一种页岩油加氢处理工艺和处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种页岩油加氢处理工艺和处理系统，所述处理工艺为页岩油原料首先经切割后得到轻馏分和重馏分，轻馏分和经净化处理后的重馏分分别进入加氢反应区，在氢气存在条件下进行反应，反应流出物经分离后得到含氢气体和精制页岩油。所述处理系统包括分馏塔、脱杂反应区、加氢反应区和分离单元。所述处理工艺能长周期处理页岩油原料并且有效提高装置脱氮能力。脱氮能力。脱氮能力。

【技术实现步骤摘要】
一种页岩油加氢处理工艺和处理系统


[0001]本专利技术属于油品加工
，具体地说涉及一种页岩油加氢处理工艺和处理系统。

技术介绍

[0002]在自然界的资源中，油页岩和石油一样主要由藻类等低等浮游生物经腐化作用和煤化作用而生成。而通过低干馏等办法，从油页岩中“榨”出的页岩油则被称作“人造石油”，经过进一步加工提炼后可以制得汽油、煤油、柴油等液体燃料。在油页岩的开采初期由于技术不过关，生产过程污染环境，这一行业发展受到限制。近年来，随着技术的进步，该问题已得到了很好的解决。可以预见，在当前石油资源紧缺、油价高涨的形势下，页岩油将在石油化工能源家族中扮演越来越重要的角色。
[0003]由于页岩油生产工艺的特殊性使得页岩油的性质与常规石化原料有所不同，页岩油中的氮含量、机械杂质以及金属等含量远高于常规原油，对于页岩油加工装置的容纳污染物能力以及脱氮能力有着较高的要求。目前在实际生产中影响加工页岩油装置经济效益的两个最大因素是装置无法长周期稳定运转和脱氮效果较差。
[0004]CN10492605A介绍了一种有效提高脱氮效果的页岩油加氢工艺方法，该方法中页岩油原料由反应器上部进入，氢气由反应器下部进入，通过气相与液相反应物在反应器内部逆向接触以达到提高加氢过程脱氮效果的目的。但气相与液相反应物的逆向接触并不会使页岩油中包含的机械杂质、金属杂质等更好的分布在整个反应器中，反而因氢气从反应器下部进入使得反应器上部氢分压相对降低，导致页岩油中的杂质更容易在一床催化剂的孔道之中结焦积碳，从而加速床层压降的升高，影响页岩油加氢精制装置的长周期运转。
[0005]CN102465015A公开了一种页岩油的加工方法，该方法首先将页岩油分割成轻、重组分，重组分与氢气通过上流式加氢反应器，所得流出物与轻组分、氢气再通过常规加氢精制反应器进行反应，加氢精制流出物经分离和分馏，得到轻质产品。该方法中上流式反应器的下床层与常规加氢精制反应器的上床层仍为页岩油中的机械杂质、胶质以及金属杂质的重点沉积区域，虽能降低常规精制反应器的压降，但前设的上流式加氢反应器仍需定期换剂、精制反应器仍需定期撇头，并且整个方案中并未合理分配精制反应器内杂质沉积与降低保护剂的使用量，经济性相对较差。

