用于生产具有低沉积物含量的燃料油的石油原料转化方法

用于生产具有低沉积物含量的燃料油的石油原料转化方法
【专利说明】用于生产具有低沉积物含量的燃料油的石油原料转化方法
[0001] 本发明涉及尤其包含含硫杂质的重烃馏分的精炼和转化。其更特别地涉及用于重 馏分生产的常压残余物和/或真空残余物类型的重油原料的转化方法，所述重馏分可用作 具有低沉积物含量的燃料油基料，特别是船用油基料。本发明的方法还使得可生产常压馏 出物(石脑油、煤油和柴油）、真空馏出物和轻瓦斯(C1-C4)。
[0002] 船用燃料的品质需求在标准ISO 8217中描述。从现在开始，关于硫的规格涉及S0X 排放（国际海事组织的MARP0L协定的附录VI)，并表示为推荐硫含量，对于2020-2025的时 限，硫排放控制区（SECA)外部要小于或等于0.5重量％，且在SECA内小于或等于0.1重量％。另 一个非常有限制性的推荐为，根据ISO 10307-2(又称为IP390)，老化后沉积物含量必须小 于或等于0.1%。
[0003] 根据ISO 10307-1(又称为IP375)的沉积物含量不同于根据ISO 10307-2(又称为 IP390)的老化后沉积物含量。根据ISO 10307-2的老化后沉积物含量为限制性大得多的规 格，并且对应于适用于船用油的规格。
[0004] 根据MARP0L协定的附录VI，如果船装备有处理烟的系统，使之可减少硫氧化物的 排放，船就因此能使用含硫燃料油。
[0005] 重油原料的精炼和转化方法包含固定床加氢处理的第一阶段，和然后在专利文献 FR 2764300和EP 0665282中已经描述的沸腾床加氢裂化阶段。EP 0665282描述了用于重油 加氢处理的方法，其目标为延长反应器的使用寿命。在FR 2764300中描述的方法描述了以 获得燃料(气油和柴油）（特别是具有低硫含量)为目标的方法。在该方法中处理的原料不含 有沥青稀。
[0006] 用于海运的燃料油通常包含源自直接蒸馏或源自精炼过程，特别是来自加氢处理 和转化过程的常压馏出物、真空馏出物、常压残余物和真空残余物，这些馏分能单独使用或 以混合物使用。虽然这些方法已知适于负载有杂质的重质原料，它们仍然生产包含催化剂 粉末和沉积物的含烃馏分，所述催化剂粉末和沉积物必须移除以满足产品品质，例如船用 油。
[0007] 沉积物可为沉淀的沥青烯。初始，转化条件和特别是原料的温度致使它们经受引 起它们沉淀的反应(脱烷、聚合等）。独立于原料的特性，当使用带来高转化率(对于在大于 540°C: 540+°C下沸腾的化合物），即大于30、40或50%的严苛条件时，通常发生这些现象。
[0008] 在其研究中，申请人开发了新方法，在固定床加氢处理阶段以及加氢裂化阶段下 游结合沉积物的成熟和分离阶段。意外地发现，这种方法使得能获得具有低的老化后沉积 物含量的液体含烃馏分，所述馏分有利地能完全或部分地用作符合未来规格的燃料油或燃 料油基料，即具有小于或等于0.1重量%的老化后沉积物含量。
[0009] 本发明的目的之一为提出一种转化重油原料的方法，用于生产具有小于或等于 0.1重量%的低的老化后沉积物含量的燃料油和燃料油基料，特别是船用油和船用油基料。
[0010] 本发明的另一个目标为通过相同的方法，联合生产常压馏出物(石脑油、煤油、柴 油）、真空馏出物和/或轻气体(C1-C4)。石脑油和柴油类型的基料可在精炼厂中提高等级用 于汽车和航空燃料的生产，例如高级汽油、喷气发动机燃料和瓦斯油。
[0011] 附图简述 图1显示本发明的过程的概略视图，显示加氢处理区域、用于分离来自加氢处理区域的 流出物的区域、加氢裂化区域、和用于分离来自加氢裂化区域的流出物的区域、和沉积物的 成熟和分离区域。
[0012] 图2显示了在一种变体中本发明的的过程的概略视图，其中来自加氢处理区域的 流出物的分离区域经简化。
[0013] 图3显示了没有用于分离来自加氢处理区域的流出物的区域的过程的概略视图。 [0014] 详述 原料 在本发明的方法中处理的原料有利地为具有至少340°C的初始沸腾温度和至少440°C 的最终沸腾温度的含烃原料。优选地，它的初始沸腾温度为至少350°C，优选地至少375°C， 和它的最终沸腾温度为至少450°C，优选地至少460°C，更优选至少540°C，和甚至更优选至 少600°C〇
