專利名稱：低壓餾出物加氫處理工藝單元的高壓改造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將低壓餾出物加氫處理工藝單元改造成高壓餾出物加氫處理工藝單元的節(jié)省成本的方法。增加高壓熱進(jìn)料泵，將爐膛更換管子以適合更高的壓力，將低壓反應(yīng)器更換成高壓反應(yīng)器，在反應(yīng)器出口處增加高壓減壓閥，并且將低壓循環(huán)壓縮機(jī)更換成高壓循環(huán)壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
為了符合產(chǎn)品規(guī)格并且確保遵守環(huán)境法規(guī)，要求除去柴油中的雜質(zhì)(諸如硫)， 通常通過加氫處理除去雜質(zhì)。例如，從2007車型年開始，要求將重型公路車輛的污染降低 90%以上。要求減少柴油中的硫，使現(xiàn)代污染控制技術(shù)在重型公路車輛(諸如卡車和客車) 上有用武之地。美國國家環(huán)境保護(hù)局要求將公路柴油的硫含量降低97%，即從500ppm等級 (低硫柴油，或LSD)到降低到15ppm(超低硫柴油，或ULSD)等級。這些新法規(guī)要求發(fā)動機(jī)制造業(yè)滿足2007排放標(biāo)準(zhǔn)并具有靈活性，以通過在2007年和2010年之間逐步采用的方法滿足新標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)與大多數(shù)工業(yè)國家的標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)。在不改進(jìn)一些現(xiàn)有的加氫處理工藝和設(shè)備的情況下，目前在商業(yè)中使用的用于生產(chǎn)柴油的一些工藝將不能把硫含量充分地降低到新要求的水平。加氫處理是一種既定的煉油工藝，用來改善從石腦油餾程料流到重油餾程料流的各種石油流的品質(zhì)。加氫處理用于除去諸如硫、氮和金屬之類的雜質(zhì)，也用于使烯烴和芳烴飽和以生產(chǎn)用于下游產(chǎn)品銷售的相對清潔的產(chǎn)物流。通常，通過在含氫空氣中在高溫高壓下將進(jìn)料從加氫處理催化劑經(jīng)過來對柴油進(jìn)行加氫處理。一個(gè)已被廣泛用于該服務(wù)的合適的催化劑族是在載體(例如氧化鋁)上的元素周期表中第VIII族金屬和第VI族金屬的組合(例如鈷和鉬)。加氫處理之后，所得的產(chǎn)物流通常被送到分離器以從處理過的料流中分離硫化氫和輕氣。然后，能夠?qū)⑺玫募託涮幚砹狭魉偷狡崴砩a(chǎn)兩種或更多種的所期望的餾分，例如柴油餾分和天然石腦油餾分。目前，柴油池的主要部分必須由超低硫柴油構(gòu)成。這為煉油廠施加很大的壓力，迫使其找出辦法來滿足對此類超低硫原料不斷增長的需求。已經(jīng)使用低壓餾出物加氫處理工藝單元許多年用于從餾出物進(jìn)料中脫硫。因?yàn)樗鼈兡軌驖M足當(dāng)時(shí)對硫的要求，直到最近為止，低壓餾出物加氫處理單元一直是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。隨著對硫的要求變得越來越嚴(yán)格，需要更高壓力的單元。在許多情況下，建造基層的高壓餾出物加氫處理工藝單元；并且在其它的情況下，將舊的較低壓力的單元完全拆除并更換成新的更高壓力的單元。完全用更高壓力的單元替換較低壓力的加氫處理工藝單元，或者建造基層單元是非常昂貴的。因此，在本領(lǐng)域中有必要尋找方法，以比完全廢棄較低壓力的單元并用基層的高壓力單元取代它低相當(dāng)多的成本，將現(xiàn)有較低壓力的加氫處理工藝單元改造成較高壓力的加氫處理工藝單元