技术实现思路

[0006]申请人在研究过程中发现目前影响页岩油加氢装置稳定运转的主要因素是加氢反应区内与液相物料最先接触的催化剂床层极易发生杂质的沉积与结焦积碳等问题而导致催化剂床层压降急速升高，使得企业不得不采用撇头、频繁更换反应器内的催化剂等操作，而且目前现有加氢精制反应区一般仅在最先接触液相物料的催化剂床层装填大量的保护剂，但申请人通过对失活催化剂分析后发现，反应器后接触液相物料的催化剂床层中的失活催化剂中也有相当数量的杂质，这是由于部分颗粒相对较小的杂质穿透最先接触液相
物料的催化剂床层到后接触液相物料的催化剂床层后因后接触液相物料的催化剂床层无保护剂而导致催化剂床层压降突增；现有技术中全部原料由反应器顶部集中进料，导致原料中的杂质集中沉积在反应器最先接触物料的催化剂床层，一旦超过其容纳垢物的上限会导致该床层压降突增，最先接触液相物料的床层压降成为限制整个装置长周期运行的瓶颈，当装置进料量发生波动时杂质容易被携带进入后续的催化剂床层，而后接触物料的催化剂床层不含有保护剂而且孔隙率较低从而导致催化剂床层压降升高；而且由于目前现有的加氢精制反应器内在反应器最上部装填大量的保护剂而相对降低了加氢精制催化剂的装填量，装置的加氢脱氮能力也不足，需要额外增加反应器或者其他手段来满足产品对氮含量的要求。
[0007]针对现有技术的不足，本专利技术目的是提供一种页岩油加氢处理工艺和处理系统。所述处理工艺能长周期处理页岩油原料并且有效提高装置脱氮能力。
[0008]本专利技术第一方面提供一种页岩油加氢处理工艺，所述处理工艺包括如下内容：（1）页岩油原料经切割后得到轻馏分和重馏分；（2）步骤（1）得到的重馏分进入脱杂反应区进行脱杂处理，处理后得到净化重馏分；（3）步骤（2）得到的净化重馏分与氢气通过加氢反应区顶部进料口进入加氢反应区，并进行加氢反应；（4）步骤（1）得到的轻馏分通过加氢反应区中下部进料口进入加氢反应区，在氢气存在条件下进行反应，反应流出物经分离后得到含氢气体和精制页岩油。
[0009]上述页岩油加氢处理工艺中，步骤（1）中所述页岩油原料一般为页岩油全馏分，优选为高干点页岩油全馏分；所述页岩油的初馏点为120～230℃，终馏点为500～680℃，其中，轻馏分和重馏分的分割点温度为270～380℃，优选300～350℃，通常情况下轻馏分与重馏分的重量比为20～40：60～80。
[0010]上述页岩油加氢处理工艺中，步骤（2）中所述的脱杂反应区设置1台以上的脱杂反应器，优选设置2台脱杂反应器，进一步优选两台脱杂反应器以并联方式相互连接，且两台脱杂反应器处于一开一备状态，当其中一个达到工作负荷上限需要再生时，启动另外一台并对需要再生的反应器进行再生处理。
[0011]上述页岩油加氢处理工艺中，脱杂反应器内设置M个吸附催化脱杂床层（M为大于1的整数，优选M为2-4，进一步优选M为3），每个吸附催化脱杂床层内均设置吸附催化脱杂材料，按照液相物流流动方向依次记为分别为第一吸附催化脱杂床层、第二吸附催化脱杂床层、
……
、第M-1吸附催化脱杂床层、第M吸附催化脱杂床层。
[0012]上述页岩油加氢处理工艺中，所述吸附催化脱杂材料包括基体和任选的负载于基体上的活性金属组分，其中基体为无机耐熔多孔材料，具体可以为氧化铝、氧化硅、分子筛等中的一种或几种，优选为氧化铝；所述活性金属组分为VIB和/或VIII族金属中的一种或几种；优选为W、Mo、Ni、Co中的一种或几种，优选为Mo和/或Ni。所述吸附催化脱杂材料的外形可以为四叶轮、泡沫圆片、七孔球、鸟巢、拉西环等中的一种或几种，优选为七孔球、鸟巢、拉西环中的一种或几种。
[0013]上述页岩油加氢处理工艺中，所述吸附催化脱杂材料的颗粒直径为2～50mm，优选为5～30mm，更进一步优选按照物料流动方向，吸附催化脱杂材料的颗粒直径逐渐减小，第M催化剂床层中的保护剂颗粒直径比第M-1催化剂床层中的保护剂颗粒直径小1～10mm，优选
小5～8mm。
