℃,脱硫和芳构化产物的切割一般在分馏塔中按照馏程从低到高进行,例如,汽油切割的分馏塔的操作条件为:塔顶温度为60-90℃,塔底温度为120-160℃,操作压力为0.1-1.0MPa。

根据本发明,流态化反应器是本领域技术人员所熟知的,例如可以为选自流化床、提升管、下行式输送线反应器、由提升管与流化床构成的复合反应器、由提升管与下行式输送线构成的复合反应器、由两个或两个以上的提升管构成的复合反应器、由两个或两个以上的流化床构成的复合反应器、由两个或两个以上的下行式输送线构成的复合反应器,优选为提升管反应器和/或流化床反应器,上述每种反应器可以分成两个或两个以上的反应区。所述流化床反应器可以为选自固定流化床、散式流化床、鼓泡床、湍动床、快速床、输送床和密相流化床中的一种或几种;所述提升管反应器可以为选自等直径提升管、等线速提升管和各种变直径提升管中的一种或几种。优选地,所述流态化反应器选自密相流态化反应器。

根据本发明,轻汽油馏分在进行缓和加氢脱硫反应之前优选进行预处理,以脱除硫化物和二烯烃等杂质,以延长加氢催化剂的寿命。因此,本发明所述方法还可以包括:将所述轻汽油馏分进行预处理后再进行缓和加氢脱硫处理,其中,所述预处理可以为选自碱液抽提处理、硫醇转化处理和选择性加氢处理中的至少一种。碱液抽提处理使用碱液将轻汽油馏分的硫醇抽提到碱液中而脱除;硫醇转化处理将小分子硫醇转化为其它硫化物而脱除,可以采用常规的无碱脱臭工艺和预加氢等方式进行,所用催化剂和助催化剂均可以为本领域常用的催化剂。选择性加氢处理是本领域技术人员所熟知的,用于脱除汽油中二烯烃,并可以将3-甲基-1-丁烯异构化为2-甲基-1-丁烯。

下面将结合附图提供本发明的一种具体实施方式,但是并不因此而限制本发明。

如图1所示,将高硫的汽油原料1先送入分馏塔2进行切割分馏,分馏为轻汽油馏分10和重汽油馏分3,轻汽油馏分和重汽油馏分的切割点约为70~80℃。轻汽油馏分10进入预处理单元11经脱硫醇等预处理后,得到缓和加氢前轻汽油12,与氢气13混合进入加氢处理反应器14反应,加氢脱硫产物15经分馏塔16分馏得到脱硫轻汽油18与尾气17。重汽油馏分3与氢气4混合后进入流态化反应器5,与吸附脱硫催化剂接触进行吸附脱硫反应,脱硫产物6进入高压分离器7,得到脱硫重汽油9与尾气8。脱硫重汽油9与脱硫轻汽油18在混合器19中混合,得到汽油产品20。

另一种实施方式,如图1所示,将高硫的汽油原料1先送入分馏塔2进行切割分馏,分馏为轻汽油馏分10和重汽油馏分3,轻汽油馏分和重汽油馏分的切割点约为70~80℃。轻汽油馏分进入预处理单元11经脱硫醇等预处理后,得到缓和加氢前轻汽油12,与氢气13混合进入加氢处理反应器14反应,加氢脱硫产物15经分馏塔16分馏得到脱硫轻汽油18与尾气17。重汽油馏分3与氢气4混合后进入流态化反应器5,与含有吸附脱硫催化剂和芳构化催化剂的混合催化剂接触进行吸附脱硫和芳构化反应,脱硫和芳构化产物6进入高压分离器7,得到脱硫重汽油9与尾气8。脱硫重汽油9与脱硫轻汽油18在混合器19中混合,得到汽油产品20。

下面的实施例将对本发明予以进一步说明,但并不因此而限制本发明。

本发明的结晶度采用ASTM D5758-2001(2011)e1的标准方法进行测定。

本发明的n(SiO2)/n(Al2O3),即硅铝比通过氧化硅和氧化铝的含量计算得到,氧化硅和氧化铝的含量采用GB/T 30905-2014标准方法进行测定。

本发明的磷含量采用GB/T 30905-2014标准方法进行测定,负载金属的含量采用GB/T 30905-2014标准方法进行测定,钠含量采用GB/T 30905-2014标准方法进行测定。

