最佳加氢脱硫性能的原油板岩优化方法技术

提供了用于选择反应器中液体烃进料加氢脱硫的最佳操作条件的方法。根据一个方面，选择产物流的所需硫含量。测量第一液体烃进料的咔唑含量，并且基于所测量的咔唑含量计算第一液体烃进料的反应级数(reaction order)。然后计算基于计算出的反应级数的操作严重性指数。根据一个方面，操作严重性指数包括反应器用以从第一液体烃进料产生具有所需硫含量的产物流的操作温度。根据另一方面，测量多个液体烃进料的咔唑含量以产生所测量的咔唑含量数据库。

Optimization method of crude oil slate with optimum Hydrodesulfurization Performance

A method for selecting the optimum operating conditions for the hydrodesulfurization of liquid hydrocarbon feed in the reactor is provided. According to one aspect, the sulfur content of the production logistics is selected. Carbazole content measurement first liquid hydrocarbon feed, and calculate the reaction order of the first liquid hydrocarbon feed content of carbazole based on the measured (reaction order). The operation seriousness index based on the calculated reaction series is then calculated. According to one aspect, the operation severity index includes the operating temperature of the reactor used to produce the production of the required sulfur content from the first liquid hydrocarbon feed. On the other hand, the carbazole content of the multiple liquid hydrocarbon feed is measured to produce the measured carbazole content database.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】最佳加氢脱硫性能的原油板岩优化方法
本申请涉及一种用于在炼油厂等处优化原油板岩(slate)和/或为在炼油厂执行的过程选择最佳操作条件的改进方法。
技术介绍
原油是世界各地发现的大量能源，其存在许多不同的形式。事实上，全球有超过200种不同的原油在交易。通常，原油是可以通过其密度(例如API重力)分类的数千种烃的复杂混合物，例如链烷烃和芳族烃。例如，“轻质”原油具有低密度，“重质”原油具有高密度。虽然有许多不同类型的原油，但并不是所有的原油在给定的炼油厂中都是一样的加工。因此，炼油厂为其生产的产品和炼油厂不同单元的操作条件不断尝试寻找最佳原油。通常，炼油厂试图使用基本的试错法优化原油板岩。更具体地说，炼油厂通常使用各种因素(包括全球供应和需求(可用性和价格))，炼油能力和配置，运输成本和炼油成本来选择其原油板岩。在选择原油板岩之后，炼油厂然后评估该原油板岩在其加工单位的成本效益。此外，由于市场情况，炼油厂并不总是得到同样的原油。因此，原油板岩对加工单元的影响加上市场条件，迫使炼油厂频频重新评估其原油板岩。由于目前的方法不允许炼油厂预测特定原油对其加工单元的影响，炼油厂依然使用试错法来最优确定其加工单元的最佳原油。因此，需要一种预测特定原油组合物(例如原油混合物)对加工单元影响的方法，以允许更有效的原油板岩优化，并允许对给定的原油板岩选择最佳操作条件。专利技术概述本申请涉及一种用于选择反应器中第一液体烃进料的加氢脱硫的最佳操作条件的方法。反应器在催化剂存在下具有反应器体积，使其产生产物流。根据第一方面，提供了选择第一液态烃进料的加氢脱硫的最佳操作条件的方法，其中选择产物流的所需硫含量。该方法测量第一液烃进料的咔唑含量，基于所测量的咔唑含量计算第一液烃进料的反应级数(reactionorder)，并根据计算出的反应级数计算操作严重性指数(operatingseverityindex)。操作严重性指数包括反应器产生具有所需硫含量的产物流的操作温度。根据另一方面，提供了用于选择液体烃进料的加氢脱硫的最佳操作条件的方法，其中测量多个液体烃进料的咔唑含量以产生所测量的咔唑含量的数据库。