[0014]上述页岩油加氢处理工艺中，所述吸附催化脱杂材料中活性金属组分以金属氧化物计含量一般为0～15wt%，优选为1～10wt%；进一步优选按照物料流动方向，吸附催化脱杂材料中的活性金属含量逐渐增大，第M吸附催化脱杂床层中的吸附催化脱杂材料中的活性金属含量比第M-1吸附催化脱杂床层中的吸附催化脱杂材料中的活性金属含量高0～10wt%，优选高0.1～3wt%；进一步优选第一吸附催化脱杂床层中的吸附催化脱杂材料中不含有活性金属。
[0015]上述页岩油加氢处理工艺中，当脱杂反应器内设置3个吸附催化脱杂床层时，第一吸附催化脱杂床层、第二吸附催化脱杂床层、第三吸附催化脱杂床层中的第一吸附催化脱杂材料、第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种页岩油加氢处理工艺，所述处理工艺包括如下内容：（1）页岩油原料经切割后得到轻馏分和重馏分；（2）步骤（1）得到的重馏分进入脱杂反应区进行脱杂处理，处理后得到净化重馏分；（3）步骤（2）得到的净化重馏分与氢气通过加氢反应区顶部进料口进入加氢反应区，并进行加氢反应；（4）步骤（1）得到的轻馏分通过加氢反应区中下部进料口进入加氢反应区，在氢气存在条件下进行反应，反应流出物经分离后得到含氢气体和精制页岩油。2.按照权利要求1所述的页岩油加氢处理工艺，其中，步骤（1）中所述页岩油原料为页岩油全馏分，优选为高干点页岩油全馏分；所述页岩油的初馏点为120～230℃，终馏点为500～680℃。3.按照权利要求1所述的页岩油加氢处理工艺，其中，步骤（1）中轻馏分和重馏分的分割点温度为270～380℃，优选300～350℃，轻馏分与重馏分的重量比为20～40：60～80。4.按照权利要求1所述的页岩油加氢处理工艺，其中，步骤（2）中所述的脱杂反应区设置1台以上的脱杂反应器，优选设置2台脱杂反应器，进一步优选两台脱杂反应器以并联方式相互连接，且两台脱杂反应器处于一开一备状态，当其中一个达到工作负荷上限需要再生时，启动另外一台并对需要再生的反应器进行再生处理。5.按照权利要求1所述的页岩油加氢处理工艺，其中，脱杂反应器内设置M个吸附催化脱杂床层，M为大于1的整数，优选M为2-4之间的整数，进一步优选M为3，每个吸附催化脱杂床层内均设置吸附催化脱杂材料，按照液相物流流动方向依次记为分别为第一吸附催化脱杂床层、第二吸附催化脱杂床层、
……
、第M-1吸附催化脱杂床层、第M吸附催化脱杂床层。6.按照权利要求5所述的页岩油加氢处理工艺，其中，所述吸附催化脱杂材料包括基体和任选的负载于基体上的活性金属组分，其中基体为无机耐熔多孔材料，具体为氧化铝、氧化硅、分子筛等中的一种或几种，优选为氧化铝；所述活性金属组分为VIB和/或VIII族金属中的一种或几种；优选为W、Mo、Ni、Co中的一种或几种，优选为Mo和/或Ni。7.按照权利要求5所述的页岩油加氢处理工艺，其中，所述吸附催化脱杂材料的外形为四叶轮、泡沫圆片、七孔球、鸟巢、拉西环中的一种或几种，优选为七孔球、鸟巢、拉西环中的一种或几种。8.按照权利要求5所述的页岩油加氢处理工艺，其中，所述吸附催化脱杂材料的颗粒直径为2～50mm，优选为5～30mm，更进一步优选按照物料流动方向，吸附催化脱杂材料的颗粒直径逐渐减小，第M催化剂床层中的保护剂颗粒直径比第M-1催化剂床层中的保护剂颗粒直径小1～10mm，优选小5～8mm。9.按照权利要求6所述的页岩油加氢处理工艺，其中，所述吸附催化脱杂材料中活性金属组分以金属氧化物计含量一般为0～15wt%，优选为1～10wt%；进一步优选按照物料流动方向，吸附催化脱杂材料中的活性金属含量逐渐增大，第M吸附催化脱杂床层中的吸附催化脱杂材料中的活性金属含量比第M-1吸附催化脱杂床层中的吸附催化脱杂材料中的活性金属含量高0～10wt%，优选高0.1～3wt%；进一步优选第一吸附催化脱杂床层中的吸附催化脱杂材料中不含有活性金属。10.按照权利要求5所述的页岩油加氢处理工艺，其中，当脱杂反应器内设置3个吸附催化脱杂床层时，第一吸附催化脱杂床层、第二吸附催化脱杂床层、第三吸附催化脱杂床层中