本发明的总比表面积采用Quantachrome仪器公司生产的AS-3,AS-6静态氮吸附仪测定。

实施例和对比例所使用的汽油原料全馏分为稳定汽油A,来自中国石化扬子石化,其性质列于表1。

实施例和对比例中所使用的吸附脱硫催化剂由中国石油化工股份有限公司催化剂分公司生产,商品编号为FCAS,所使用的芳构化催化剂为实验室自制催化剂,牌号为OTAZ-C-3,吸附脱硫催化剂性质列于表3。烯烃芳构化催化剂的制备方法如下所示:

所用原材料的性质如下:高岭土(苏州中国高岭土公司,固含量75重量%),拟薄水铝石(山东铝业公司,固含量65重量%,使用时先用浓度31重量%盐酸胶溶,所述的盐酸与以氧化铝计的拟薄水铝石的摩尔比为0.20)。

将晶化好的ZSM-5分子筛(催化剂齐鲁分公司生产,无胺法合成,n(SiO2)/n(Al2O3)=27)过滤掉母液,水洗至Na2O含量低于3.0重量%,过滤得滤饼;取上述分子筛100g(干基)加入1000g 2.0%的NaOH溶液中,升温至65℃,反应30min后,快速冷却至室温后,过滤,洗涤至滤液中性。然后,将滤饼加入800g水打浆,加入40g NH4Cl,升温至75℃,交换处理1h后,至Na2O含量低于0.2重量%,过滤,洗涤,得到分子筛滤饼;取上述分子筛50g(干基)加水配制成固含量10重%的分子筛浆液,搅拌中加入草酸11g,然后将110g盐酸(质量分数10%)和92g氟硅酸(质量分数3%)并流加入,加入时间30min;升温至65℃恒温搅拌1h,过滤水洗至滤液中性;将滤饼加水打浆得固含量为45重%的分子筛浆液;将1.2g H3PO4(浓度85重量%)和3.3gZn(NO3)2·6H2O溶于10g水中,加入氨水调节pH=6,然后加入分子筛浆液中混合均匀、烘干、100%水蒸气气氛下550℃焙烧处理2h。得分子筛A,物化性质列于表4。

将拟薄水铝石与高岭土混合,并用脱阳离子水将其配制成固含量为30重量%的浆液,搅拌均匀,用盐酸将浆液pH调至2.5,保持该pH值,于50℃下静置老化1小时后搅拌1小时形成胶体,加入所制备的分子筛A和水,形成催化剂浆液(固含量为35%重量记)。继续搅拌后喷雾干燥制成微球催化剂。然后将微球催化剂在500℃焙烧1小时,得到本发明所用的芳构化催化剂,芳构化催化剂的干基原料配比为25重量%高岭土、25重量%拟薄水铝石和50重量%分子筛A。

加氢催化剂的制备方法如下:

称取氧化铝前身物(偏铝酸钠-硫酸钠法制备、商品名长岭干胶粉,催化剂长岭分公司产品,其中一水铝石含量68重%)200克(干基),在挤条机上挤成外接圆直径为1.4毫米的三叶型条,120℃烘干,600℃焙烧4小时,即得到载体。

采用分步浸渍的方法在载体引入钼和钴。首先,称取钼酸铵8.325克,用16重量%NH3的水溶液溶解成90毫升溶液,用此溶液浸渍100克载体4小时,于120℃干燥4小时,420℃焙烧4小时;之后,称取硝酸镍5.0克,用水溶解成80毫升溶液,用此溶液浸渍再次浸渍负载有钼的载体,于120℃干燥4小时,420℃焙烧4小时,得到催化剂C2。以氧化物计并以催化剂总重量为基准,催化剂C2的组成为:氧化钼6.0重%,氧化镍1.2重%。

在以下各实施例和对比例中,催化剂中Na2O、NiO、ZnO、Ga2O3、Al2O3、SiO2的含量用X射线荧光法测定,其中Al2O3、SiO2的含量具体参见RIPP 134-90测定,其余组成测定方法相似。

本发明实施例和对比例中汽油的辛烷值RON采用GB/T 5487-1995进行测定,汽油PONA采用模拟蒸馏和汽油单体烃分析(分别采用ASTM D2887和ASTM D6733-01(2011)测试方法进行测试),汽油硫含量采用SH/T0689-2000进行测定。

实施例1

将稳定汽油A在分馏塔中进行蒸馏,切割为轻馏分和重馏分,控制轻馏分终馏点为70~80℃(根据ASTM D86标准进行)。其中,稳定汽油A蒸馏得到的轻汽油馏分记为LCN-A,重汽油馏分记为HCN-A,LCN-A与HCN-A的性质分别列于表2-1。

将编号为LCN-A的轻汽油馏分经碱液抽提预处理,然后进入加氢处理反应器进行缓和加氢脱硫反应,缓和加氢脱硫反应条件为床层平均反应温度250℃,反应压力1.8MPa,空速7.0h-1,氢油体积比为120,得到脱硫轻汽油LCN-A-H。

