一种生产重整原料的两段加氢裂化工艺和系统的制作方法

本发明属于石油化工，涉及一种加氢裂化工艺和系统，特别是涉及一种以生产重整原料为主要目的的两段全循环加氢裂化工艺和系统。

背景技术：

1、近年来国内炼化市场发生巨大变革，整体上呈现产品结构调整与装置大型化趋势。其中产品结构调整方向，市场对于柴油等常规燃料的需求明显下降，对于苯、甲苯、二甲苯等化工原料的需求逆势上扬，催化重整装置成为各大炼化企业最具有经济价值的装置。加氢裂化装置由于其具有调整产品结构的先天优势成为各大炼厂增产重整原料的关键装置，同时为配合装置大型化趋势两段全循环加氢裂化工艺引起广泛关注，该工艺流程原料加工量大同时可将蜡油原料最大量转化为可作为重整原料的重石脑油馏分。但蜡油两段全循环加氢裂化工艺在日常生产与试验研究中出现一些技术瓶颈，困扰着炼厂生产人员与相关研究工作者。其一是重石脑油选择性存在上限，在大型化趋势下重石脑油收率即使只有微小的提升，也会带来显著的经济效益，单独依靠催化剂优化与工艺参数调整对于重石脑油收率的提升以难以突破70%的关卡。其二是由于常规蜡油两段全循环加氢裂化工艺二段循环油不再经历精制过程而直接循环至分馏部分，导致部分难发生反应的稠环芳烃在系统内循环累积，最终影响到装置的整体反应活性与产品性质。

2、cn103773463b公开了一种两段加氢裂化工艺方法，其特征为裂化段级配装填两种不同类型的加氢裂化催化剂以达到拓宽工艺原料适应性与提高产品质量的目的。

3、cn1952067a公开了一种两段加氢裂化方法，该专利第一加氢裂化反应器采用单段两剂思路装填两种催化剂，上部装填精制催化剂而下部装填加氢裂化催化剂，本发明方法既保持了单段两剂加氢裂化技术中间馏分油收率高、化学氢耗低和催化剂总费用少等优点，同时又拥有单段串联加氢裂化技术对原料油适应性强、催化剂运转周期长和加氢裂化产品质量好等特点。但该装置实现的是最大量生产中间馏分油，不符合目前炼化企业追求降低柴汽比的大趋势。

技术实现思路

1、申请人在研究过程中发现，采用现有的两段全循环加氢裂化工艺生产重整原料时存在一些难以克服的技术瓶颈：（1）与单段全循环可将未转化油循环至精制反应器入口不同，两段全循环加氢裂化工艺由于二段裂化未转化油直接进入到分离系统不再经历加氢精制反应区，这会导致部分难以进行加氢裂化反应的稠环芳烃在系统内循环进而累积到一定量时影响装置的整体技术效果；（2）现有两段全循环工艺单独依靠催化剂升级难以突破重石脑油选择性超过70%大关，提升反应深度会导致轻石脑油以及气体产品收率增加，导致整体重石脑油选择性降低。

2、针对现有技术中存在的上述问题，本发明主要目的是提供一种生产重整原料的两段加氢裂化工艺和系统，所述两段加氢裂化工艺通过在二段加氢裂化反应器中下部设置二段加氢精制反应区，同时将分馏塔中原定的一路循环油改为轻循环油与重循环油两股物流，一路轻石脑油产品改为部分轻石脑油产品与部分轻石油循环油。重循环油由二段加氢裂化反应器顶部进入，而轻循环油与轻石油循环油则由二段加氢精制反应区下部进入反应器。既提高了装置重石脑油选择性又解决了两段全循环加氢裂化工艺易导致稠环芳烃累积的固有问题，为企业体质增效提供有利的技术支撑。

3、为了实现上述发明目的，本发明首先提供一种生产重整原料的两段加氢裂化工艺，包括如下步骤：

4、（1）原料油和氢气混合后进入一段加氢裂化反应区，一段加氢裂化反应区包括加氢精制反应器和加氢裂化反应器，与其中的加氢精制催化剂、加氢裂化催化剂接触进行反应，反应后得到一段加氢裂化生成油；