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于將低壓餾出物加氫處理工藝單元轉(zhuǎn)換成高壓餾出物加氫處理工藝單元的方法，其中低壓工藝單元包括i)泵，該泵用于將餾出物進(jìn)料流引入加氫處理工藝單元；ii)換熱器，該換熱器由與第二通道鄰接但不流體連通的第一通道構(gòu)成，其中所述第一通道與所述泵流體連通；iii)爐膛，該爐膛包含管道，該管道具有第一端和第二端，并被設(shè)計(jì)用于直到約 500psig (約3.4MPag)的壓力，并且餾出物進(jìn)料流能夠流過所述管道，該管道具有將進(jìn)料流加熱到預(yù)定反應(yīng)溫度的有效表面積，并且其中，所述管道的第一端與所述換熱器的所述第一通道流體連通，所述管道的第二端與以下c)的反應(yīng)器的入口流體連通；iv)反應(yīng)器，該反應(yīng)器被設(shè)計(jì)成工作壓力不超過約500psig (約3. 4MPag)，并且所述反應(yīng)器具有與所述爐膛的所述管道的第二端流體連通的入口和與所述換熱器的所述第二通道流體連通用于移除產(chǎn)物的出口 ；ν)分離器容器，該分離器容器具有與所述換熱器的所述第二通道流體連通的入口，所述分離器具有用于移除氣相組分的第一出口和用于移除液相產(chǎn)物流的第二出口 ；vi)汽提塔，該汽提塔與所述分離器容器的所述第二出口流體連通；以及vii)壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)具有入口和出口，并且其中所述入口與所述分離器容器的第一出口流體連通，并且其中所述壓縮機(jī)的所述出口與所述爐膛的管道的第一端流體連通，該壓縮機(jī)能夠產(chǎn)生直到約500psig(約3. 4MPag)的出口壓力；該方法包括a)在所述換熱器與所述爐膛之間安裝高壓泵，該泵能夠把液體進(jìn)料泵送到直到約 1500psig (約 10. 3MPag)的壓力；b)將爐膛的管道更換成能承受直到約1，500psig (約10. 3MPag)的壓力的管道；c)將所述反應(yīng)器更換成設(shè)計(jì)用于直到約1，500psig(約10. 3MPag)的壓力的反應(yīng)器；d)在反應(yīng)器的出口處安裝高壓減壓閥，該減壓閥能夠把進(jìn)料流的壓力從約 1，500psig (約10. 3MPag)的壓力降低到小于約500psig (約3. 4MPag)的壓力及e)將循環(huán)壓縮機(jī)更換成高壓壓縮機(jī)，該高壓壓縮機(jī)能夠把蒸氣流壓縮到直到約 1，500psig (約 10. 3MPag)的壓力。


本文的附圖是優(yōu)選的已經(jīng)被改造成高壓單元的常規(guī)低壓餾出物加氫處理工藝單元的示意圖。以虛線示出的部件是為將單元轉(zhuǎn)換成高壓單元而被更換或添加的部件。本流程示意圖的其它變型也在本發(fā)明的范圍內(nèi)，例如，將示出附加的換熱器、補(bǔ)給氫壓縮機(jī)、與低壓壓縮機(jī)串聯(lián)的高壓壓縮機(jī)、或者附加的分離器或者帶有或不帶有再沸器的分餾器的變型。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種用于改造(相對于完全更換)低壓餾出物加氫處理工藝單元以使其在適于滿足超低硫規(guī)格的更高壓力下運(yùn)行的方法。
