一种由可再生原料制备喷气燃料的方法技术

一种由可再生原料制备喷气燃料的方法，在加氢处理反应区，植物油和/或动物油脂与氢气和水混合后，与加氢处理催化剂接触进行反应得到加氢处理反应生成物，在加氢异构降凝反应区，所得加氢处理反应生成物与加氢异构降凝催化剂接触进行反应得到加氢异构降凝反应生成物，所述加氢异构降凝反应区中设置串联的加氢异构降凝A区和加氢异构降凝B区，在加氢精制反应区，加氢异构降凝反应生成物与加氢精制催化剂接触进行反应得到加氢精制反应生成物，加氢精制反应生成物再经分离、分馏后得到喷气燃料。采用本发明专利技术提供的方法，所得喷气燃料收率高，冰点低。

Method for preparing jet fuel from renewable raw material

A method of producing jet fuel from renewable raw materials, in the hydrotreating reaction zone, vegetable oil and / or animal oil mixed with hydrogen and water after hydrotreating reaction by reaction with hydrogenation catalyst contact, dewaxing reaction zone in the hydroisomerization, hydrogenation product the reaction with hydroisomerization dewaxing catalyst contact reaction hydrogenation hydroisodewaxing reaction product, hydroisomerization Series Set the hydroisomerization dewaxing reaction zone depressant A and hydrogenation of hydroisodewaxing B District, in the hydrofining reaction area, hydrogenation isomerization dewaxing reaction the resultant and hydrofining catalyst contact reaction of hydrogenation reaction, hydrogenation reaction product after separation and fractionation by jet fuel. By adopting the method provided by the invention, the jet fuel has high yield and low freezing point.