反应级数的计算可以通过确定数据库中最大咔唑含量来进行。附图说明通过参考以下详细描述和附图，可以更好地理解本专利技术及其许多特征和优点。重要的是注意，附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应将其视为限制其范围。图1示出了根据至少一个实施方案的炼油方法的一部分的简化示意图，其包括常压蒸馏装置和加氢处理单元；图2示出了根据至少一个实施例的表示该方法的步骤的示例性过程流程图；和图3示出了根据至少一个实施方案为了实现产物流中5ppm(实施例1)和30ppm(实施例2)的硫含量，处理具有不同水平的轻质和重质瓦斯油(0-100％重质瓦斯油)的瓦斯油原料所需的操作温度(℃)的示例图。具体实施方式如前所述，确定炼油厂原油板岩的常规方法在很大程度上依赖于试错。然而，这些常规方法不是特别有效，因为它们要求炼油厂连续重新评估是否应该根据与使用当前原油板岩相关的成本来改变原油板岩。常规方法的另一个问题是，当确定炼油厂的最佳原油板岩时，它们不考虑瓦斯油流的各个组分或在分子水平分析烃馏分。此外，在常规方法中，测量硫含量，氮含量和沸点特性等体积性质，然后在中试装置操作中测试原油馏分以确定可加工性。这是一个冗长而昂贵的方法。因此，实现优化可能是一项艰巨的任务。本申请的方法旨在克服用于确定原油板岩的常规方法的缺点。如下面进一步详细讨论的，本申请的方法使用瓦斯油原料的分子种类和反应性来预测特定炼油厂中其它原油的工艺性能。因此，本申请的方法允许炼油厂更好地为特定炼油厂选择有利的原油板岩。特别地，本方法基于其分子特性(例如咔唑含量和加氢脱硫加工性)评估瓦斯油流，允许炼油厂计算加氢脱硫单元(例如柴油加氢处理单元)的性能，从而调整或优化原油板岩，以确保柴油(diesel)加氢处理单元的最佳性能。图1示出了根据至少一个实施例的炼油工艺100的一部分的简化流程图。如图所示，原油料流105首先进料到常压蒸馏单元(atmosphericdistillationunit(ADU))110中，在大气压下将其蒸馏，以产生不同馏分(包括瓦斯油流115)。然后将所得的瓦斯油流115加入加氢脱硫单元120(例如，柴油加氢处理器)中，从而产生所需的产物流125(例如柴油)。加氢脱硫是从天然气和精炼石油产品(如汽油、柴油燃料、燃料油等)中除去硫的催化化学方法。在工业加氢脱硫单元中，例如在精炼厂中，加氢脱硫反应在固定床反应器中在升高的温度和升高的压力下进行的，通常在催化剂存在下进行。在本申请的方法中，测量瓦斯油流115(由当前原油板岩蒸馏产生的)的分子特征以确定瓦斯油流的性质(例如某些组分的浓度)，例如咔唑含量和硫含量。然后将瓦斯油流115加入加氢处理器120中以产生产物流(例如柴油燃料)，然后测量产物流的硫含量。根据一个或多个实施例，然后使用瓦斯油和柴油燃料的测量来确定炼油厂的最佳原油板岩和/或柴油加氢处理单元的最佳操作条件(例如温度)。图2示出了根据一个或多个实施例的一个示例性方法200的流程图。在步骤S205中，首先将原油流送入ADU110，由此生成瓦斯油流(“第一瓦斯油流”)。得到的瓦斯油流可以具有约150℃至约400℃的沸程。在替代实施例中，不同类型的进料流可以进料到ADU110中，包括但不限于中间炼油馏出物流(例如来自焦化器、流化催化裂化、残余物加氢转化或其它非常规工艺流，或它们的组合)。如本文所述，ADU110用于将原油蒸馏形成馏分。然后在步骤S210中，测量所得瓦斯油流的分子组成。例如，在一个或多个实施方案中，确定瓦斯油流的咔唑含量。典型的咔唑分子如下所示。如本文所定义，咔唑是一组芳族杂环氮化合物，其包括吖啶。更具体地说，在本申请的方法中所测量的咔唑是与碱性硝基化合物如吖啶及其烷基取代的衍生物“团聚(lumped)”在一起的一组咔唑化合物。吖啶分子结构如下所示。瓦斯油流的咔唑含量可以在约1ppm至约4,000ppm的范围内。也可以测量瓦斯油流的组成以确定瓦斯油的其它组分的浓度，包括但不限于硫和氮。在一个或多个实施方案中，瓦斯油流的硫含量可以在约10ppm至约40,000ppm的范围内，而瓦斯油流的氮含量可以在约10ppm至约4,000ppm的范围内。在至少一个实施方案中，也可以测量瓦斯油流的其它性质，例如芳香族含量和十六烷值。瓦斯油的芳烃含量可以在约0.1％W至约80％W的范围内。