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常規(guī)的低壓餾出物加氫器被設(shè)計(jì)成在從約150psig (約1. OMPag)至約 500psig(約 3. 4MPag)、優(yōu)選地從約 350psig(約 2. 4MPag)至約 500psig(約 3. 4MPag)、更優(yōu)選地從約350psig(約2. 4MPag)至約450psig(約3. IMPag)的壓力范圍內(nèi)工作。雖然這樣的加氫器在超低硫要求之前已經(jīng)獲得商業(yè)上的成功，但是其不能滿足新的嚴(yán)格的低硫水平。 具有超過約600psig(約4. IMPag)、優(yōu)選地從約600psig(約4. IMPag)至約1，500psig(約 10. 3MPag)更優(yōu)選地從約600psig(約4. IMPag)至約1，200psig(約8. 3MPag)、最優(yōu)選地從約600psig (約4. IMPag)至約1，OOOpsig (約6. 9MPag)工作壓力的高壓餾出物加氫器能更好地滿足嚴(yán)格的硫要求。為了符合關(guān)于超低硫水平的更嚴(yán)格的政府法規(guī)，餾出物餾程料流(特別是柴油) 需要額外的深度脫硫。柴油餾程進(jìn)料流一般被描述為石油源的高沸點(diǎn)烴料流。此類進(jìn)料流通常具有從約350 °F至約750 0F (約175°C至約400°C )、優(yōu)選地從約400 °F至約700 0F (約 205°C至約370°C)的沸點(diǎn)。此類料流的非限制性實(shí)例包括蠟油；包括催化裂化輕循環(huán)油(LCCO)和重催化循環(huán)油(HCCO)的催化裂化循環(huán)油；澄清油漿(CSO)；以及其它的熱裂化和催化裂化產(chǎn)品，例如焦化輕蠟油，它們是餾出物加氫處理的潛在進(jìn)料來源。如果使用， 優(yōu)選的是，循環(huán)油構(gòu)成進(jìn)料的微量組分。來自催化裂解和熱裂解工藝的循環(huán)油通常具有約 400 750 0F (約205°C至400°C )的餾程，但輕循環(huán)油可具有更低的終餾點(diǎn)，如600 0F 或650下(約315°C或345°C)。由于高含量的芳烴以及氮和硫的不期望的含量存在于這樣的循環(huán)油中，因此它們要求更嚴(yán)格的工藝條件。也可以使用更輕的進(jìn)料，如在約250下至約 400 T (約120°C至約205°C )的餾程范圍內(nèi)的那些。使用更輕的進(jìn)料將導(dǎo)致更高價(jià)值的、 更輕的餾出物產(chǎn)品(諸如煤油)的生產(chǎn)。能夠在本發(fā)明的實(shí)踐中使用的餾出物餾程進(jìn)料流能夠包含大量的氮，例如從約 IOwppm至約lOOOwppm的以有機(jī)氮化合物形式存在的氮。進(jìn)料流也可以包含范圍從約 0. 至3wt%和更高的很大的硫含量。低壓常規(guī)餾出物加氫處理工藝單元的主要部件在本文的附圖中示出。這些主要部件為進(jìn)料泵P、換熱器HE、爐膛F、反應(yīng)器R、分離器S、汽提塔STR、循環(huán)壓縮機(jī)C和可選的酸性氣體洗滌塔AGS。根據(jù)本發(fā)明，常規(guī)低壓餾出物加氫處理工藝單元通過以下方式被改造成高壓單元a)在換熱器HE和爐膛F之間安裝高壓泵HPP，該泵能夠把液體進(jìn)料泵送到約 1，500psig (約10. 3MPag)的壓力；b)將爐管更換成能承受約1，500psig (約10. 3MPag)的壓力的管道；c)將所述反應(yīng)器更換成設(shè)計(jì)用于約1，500psig(約10. 3MPag)的壓力的反應(yīng)器；d)在反應(yīng)器的出口處安裝高壓減壓閥LDV，該減壓閥能夠把處理過的進(jìn)料流的壓力從約1，500psig (約10. 3MPag)降低到小于約500psig (約3. 4MPag)；以及e)將循環(huán)壓縮機(jī)更換成高壓壓縮機(jī)C，或者增加與低壓壓縮機(jī)串聯(lián)的第二更高壓力的壓縮機(jī)，使得蒸氣流能夠被壓縮到約l，500psig(約10. 3MPag)的壓力。對現(xiàn)有低壓餾出物加氫處理單元的改造性修改在本文附圖中以虛線示出。