5、（2）步骤（1）得到的一段加氢裂化生成油进入分离单元分离后得到气体产品、轻石脑油、重石脑油、轻质循环尾油、重质循环尾油；

6、（3）步骤（2）得到的轻质循环尾油、重质循环尾油进入二段加氢裂化反应区，二段加氢裂化反应区包括加氢裂化反应器，反应器内包括上部加氢裂化催化剂床层、加氢精制催化剂床层和下部加氢裂化催化剂床层，二段加氢裂化反应器设置至少两个进料口，其中，第一进料口在反应器顶部，第二进料口在加氢精制催化剂床层的下部反应器壳体上；其中，重质循环尾油由第一进料口进入二段加氢裂化反应区，轻质循环尾油由第二进料口进入二段加氢裂化反应区，反应后的二段加氢裂化生成油循环处理。

7、优选的，上述生产重整原料的两段加氢裂化工艺中，原料油的馏程一般为350℃～520℃，通常对硫氮含量无特殊限制要求，一般情况下硫含量不大于3.0wt%、氮含量不大于2000ppm，更进一步具体的，原料油可以选自于直馏蜡油、沸腾床蜡油、焦化蜡油等中的一种或者几种混合物。

8、优选的，上述生产重整原料的两段加氢裂化工艺中，步骤（2）中分离包括气液分离和分馏，步骤（1）得到的一段加氢裂化生成油先进行气液分离，分离后得到气相料流和液相料流；得到的液相料流进一步经分馏后得到气体产品、轻石脑油、重石脑油、轻质循环尾油、重质循环尾油。气液分离得到的气相料流进一步经净化处理后并经循环氢压缩机压缩后得到氢气，可以作为循环氢循环回一段加氢裂化反应区和/或二段加氢裂化反应区使用，通常情况下，所述净化处理是指将气相料流中的含硫化合物（硫化氢）脱除，净化处理可以采用现有可以脱除硫化氢工艺中的任一种。

9、优选的，上述生产重整原料的两段加氢裂化工艺中，步骤（2）中轻质循环尾油和重质循环尾油的分割温度为250～350℃，优选为290～320℃。

10、优选的，上述生产重整原料的两段加氢裂化工艺中，轻石脑油可以部分进入二段加氢裂化反应区，部分作为产品，又或者全部进入二段加氢裂化反应区，优选与轻质循环尾油一起由第二进料口进入二段加氢裂化反应区。更进一步的，当轻石脑油部分进入二段加氢裂化反应区时，轻石脑油进入二段加氢裂化反应区的量为轻石脑油产品的5wt%～95wt%（wt），优选为15wt%～75wt%。

11、优选的，上述生产重整原料的两段加氢裂化工艺中，步骤（1）中的一段加氢裂化反应区的加氢精制反应器装填至少一种加氢精制催化剂，优选包含1～3种加氢精制催化剂。一般情况下，加氢精制催化剂包括载体和加氢活性金属组分，加氢活性金属组分负载于载体上，加氢活性金属可以是选自于vib族、viib族、viii族金属元素中的至少一种，优选为co、mo、ni、w中的两种或两种以上金属为活性组分。具体可以选用中国石油化工股份有限公司大连（抚顺）石油化工研究院研制开发的ff-12、ff-56、ff-66、fhuds-8等商用加氢精制催化剂，也可根据需要按本领域的常识进行制备。

12、优选的，上述生产重整原料的两段加氢裂化工艺中，步骤（1）中的一段加氢裂化反应区的加氢裂化反应器内装填至少一种加氢裂化催化剂，加氢裂化催化剂包括加氢金属组分和载体，加氢金属组分一般可以选自于vib族、viib族、viii族金属元素中的至少一种，优选为co、mo、ni、w中的两种或两种以上；载体选自于y分子筛、β分子筛、改性y分子筛、改性β分子筛、氧化铝、无定型硅铝中的至少一种。通常情况下，以催化剂的重量为基准，加氢金属组分按氧化物计含量为18wt%～40wt%，优选为20wt%～30wt%。具体的可以选择中国石油化工股份有限公司大连（抚顺）石油化工研究院研制开发的fc-52、fc-32等商用加氢裂化催化剂，也可根据需要按本领域的常识进行制备。