【技术实现步骤摘要】
一种由可再生原料制备喷气燃料的方法
本专利技术涉及一种采用可再生原料的加氢处理过程制备喷气燃料的方法。
技术介绍
随着传统的化石能源供应趋紧，二氧化碳减排的压力日益增加，发展可再生、清洁的替代能源已成为全球共识。由于生物能源具有可再生性、绿色性，近年来特别受到重视，被认为是解决全球能源危机的最理想途径之一。随着喷气燃料的需求不断增加，从可再生原料制备喷气燃料的技术越来越受到人们的重视。这些可再生原料包括但不局限如此，比如：植物油(大豆油、菜籽油、棕榈油、麻风树油、乌桕油)、动物脂肪(猪油、牛油、鱼油)、酸化油、各种脂肪酸以及酸化油等。目前，研究较多的有，利用植物油和/或动物油脂，通过酯交换反应来制备脂肪酸甲酯。脂肪酸甲酯是一种清洁的可再生能源，是优质的石油柴油的替代产品，是目前使用最多的生物柴油产品。也有通过加氢处理的方法，将植物油和/或动物油脂制备成柴油组分的研究。如US4992605A和US5705722A公开了用加氢的方法来制备高十六烷值的柴油组分，但这种方法制备的柴油组分主要由正构烷烃组成，其冷滤点较高，影响了其适用范围。CN101233212A公开了一种两步法生产柴油的方法，第一步通过加氢脱氧生成正构烷烃，第二步通过异构反应来降低柴油的冷滤点。此外，US2009/0158637A1公开了一种由可再生原料制备喷气燃料的方法。该方法先将植物油和/或动物油脂经过加氢脱氧得到碳原子数为8-24的正构烷烃，然后经过选择性裂化和异构反应，再经分馏得到满足要求的喷气燃料。然而该方法中喷气燃料的收率仍然较低，并且，该方法还存在裂化和异构化过程中生成部分烯烃，影响喷气燃料的颜色等问题。CN1382526A公开了一种加氢脱蜡催化剂的制备方法，并且指出该制备方法制备得到的催化剂可以用于含蜡润滑油、含蜡喷气燃料、含蜡柴油的加氢脱蜡过程。加氢异构化过程作为采用植物油和/或动物油脂制备喷气燃料的重要步骤对整个制备喷气燃料的过程起着至关重要的作用，其决定着制备得到的喷气燃料的性质和收率，但是，现有技术中存在喷气燃料收率低或冰点降低幅度小的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是在现有技术的基础上，解决现有技术中喷气燃料收率低、冰点降低幅度小的问题。本专利技术提供的一种由可再生原料制备喷气燃料的方法，包括：(1)在加氢处理反应区，在氢气和水存在下，植物油和/或动物油脂与加氢处理催化剂接触，在加氢处理反应条件下进行反应，得到加氢处理反应生成物，其中，进入加氢处理反应区的水的质量占植物油和/或动物油脂质量的1％～20％，加氢处理反应生成物进行气液分离，得到加氢处理反应液相生成物、加氢处理反应气相生成物和水；(2)在加氢异构降凝反应区，在加氢异构降凝反应条件下，步骤(1)所得加氢处理反应液相生成物和氢气一起与加氢异构降凝催化剂接触进行反应，得到加氢异构降凝反应生成物，所述加氢异构降凝反应区中设置串联的加氢异构降凝A区和加氢异构降凝B区，其中加氢异构降凝A区反应生成物的正构烷烃和异构烷烃质量分数之和为100％，同时异构烷烃质量分数大于等于50％；(3)在加氢精制反应区，在加氢精制反应条件下，步骤(2)所得加氢异构降凝反应生成物和氢气一起与加氢精制催化剂接触进行反应，得到加氢精制反应生成物，再经分离、分馏后得到喷气燃料。采用本专利技术的方法制备得到的喷气燃料全部由饱和烷烃组成，并且性质稳定，满足作为3号喷气燃料的要求。本专利技术提供的方法中，所述的植物油和/或动物油脂为任何含有甘油酯和游离脂肪酸的原料，以及植物油和/或动物油脂经过酯交换方法制备的脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯。所述甘油酯包括甘油三酯、甘油二酯和甘油单酯。包括但不局限于，大豆油、菜籽油、棉籽油、玉米油、米糠油、向日葵油、花生油、蓖麻油、芝麻油、花椒籽油、茶油、椰子油、橄榄油、黄连木油、棕榈油、桐油、麻风树油、松脂油、乌桕油和藻类油中的一种或几种。所述可再生原料还包括餐饮业废油。所述植物油和动物油脂可以以任意比例混合。此外，本专利技术所涉及的可再生原料原料也包括动植物油脂经过酯交换方法制备的脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯。以棕榈油常规情况下加氢过程为例，棕榈油以甘油三酯为主，包含了多种反应，其中主要包括加氢饱和反应和加氢脱氧反应。棕榈油加氢反应途径下式所示：反应的第一步是不饱和脂肪酸中双键的加氢饱和，然后发生加氢脱氧反应。加氢脱氧主要有三种途径：加氢脱氧反应，生成物主要是丙烷、水和C16、C18等偶数碳正构烷烃；加氢脱羰基反应，生成物主要是丙烷、水、一氧化碳和C15、C17等奇数碳正构烷烃；加氢脱羧基反应，生成产物为丙烷、二氧化碳和C15、C17等奇数碳正构烷烃。通常，棕榈油的加氢主要产物是正构的C15、C16、C17、C18，副产丙烷、水、一氧化碳、二氧化碳。但是，专利技术人进行深入研究发现，当在反应过程中增加水蒸气的分压时，会进行部分异构化反应，使得正构烷烃经浅度异构化过程后，得到部分异构化烷烃。本专利技术所述液相烃类产物中的正构烷烃和异构烷烃质量分数之和为100％，以液相烃类产物的整体为基准，异构烷烃质量分数为2％～50％。而且，随着反应条件的不同，在同一催化剂上得到的加氢产物中，m(C15+C17)/m(C16+C18)的数值会发生变化，其中，m(C15+C17)是指C15链烷烃(包括正构烷烃和异构烷烃，以下相同)与C17链烷烃的质量之和，m(C16+C18)是指C16链烷烃与C18链烷烃的质量之和。本专利技术通过在反应过程中增加水蒸气的分压，调整水蒸气分压的大小，从而减少偶数链烷烃的生成，多产奇数的链烷烃。以棕榈油原料为例，通过调控，可以控制m(C15+C17)/m(C16+C18)的比例为1：1～5：1。本专利技术采用在加氢处理反应区进行浅度异构化，减轻了异构降凝反应区的反应负荷，防止了正构烷烃在异构降凝的过度裂化，可以在降低目的产物冰点的同时有效提高了产物收率，异构化反应氢耗也相应降低。植物油和/或动物油脂与氢气和水充分混合后，再与加氢处理催化剂接触，进入加氢处理反应区的水的质量占植物油和/或动物油脂质量的3％～14％。所述加氢处理反应条件为：反应压力1.0MPa～20.0MPa，反应温度200℃～400℃，体积空速0.5h-1～5.0h-1，氢油体积比300～1500Nm3/m3。部分加氢处理反应液相生成物作为循环油送至加氢处理反应区入口，循环油与原料的体积比为3：1～1:5。优选：反应压力3.0MPa～15.0MPa，反应温度220℃～360℃，体积空速0.8h-1～3.0h-1，氢油体积比400～1200Nm3/m3；部分加氢处理反应液相生成物作为循环油送至加氢处理反应区入口，循环油与原料油的体积比为2:1～1:3。所述的加氢处理催化剂为含有耐热无机氧化物载体和负载在该载体上的加氢活性组分，活性组分选自ⅥB族金属中的一种或几种和Ⅷ族金属中的一种或几种的组合；所述的载体选自氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化镁、氧化锆和分子筛中的一种或几种的混合物；所述的活性组分为选自钴、镍、钼、钨中的一种或几种；以催化剂的重量为基准，以氧化物计，钼和/或钨的含量为5～40重量％，钴和/或镍的总量为1～10重量％。所述的加氢处理催化剂含或不含助剂磷以及含或不含有机添加物，所述有机添加物选自含氧或含氮有机化合物中的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由可再生原料制备喷气燃料的方法，包括：(1)在加氢处理反应区，在氢气和水存在下，植物油和/或动物油脂与加氢处理催化剂接触，在加氢处理反应条件下进行反应，得到加氢处理反应生成物，其中，进入加氢处理反应区的水的质量占植物油和/或动物油脂质量的1％～20％，加氢处理反应生成物进行气液分离，得到加氢处理反应液相生成物、加氢处理反应气相生成物和水；(2)在加氢异构降凝反应区，在加氢异构降凝反应条件下，步骤(1)所得加氢处理反应液相生成物和氢气一起与加氢异构降凝催化剂接触进行反应，得到加氢异构降凝反应生成物，所述加氢异构降凝反应区中设置串联的加氢异构降凝A区和加氢异构降凝B区，其中加氢异构降凝A区反应生成物的正构烷烃和异构烷烃质量分数之和为100％，同时异构烷烃质量分数大于等于50％；(3)在加氢精制反应区，在加氢精制反应条件下，步骤(2)所得加氢异构降凝反应生成物和氢气一起与加氢精制催化剂接触进行反应，得到加氢精制反应生成物，再经分离、分馏后得到喷气燃料。