在服務(wù)期間，餾出物進(jìn)料經(jīng)由管線10和進(jìn)料泵P引入系統(tǒng)中，在系統(tǒng)中餾出物進(jìn)料穿過換熱器HE，該熱換器HE能夠是用于該目的的任何合適的換熱器。換熱器將優(yōu)選地為本領(lǐng)域熟知的“管殼式”換熱器。管殼式換熱器通常由位于殼體內(nèi)的一系列管子構(gòu)成。這樣的管子組包含不是必須被加熱就是必須被冷卻的流體，在本情形中餾出物進(jìn)料流將被預(yù)熱。第二流體(來自反應(yīng)器R的熱產(chǎn)物流)被引入殼體內(nèi)，經(jīng)過管子并且傳遞熱量以預(yù)熱進(jìn)料流。管子組被稱為管束并且能夠由幾種類型的管子(光管、縱向翅片管等)制成。出于本公開的目的，“通道”能夠用來描述用于管殼式換熱器以及其他類型換熱器的管束或殼體的內(nèi)部。已預(yù)熱的進(jìn)料流經(jīng)由管線12流到爐膛F，在爐膛F中進(jìn)料流流過具有足夠的表面積的爐管FT，以在進(jìn)料流經(jīng)由管線14流到反應(yīng)器R之前提供所期望的進(jìn)料流的加熱。本發(fā)明的改造的一個(gè)要素是將高壓泵HPP包括在換熱器HE和爐膛F之間。高壓泵能夠承受 1，500psig (約10. 3MPag)、優(yōu)選地約1，200psig (約8. 3MPag)的壓力。用于將進(jìn)料流加熱到所期望的反應(yīng)溫度范圍的爐膛是本領(lǐng)域熟知的，并且只要它能將餾出物進(jìn)料流加熱至反應(yīng)器操作條件的溫度，能夠使用任何合適的爐膛，通常該溫度將從約260°C至約425°C、優(yōu)選地從約300°C至約400°C、更優(yōu)選地從約345°C至約385°C。由于通常設(shè)計(jì)低壓加氫處理工藝單元的爐管用于不超過約500psig (約3. 4MPag)的壓力，爐管將被更換成能夠承受如前所述的高改造壓力的爐管。已加熱的進(jìn)料將從爐膛F引導(dǎo)至反應(yīng)器R，出于本發(fā)明的目的，該反應(yīng)器將被更換成能夠在約1，500psig (約10. 3MPag)、優(yōu)選地約1，200psig (約8. 3MPag)的壓力下操作。用于餾出物加氫處理的反應(yīng)器通常包含一個(gè)或多個(gè)固定的催化劑層CB。適于在本發(fā)明中使用的加氫處理催化劑為任何常規(guī)加氫脫硫催化劑，并且包括由至少一種第VIII族金屬(優(yōu)選地i^、Co或Ni，更優(yōu)選地Co和/或Ni，最優(yōu)選地Co)和至少一種第VI族金屬(優(yōu)選地Mo 或W，更優(yōu)選地Mo)構(gòu)成的在表面積相對較大的載體材料(優(yōu)選地氧化鋁)上的那些。其他合適的加氫處理催化劑載體包括沸石、無定形硅鋁土和二氧化鈦-氧化鋁。優(yōu)選地當(dāng)貴金屬選自Pd和Pt時(shí)，也能夠采用貴金屬催化劑。在相同反應(yīng)容器中使用不止一種加氫脫硫催化劑在本發(fā)明的范圍內(nèi)。第VIII族金屬通常以從約2至20wt%、優(yōu)選地從約4至12wt% 的范圍內(nèi)的量存在。第VI族金屬通常在從約5至50wt%、優(yōu)選地從約10至40wt%、更優(yōu)選地從約20至30wt%的范圍內(nèi)的量存在。所有金屬重量百分比均為在載體上的量。所謂 “在載體上”是指百分比基于載體的重量。例如，如果載體重100克，那么20wt%的第VIII 族金屬意味著20克第VIII族金屬在載體上。現(xiàn)在回到附圖，來自反應(yīng)器R的熱反應(yīng)產(chǎn)物部分地通過經(jīng)由管線16流過高壓減壓閥LDV來冷卻，其中產(chǎn)物流的壓力減壓到約500psig(約3. 4MPag)或以下、優(yōu)選地從約 150psig (約1. OMPag)至約450psig (約3. IMPag)的常規(guī)低壓餾出物加氫處理器壓力。