13、优选的，上述生产重整原料的两段加氢裂化工艺中，步骤（1）中的一段加氢裂化反应区的加氢精制反应器的工艺条件一般如下：反应温度为320～420℃，优选为350～400℃；反应压力为8.0～18.0 mpa，优选为12.0～17.0mpa；体积空速为0.5～10.0h-1，优选为0.8～2.0h-1；氢油体积比为100～2500，优选为600～1200。

14、优选的，上述生产重整原料的两段加氢裂化工艺中，步骤（1）中的一段加氢裂化反应区的加氢裂化反应器的工艺条件一般如下：反应温度为330～425℃，优选为360～410℃；反应压力为8.0～18.0 mpa，优选为12.0～17.0mpa；体积空速为0.6～8.0h-1，优选为0.8～2.0h-1；氢油体积比为100～2500，优选为600～1500。

15、优选的，上述生产重整原料的两段加氢裂化工艺中，二段加氢裂化反应区包括加氢裂化反应器，反应器内包括上部加氢裂化催化剂床层、加氢精制催化剂床层和下部加氢裂化催化剂床层；加氢精制催化剂床层设置于上部加氢裂化催化剂床层和下部加氢裂化催化剂床层之间，加氢精制催化剂床层占整个反应器内催化剂床层的体积比为2%～32%，优选为5%～15%；更进一步的，加氢精制催化剂床层的底部位于反应器高度（自上而下）的50%～90%，进一步优选为反应器高度75%～85%。

16、优选的，上述生产重整原料的两段加氢裂化工艺中，二段加氢裂化反应区的工艺条件一般如下：反应温度为320～410℃，优选为340～390℃；反应压力为8.0～18.0 mpa，优选为12.0～17.0mpa；体积空速为0.6～8.0h-1，优选为1.0～2.5h-1；氢油体积比为500～2000，优选为600～1500。

17、优选的，上述生产重整原料的两段加氢裂化工艺中，二段加氢裂化反应区内装填至少一种加氢裂化催化剂，所述加氢裂化催化剂与一段加氢裂化反应区内装填的加氢裂化催化剂可以相同也可以不同。加氢裂化催化剂包括加氢金属组分和载体，加氢金属组分一般可以选自于vib族、viib族、viii族金属元素中的至少一种，优选为co、mo、ni、w中的两种或两种以上；载体选自于y分子筛、β分子筛、改性y分子筛、改性β分子筛、氧化铝、无定型硅铝中的至少一种。通常情况下，以催化剂的重量为基准，加氢金属组分按氧化物计含量为15wt%～35wt%，优选为18wt%～28wt%。更进一步进优选，二段加氢裂化反应区上部加氢裂化催化剂的加氢金属组分按氧化物计含量为23wt%～28wt%，二段加氢裂化反应区下部加氢裂化催化剂的加氢金属组分按氧化物计含量为18wt%～25wt%。具体的可以选择中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院（fripp）研制开发的fc-76、fc-50等商用加氢裂化催化剂，也可根据需要按本领域的常识进行制备。

18、优选的，上述生产重整原料的两段加氢裂化工艺中，二段加氢裂化反应区内装填至少一种加氢精制催化剂，所述加氢精制催化剂与一段加氢裂化反应区内装填的加氢精制催化剂可以相同也可以不同。一般情况下，加氢精制催化剂包括载体和加氢活性金属组分，加氢活性金属组分负载于载体上，加氢活性金属可以是选自于vib族、viib族、viii族金属元素中的至少一种，优选为co、mo、ni、w中的两种或两种以上金属为活性组分。具体可以选用中国石油化工股份有限公司大连（抚顺）石油化工研究院研制开发的ff-56、ff-66、fhuds-7、fhuds-8等商用加氢精制催化剂，也可根据需要按本领域的常识进行制备。

19、为了实现上述发明目的，本发明另一方面提供一种生产重整原料的加氢裂化系统，包括依次顺序连接的一段加氢裂化反应区、分离单元、二段加氢裂化反应区：其中，

20、一段加氢裂化反应区，所述一段加氢裂化反应区包括加氢精制反应器和加氢裂化反应器，原料油和氢气混合后进入与其中的加氢精制催化剂、加氢裂化催化剂接触进行反应，反应后得到一段加氢裂化生成油；