瓦斯油流的某些选定组分的测量，特别是咔唑含量、氮含量和硫含量的测量可以使用常规标准方法来实现，例如用于总硫的ASTMD5453或总氮的ASTMD4629或任何数量的本领域已知的光谱和/或色谱方法，包括但不限于傅里叶变换近红外光谱(fouriertransformnear-infraredspectroscopy)，傅里叶变换红外光谱(fouriertransforminfraredspectroscopy)，傅里叶变换离子回旋加速器质谱(fouriertransformioncyclotronmassspectroscopy)，飞行时间质谱(timeofflightmassspectroscopy)，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于选择用于在催化剂存在条件下具有反应器容积的反应器中的液体烃进料加氢脱硫以产生产物流的最佳操作条件的方法，其包括以下步骤：选择用于引入反应器的第一液体烃进料；选择从所述第一液体烃进料的所述反应器中产生的第一产物流的所需硫含量；测量第一液体烃进料的咔唑含量；基于所测量的第一液体烃的咔唑含量计算第一液体烃进料的反应级数；以及基于所计算的反应级数计算操作严重性指数，其中所述操作严重性指数包括用以从所述第一液体烃进料产生具有所需硫含量的所述第一产物流的反应器的操作温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.13 US 14/711,5361.一种用于选择用于在催化剂存在条件下具有反应器容积的反应器中的液体烃进料加氢脱硫以产生产物流的最佳操作条件的方法，其包括以下步骤：选择用于引入反应器的第一液体烃进料；选择从所述第一液体烃进料的所述反应器中产生的第一产物流的所需硫含量；测量第一液体烃进料的咔唑含量；基于所测量的第一液体烃的咔唑含量计算第一液体烃进料的反应级数；以及基于所计算的反应级数计算操作严重性指数，其中所述操作严重性指数包括用以从所述第一液体烃进料产生具有所需硫含量的所述第一产物流的反应器的操作温度。2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：测量通过蒸馏多个初始液体烃进料而产生的多个液体烃进料的咔唑含量；并建立所测量的咔唑含量的数据库。3.根据权利要求2所述的方法，其中计算第一液体烃进料的反应级数的步骤包括确定数据库中最大咔唑含量的步骤。4.根据权利要求3所述的方法，其中使用下式计算所述第一液体烃进料的反应级数：其中n是反应级数，Ncarbazoles等于第一液体烃进料的咔唑含量，Ncarbazoies-max等于数据库中最高的测量咔唑含量。5.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一液体烃进料和所述多个液体烃进料都包含由原油蒸馏产生的瓦斯油流。6.根据权利要求4所述的方法，其中，使用下式计算操作严重性指数：1.2.其中LHSV是液时空速，n等于第一液体烃进料的反应级数，SFeed等于第一液体烃进料的硫含量；SProduct为第一产物流所需的硫含量；k是第n级反应速率常数，HPP是氢分压，Catage是催化剂寿命，A是频率因子，[Ea]是活化能，b是氢分压依赖因子，c是催化剂失活因子，R是通用速率常数(R)，T是反应器的温度。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应器包括柴油加氢处理器，所述第一液体烃进料包含瓦斯油流，所述产物流包含柴油燃料。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一液体烃流由原油，中间炼油馏出液流或其组合中的至少一种产生。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述催化剂包含至少一种第8族金属和至少一种第6族金属。10.根据权利要求9所述的方法，其中第8族金属的量为约1至约30wt％，第6族金属的量为约1至约30wt％，基于催化剂的总重量。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一液体烃进料的沸程为约150℃至约400℃。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一液体烃进料含有约10ppm至约40,000ppm的硫。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一液体烃进料具有约1ppm至约4,000ppm的咔唑含量。14.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一液体烃进料含有约0.1wt％至约80wt的芳香族(aromatics)，基于第一液体烃进料的总重量。15.根据权利要求6所述的方法，还包括以下步骤：选择第二液体烃进料以引入反应器以形成具有与第一产物流至少基本上相同的选定硫含量的第二产物流，测量第二液体烃进料的咔唑含量；基于所测量的第二液体烃进料的咔唑含量计算第二液体烃进料的反应级数；以及基于所述第二产物流的所选硫含量计算所述第二液体烃进料的操作严重性指数，其中所述操作严重性指数包括用以从所...

【专利技术属性】
技术研发人员：OR科塞奥格卢，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯,SA