常規(guī)低壓加氫處理工藝單元通常不需要減壓閥，因此安裝合適的減壓閥作為本發(fā)明改造的一部分。高壓減壓閥為本領(lǐng)域熟知的，不需要出于本公開的目的而進(jìn)行額外的描述。現(xiàn)在將產(chǎn)物流以較低壓力經(jīng)過換熱器HE，產(chǎn)物流在換熱器處穿過第二通道來預(yù)熱穿過換熱器HE 的第一通道的進(jìn)料流。然后，將產(chǎn)物流經(jīng)由管線18送至分離器S，在分離器S處，主要由未使用的氫氣、硫化氫和其他氣體構(gòu)成的輕的蒸氣餾分經(jīng)由管線20從上方被去掉，基本上不含硫的餾出物產(chǎn)物流經(jīng)由管線22回收?；旧喜缓虻酿s出物產(chǎn)物流能夠被送至汽提塔 STR，在汽提塔STR中，使用汽提氣(優(yōu)選蒸汽)將產(chǎn)物流汽提為預(yù)定沸點(diǎn)的餾分，優(yōu)選地， 蒸氣餾分、天然石腦油餾分和餾出物產(chǎn)品餾分。蒸氣餾分將由作為溶解氣體從分離器帶出的氣體構(gòu)成，并且包括氣體組分(諸如壓3和輕餾分)。使用帶有再沸器的分餾器或不帶有再沸器的分餾器(未示出)來分離各種所期望的產(chǎn)品餾分在本發(fā)明的范圍內(nèi)。輕的蒸氣餾分經(jīng)由管線20離開分離器S，并且能夠被傳送到酸性氣體洗滌塔AGS 來移除酸性氣體(主要為H2S),雖然優(yōu)選為可選的。能夠在本發(fā)明的實(shí)施中使用任何合適的酸性氣體處理技術(shù)。同樣，在酸性氣體洗滌區(qū)AGS中能夠使用任何合適的洗滌劑(優(yōu)選堿性溶液)，該洗滌劑將從蒸氣流中吸附所期望水平的酸性氣體(H2S)。一種合適的酸性氣體洗滌技術(shù)是使用胺洗滌塔。這樣的堿性溶液的非限制性實(shí)例為胺，優(yōu)選二乙醇胺、單乙醇胺等。更優(yōu)選地為二乙醇胺。另一種優(yōu)選酸性氣體洗滌技術(shù)為所謂的“Rectisol 洗滌”(Rectisol Wash)，該技術(shù)在零下溫度下使用有機(jī)溶劑，典型地為甲醇。被洗滌的料流也能夠穿過一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層(未示出)以移除任何痕量的使催化劑中毒的雜質(zhì)，例如硫、 鹵化物等。胺洗滌是優(yōu)選的，并且貧胺料流經(jīng)由管線對被引入酸性氣體洗滌塔AGS，富胺料流經(jīng)由管線沈從洗滌塔移除。富胺料流將包含能夠送至氫回收單元(未示出)的被吸附的酸性氣體。在凈化部分以保持氫純度之后，將經(jīng)由管線觀的富氫氣體與經(jīng)由管線30的補(bǔ)給氫一起穿過高壓壓縮機(jī)C，來將料流升壓至加氫處理工藝單元的設(shè)計(jì)壓力。然后，將被壓縮的蒸汽經(jīng)由管線32送至爐膛F。
權(quán)利要求
1.一種用于將低壓餾出物加氫處理工藝單元轉(zhuǎn)換成高壓餾出物加氫處理工藝單元的方法，所述低壓工藝單元包括i)泵，所述泵用于將餾出物進(jìn)料流引到所述加氫處理工藝單元； )換熱器，所述換熱器由與第二通道鄰接但不流體連通的第一通道構(gòu)成，其中所述第一通道與所述泵流體連通；iii)爐膛，所述爐膛包含管道，所述管道具有第一端和第二端，并且被設(shè)計(jì)成用于直到約500psig (約3. 