21、分离单元，所述分离单元包括气液分离器和分馏塔，其中，一段加氢裂化生成油首先进入气液分离器，分离后得到气相料流和液相料流，液相料流进入分馏塔分离后得到气体产品、轻石脑油、重石脑油、轻质循环尾油、重质循环尾油；

22、二段加氢裂化反应区，二段加氢裂化反应区包括加氢裂化反应器，反应器内包括上部加氢裂化催化剂床层、加氢精制催化剂床层和下部加氢裂化催化剂床层，二段加氢裂化反应器设置至少两个进料口，其中，第一进料口在反应器顶部，第二进料口在加氢精制催化剂床层的下部的反应器壳体上；其中，重质循环尾油由第一进料口进入二段加氢裂化反应区，轻质循环尾油由第二进料口进入二段加氢裂化反应区，反应后的二段加氢裂化生成油返回分离单元中的分馏塔处理。

23、优选的，上述生产重整原料的加氢裂化系统中，气液分离器根据实际情况一般包括热高压分离器、热低压分离器、冷高压分离器、冷低压分离器中的一种或几种，所述分离器的类型、分馏塔的类型、分离器之间及分离器与分馏塔之间的连接方式等内容，本领域技术人员可以根据实际需要进行自由选择。

24、优选的，上述生产重整原料的加氢裂化系统中，还包括净化单元，其用于接收来自分离单元中气液分离器分离后的气相料流，经净化处理后得到净化氢气，所述净化氢气经循环氢压缩机压缩后可以作为循环氢循环回一段加氢裂化反应区和/或二段加氢裂化反应区使用，通常情况下，所述净化处理是指将气相料流中的含硫化合物（硫化氢）脱除，净化处理可以采用现有可以脱除硫化氢工艺中的任一种。

25、与现有二段加氢裂化工艺相比较，本发明提供的生产重整原料的两段加氢裂化工艺和系统的技术优势和效果主要体现在如下几个方面：

26、（1）本发明提供的生产重整原料的两段加氢裂化工艺中，申请人提出在二段加氢裂化反应区的反应器中下部设置加氢精制催化剂床层，可以将二段反应区中累积的稠环芳烃进行部分芳烃饱和，进而解决了传统两段全循环蜡油加氢裂化工艺固有的稠环芳烃累积的问题，同时还可以提高重石脑油选择性，实现防止稠环芳烃累积与提高重石脑油选择性两大正向提高。

27、（2）同时申请人在研究过程发现加氢裂化反应在裂化反应区域存在动态抑制导向现象，即在全馏分反应物的加氢裂化过程中，引入馏程a～b℃的物质会促进馏程＜b℃的物质反应，而抑制馏程＞b℃的物质反应。申请人基于上述现象，通过优化二段加氢裂化反应功能区域与加氢裂化反应路径，在提高目标产物的选择性的同时解决稠环芳烃累积的不利影响。通过将轻石脑油、轻质循环尾油由第二进料口进入二段加氢裂化反应区，轻质循环油没有经过二段加氢裂化反应区中的加氢精制催化剂床层，并在二段加氢裂化反应区下部加氢裂化催化剂床层形成一个轻质循环油反应物高浓度区，促进向重石脑油方向转化反应的发生，同时由于轻石脑油馏分的引入，按照动态抑制导向理论会降低重石脑油馏分向轻石脑油馏分反应的倾向，进一步增加重石脑油产品选择性。同时轻石脑油进入二段加氢裂化反应区继续进行加氢裂化反应，结合加氢裂化正碳离子反应机理与β位断链原则，轻石脑油产品的异构化程度进一步提高，得到高辛烷值轻石脑油，增加其作为汽油调和组分的经济价值。

28、（3）本发明提供的生产重整原料的两段加氢裂化工艺中，二段加氢裂化反应区的上部加氢裂化催化剂床层区域进料仅为重质循环油，在该区域营造低空速、高加氢裂化反应活性的区域，使得加工难度降低，有助于降低二段加氢裂化反应区的入口反应温度，有利于装置的长周期运转并降低整体能耗。