【技术特征摘要】
1.一种由可再生原料制备喷气燃料的方法，包括：(1)在加氢处理反应区，在氢气和水存在下，植物油和/或动物油脂与加氢处理催化剂接触，在加氢处理反应条件下进行反应，得到加氢处理反应生成物，其中，进入加氢处理反应区的水的质量占植物油和/或动物油脂质量的1％～20％，加氢处理反应生成物进行气液分离，得到加氢处理反应液相生成物、加氢处理反应气相生成物和水；(2)在加氢异构降凝反应区，在加氢异构降凝反应条件下，步骤(1)所得加氢处理反应液相生成物和氢气一起与加氢异构降凝催化剂接触进行反应，得到加氢异构降凝反应生成物，所述加氢异构降凝反应区中设置串联的加氢异构降凝A区和加氢异构降凝B区，其中加氢异构降凝A区反应生成物的正构烷烃和异构烷烃质量分数之和为100％，同时异构烷烃质量分数大于等于50％；(3)在加氢精制反应区，在加氢精制反应条件下，步骤(2)所得加氢异构降凝反应生成物和氢气一起与加氢精制催化剂接触进行反应，得到加氢精制反应生成物，再经分离、分馏后得到喷气燃料。2.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(1)中，植物油和/或动物油脂与氢气和水充分混合后，再与加氢处理催化剂接触，进入加氢处理反应区的水的质量占植物油和/或动物油脂质量的3％～14％。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加氢处理反应条件为：反应压力1.0MPa～20.0MPa，反应温度200℃～400℃，体积空速0.5h-1～5.0h-1，氢油体积比300～1500Nm3/m3。部分加氢处理反应液相生成物作为循环油送至加氢处理反应区入口，循环油与原料的体积比为3：1～1:5。4.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述的加氢处理催化剂为含有耐热无机氧化物载体和负载在该载体上的加氢活性组分，活性组分选自ⅥB族金属中的一种或几种和Ⅷ族金属中的一种或几种的组合；所述的载体选自氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钛、氧化锆和分子筛中的一种或几种的混合物；所述的活性组分选自钴、镍、钼、钨中的一种或几种；以催化剂的重量为基准，以氧化物计，钼和/或钨的含量为5～40重量％，钴和/或镍的总量为1～10重量％。5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，以加氢异构降凝A区反应生成物为基准，异构烷烃质量分数为50％～80％，其中单支链烷烃的质量分数为45％以上。6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，以加氢异构降凝B区反应生成物为基准，异构烷烃的质量分数为95％～100％，其中多支链烷烃的质量分数为60％以上。7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，加氢异构降凝A区反应温度高于加氢异构降凝B区的反应温度，高30℃～100℃。8.按照权利要求1或7所述的方法，其特征在于，加氢异构降凝A区的反应条件为：氢分压1.0MPa～20.0MPa，反应温度230℃～400℃，体积空速0.3h-1～4.0h-1，氢油体积比10...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鲁强，郭庆洲，渠红亮，高晓冬，高杰，黄卫国，毕云飞，夏国富，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11