4MPag)的壓力，并且餾出物進(jìn)料流能夠流過所述管道，所述管道具有將所述進(jìn)料流加熱到預(yù)定反應(yīng)溫度的有效表面積，并且其中，所述管道的所述第一端與所述換熱器的所述第一通道流體連通，而所述管道的所述第二端與以下c)的反應(yīng)器的入口流體連通；iv)反應(yīng)器，所述反應(yīng)器被設(shè)計(jì)成用于不超過約500psig的工作壓力，并且所述反應(yīng)器具有與所述爐膛的所述管道的所述第二端流體連通的入口和與所述換熱器的所述第二通道流體連通的用于移除產(chǎn)物的出口 ；ν)分離器容器，所述分離器容器具有與所述換熱器的所述第二通道流體連通的入口， 所述分離器具有用于移除氣相組分的第一出口和用于移除液相產(chǎn)物流的第二出口 ；vi)汽提塔，所述汽提塔與所述分離器容器的所述第二出口流體連通；以及vii)低壓循環(huán)壓縮機(jī)，所述低壓循環(huán)壓縮機(jī)具有入口和出口，并且其中所述入口與所述分離器容器的所述第一出口流體連通，并且其中所述壓縮機(jī)的所述出口與所述爐膛的管道的所述第一端流體連通，所述壓縮機(jī)能夠產(chǎn)生直到約500psig(約3. 4MPag)的出口壓力；所述方法包括a)在所述換熱器和所述爐膛之間安裝高壓泵，所述泵能夠把液體進(jìn)料泵送到直到約 1，500psig (約 10. 3MPag)的壓力；b)將所述爐膛的管道更換成能夠承受直到約l，500psig(約10.3MPag)的壓力的管道；c)將所述反應(yīng)器更換成設(shè)計(jì)成用于直到約l，500psig(約10.3MPag)的壓力的反應(yīng)器；d)在所述反應(yīng)器的所述出口處安裝高壓減壓閥，所述高壓減壓閥能夠把進(jìn)料流的壓力從約1，500psig (約10. 3MPag)的壓力降低到小于約500psig (約3. 4MPag)的壓力；以及e)將所述低壓循環(huán)壓縮機(jī)更換成高壓壓縮機(jī)，或者替代地增加與所述循環(huán)壓縮機(jī)串聯(lián)的高壓壓縮機(jī)，所述高壓壓縮機(jī)能夠把蒸氣流壓縮到直到約1，500psig (約10. 3MPag)的壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述換熱器為管殼式換熱器。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述高壓泵能夠產(chǎn)生約 1，200psig(約 8. 3MPag)的出口壓力。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中更換的爐膛的管道能夠承受直到約 1，200psig (約 8. 3MPag)的壓力。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述反應(yīng)器能夠承受直到約 1，200psig (約 8. 3MPag)的壓力。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述高壓壓縮機(jī)能夠產(chǎn)生直到約 l，200psig(約 8. 3MPag)的出口壓力。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述高壓壓縮機(jī)串聯(lián)地放置在所述低壓循環(huán)壓縮機(jī)的下游。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述高壓壓縮機(jī)取代所述低壓循環(huán)壓縮機(jī)。
全文摘要
一種用于將低壓餾出物加氫處理工藝單元改造成高壓餾出物加氫處理工藝單元的節(jié)省成本的方法。增加高壓熱進(jìn)料泵，更換爐膛的管子用于更高的壓力，將低壓反應(yīng)器更換成高壓反應(yīng)器，在反應(yīng)器出口處增加高壓減壓閥，并且將低壓循環(huán)壓縮機(jī)更換成高壓循環(huán)壓縮機(jī)。
文檔編號C10G45/02GK102395658SQ201080017067
公開日2012年3月28日 申請日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者威廉·M·格雷戈里, 威廉·厄尼斯特·劉易斯 申請人:?？松梨谘芯抗こ坦?br>