将编号为HCN-A的重汽油馏分在小型连续流化床反应器内与包括吸附脱硫催化剂FCAS接触,进行吸附脱硫反应。操作条件为:反应温度为400℃,反应器压力为2.5MPa,重汽油馏分的重时空速为5小时-1。由反应器顶部得到的脱硫产物经冷却、分离得到尾气和脱硫重汽油HCN-A-H。催化剂的再生温度为550℃,再生后的催化剂返回反应器内循环使用。

将上述脱硫轻汽油LCN-A-H和脱硫重汽油HCN-A-H混合,得到精制汽油A(汽油产品),性质见表5。

实施例2

将实施例1中编号为HCN-A的重汽油馏分在小型连续流化床反应器内与包括吸附脱硫催化剂FCAS和芳构化催化剂OTAZ-C-3(OTAZ-C-3占催化剂总重量的7%)的混合催化剂接触,进行吸附脱硫和芳构化反应。操作条件为:反应温度为400℃,反应器压力为2.5MPa,重汽油馏分的重时空速为5小时-1。由反应器顶部得到的脱硫和芳构化产物经冷却、分离得到尾气和脱硫重汽油HCN-B-H。混合催化剂的再生温度为550℃,再生后的混合催化剂返回反应器内循环使用。

将实施例1的脱硫轻汽油LCN-A-H和脱硫重汽油HCN-B-H混合,得到本实施例的精制汽油B,性质见表5。

实施例3

与实施例2的操作基本相同,不同之处在于:加氢处理反应条件为:反应温度330℃,反应压力1.1MPa,空速7.0h-1,氢油体积比为120,得到脱硫轻汽油LCN-C-H。将上述脱硫轻汽油LCN-C-H和脱硫重汽油HCN-A-H混合,得到本实施例的精制汽油C,性质见表5。

实施例4

与实施例2的操作基本相同,不同之处在于:加氢处理反应条件为反应温度220℃,反应压力2.5MPa,空速7.0h-1,氢油体积比为120,得到脱硫轻汽油LCN-D-H。将上述脱硫轻汽油LCN-D-H和脱硫重汽油HCN-A-H混合,得到本实施例的精制汽油D,性质见表5。

对比例1

采用现有选择性加氢脱硫流程,将稳定汽油A在分馏塔中进行蒸馏,切割为轻馏分和重馏分,控制轻馏分终馏点为50~60℃(根据ASTM D86标准进行);稳定汽油A蒸馏得到的轻汽油馏分记为LCN-E,重汽油馏分记为HCN-E,性质分别列于表2-1。轻汽油馏分经碱液抽提处理,得到脱硫轻汽油LCN-E-H;重汽油馏分进入加氢处理反应器进行加氢脱硫反应,加氢处理反应条件为反应温度310℃,反应压力1.8MPa,空速3.0h-1,氢油体积比为350,得到脱硫重汽油HCN-E-H;将上述脱硫轻汽油和脱硫重汽油混合,得到精制汽油E;精制汽油性质列于表5。

对比例2

采用现有吸附脱硫流程,将稳定汽油A在小型连续流化床反应器内与上述吸附脱硫催化剂FCAS接触,进行吸附脱硫反应。操作条件为:反应温度为400℃,反应器压力为2.5MPa,稳定汽油馏分的重时空速为5小时-1。由反应器顶部得到的脱硫产物经冷却、分离得到尾气和精制汽油F。催化剂的再生温度为550℃,再生后的催化剂返回反应器内循环使用。精制汽油性质列于表5。

表1

表2-1

表2-2

表3

催化剂 FCAS
化学组成,重量%
氧化铝 13
氧化镍 21
氧化锌 52
氧化硅 14
表观密度,kg/m<sup>3</sup> 1010
筛分组成,重量%
0~40微米 14.5
40~80微米 51.9
>80微米 33.6

表4

项目 分子筛A
结晶度/% 90
n(SiO<sub>2</sub>)/n(Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) 110
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>含量/% 1.5
负载金属氧化物含量/% 1.6
S<sub>BET</sub>/(m<sup>2</sup>/g) 440

表5

通过表5可以看出,实施例与对比例的方法都能使精制汽油硫含量达到10μg/g以下,但是,实施例的精制汽油的RON比对比例1增加1.9-3.6个单位,比对比例2增加约1.5-3.2个单位,说明采用本发明的方法能够在降低硫含量的同时保持或增加汽油产品的辛烷值。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。

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