的第一吸附催化脱杂材料、第二吸附催化脱杂材料、第三吸附催化脱杂材料的装填体积比为10%～30%：20%～50%：40%～70%，优选为15%～25%：25%～40%：45%～60%。11.按照权利要求5所述的页岩油加氢处理工艺，其中，当脱杂反应器内设置3个吸附催化脱杂床层时，第一吸附催化脱杂材料形状为七孔球，颗粒直径为10～50mm，优选为20～30mm，内孔径为1.5～3.5 mm，优选为2.0～3.0mm；所述吸附催化脱杂材料以氧化铝为基体；所述第二吸附催化脱杂材料是以氧化铝为基体，Ni和Mo为活性金属组分；第二吸附催化脱杂材料形状为鸟巢型，颗粒直径为8～25mm，优选为10～20mm，孔容为0.30～0.60mL/g，优选为0.45～0.55mL/g，MoO3组分含量为0.5～10.0wt%，优选为2.0～8.5wt%，NiO组分含量为0.1～5.0wt%，优选0.2～1.5wt%；所述第三吸附催化脱杂材料是以氧化铝为基体，Ni和Mo为活性金属组分；第三吸附催化脱杂材料形状为拉西环型，催化剂的颗粒直径为2～15mm，优选为5～8mm，孔容为0.40～0.80 mL/g，优选0.50～0.59mL/g，MoO3组分含量为2.5～10.0wt%，优选6.0～8.0wt%，NiO组分含量为0.5～3.0wt%，优选0.5～2.5wt%。12.按照权利要求1所述的页岩油加氢处理工艺，其中，步骤（4）中得到的含氢气体分两路，其中一路经净化处理后作为循环氢使用，另一路进入脱杂反应区与重馏分混合进行脱杂处理。13.按照权利要求1所述的页岩油加氢处理工艺，其中，所述加氢反应区设置N个催化剂床层，N为大于1的整数，优选N为3-6之间的整数，进一步优选N为3或4；沿液相物流流动方向依次记为第一催化剂床层、第二催化剂床层、
……
、第N-1催化剂床层、第N催化剂床层。14.按照权利要求13所述的页岩油加氢处理工艺，其中，步骤（4）所述中下部进料口位于加氢反应区中第X催化剂床层下方，X<N，X为1-5之间的整数，优选为2-5之间的整数，进一步优选为2或3；具体的当设置2个催化剂床层时，设置于第一催化剂床层与第二催化剂床层之间；当设置3个催化剂床层时，可以设置于第一催化剂床层与第二催化剂床层之间和/或第二催化剂床层与第三催化剂床层之间。15.按照权利要求14所述的页岩油加氢处理工艺，其中，所述第一催化剂床层至第X催化剂床层中，每个催化剂床层都包括保护剂和加氢催化剂，且按照物料流动方向保护剂在加氢催化剂上方，第X+1催化剂床层到第N催化剂床层包括加氢催化剂；更进一步具体的所述第一催化剂床层包括第一保护剂和第一加氢催化剂、第X催化剂床层包括第X保护剂和第X加氢催化剂、
……
、第X+1催化剂床层包括第X+1加氢催化剂、第N催化剂床层包括第N加氢催化剂。16.按照权利要求15所述的页岩油加氢处理工艺，其中，所述第一催化剂床层至第X催化剂床层中，保护剂与加氢催化剂的体积比为1～30：100，优选为3～20：100；优选按照液相物料流动方向，保护剂占比逐层降低，具体的，第X催化剂床层中的保护剂体积比相较于第X-1催化剂床层中的保护剂体积比小1%～10%，优选小3%～6%。17.按照权利要求15所述的页岩油加氢处理工艺，其中，所述保护剂包括载体和活性金属组分，其中载体为氧化铝、氧化硅、活性炭中的一种或几种，优选为氧化铝；所述活性金属组分为VIB和/或VIII族金属中的一种或几种；优选为W、Mo、Ni、Co中的一种或几种，优选为Ni和Mo；所述保护剂的外形为四叶轮、鸟巢型以及拉西环中的一种或几种、优选为四叶...

【专利技术属性】
技术研发人员：范思强，黄新露，吴子明，曹正凯，彭冲，王仲义，庞宏，崔哲，孙士可，白振民，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：