[0015] 本发明的含烃原料可选自单独或作为混合物的源自直接蒸馏的常压残余物、真空 残余物，原油，拔顶原油，脱沥青树脂，沥青或脱沥青柏油，源自转化过程的残余物，源自润 滑油基料生产线的芳族提取物，沥青砂或其衍生物，油页岩或其衍生物，源岩油或其衍生 物。在本发明中处理的原料优选地为常压残余物或真空残余物，或这些残余物的混合物。
[0016] 在所述方法中处理的含烃原料尤其可含有含硫杂质。硫含量可为至少0.1重量％， 至少〇. 5重量％，优选至少1重量％，更优选至少4重量％，甚至更优选至少5重量％。有利地，原料 可含有至少1%的C7沥青稀和至少5ppm的金属，优选至少2%的C7沥青稀和至少25ppm的金属. 这些原料可有利地按它们原样使用。备选地，它们可用辅原料稀释。该辅原料可为含烃 馏分或含较轻质烃馏分的混合物，其可优选地选自源自流化催化裂化(FCC)过程的产物、轻 循环油0X0)、重循环油(HC0)、澄清油、FCC残余物、瓦斯油馏分，特别是通过常压或真空蒸 馏获得的馏分，例如真空瓦斯油，或还可源自另一个精炼过程。辅原料还可有利地为源自煤 或生物质的液化过程的一个或多个馏分、芳族提取物或任何其它的含烃馏分，或还为非石 油原料例如热解油。本发明的含重质烃原料可表示为通过本发明的方法处理的总含烃原料 的至少50%，优选70%，更优选至少80%，和甚至更优选至少90重量％。
[0017] 因此，本发明的方法包含固定床加氢处理第一阶段a)，将源自加氢处理阶段a)的 流出物离为轻馏分和重馏分的任选阶段b)，后接源自阶段a)的流出物的至少一部分或源自 阶段b)的重馏分的至少一部分的沸腾床加氢裂化阶段c)，源自阶段c)的流出物的分离阶段 d)以便获得至少一种气态馏分和至少一种重质液体馏分，和最终的成熟阶段e)和分离阶段 f)，其用于重质液体馏分使得可获得具有小于或等于0.1重量%的老化后沉积物含量的液体 含经馏分。
[0018] 加氢处理的目标为两个:精炼，即大大地减少金属、硫及其他杂质的含量，同时改 进氢-碳比率(H/C)并将含烃原料或多或少地部分转化为较轻馏分。在固定床加氢处理阶段 a)获得的流出物然后可直接地或在经受轻馏分的分离阶段之后发送至沸腾床加氢裂化阶 段c)。阶段c)允许原料的部分转化以便生产特别地包含催化剂粉末和沉积物的流出物，所 述催化剂粉末和沉积物必须去除以满足产品品质，例如船用油。本发明的方法特征在于包 含成熟阶段e)和分离阶段f)，其实施条件使得可改善沉积物的分离有效性，并因此获得具 有小于或等于0.1重量%的老化后沉积物含量的燃料油或燃料油基料。
[0019] 固定床加氢处理和然后的沸腾床加氢裂化的序列的益处之一是，沸腾床加氢裂化 反应器的原料已经至少部分地经加氢处理。因此，在等同的转化率下，可获得较好品质，特 别是较低硫含量的含烃流出物。此外，相对于无初步固定床加氢处理的方法，在沸腾床加氢 裂化反应器中的催化剂消耗大大地减少。
[0020] 加氢处理的阶段a) 本发明的原料根据本发明的方法经受固定床加氢处理阶段a)，其中使原料和氢在加氢 处理催化剂上接触。
[0021] 加氢处理，通常称为HDT，是指用供应的氢催化处理使含烃原料精炼，即大大地减 少金属、硫及其他杂质的含量，同时改进原料中的氢-碳比率并将原料或多或少地部分地转 化为较轻馏分。加氢处理特别地包含加氢脱硫反应(通常称为HDS)、加氢脱氮反应(通常称 为HDN)和加氢脱金属反应(通常称为HDM)、伴随有加氢、加氢脱氧、加氢脱芳烃、加氢异构 化、加氢脱烷、加氢裂化、加氢脱沥青和康拉特逊碳还原反应。
[0022] 根据优选的变体，加氢处理阶段a)包含在一个或多个固定床加氢脱金属区域内进 行的加氢脱金属(HDM)第一阶段al)，和在一个或多个固定床加氢脱硫区域内进行的加氢脱 硫(HDS)第二后续阶段a2)。在所述加氢脱金属第一阶段al)的过程中，在加氢脱金属的条件 下，使原料和氢在加氢脱金属催化剂上接触，然后在所述加氢脱硫第二阶段a2)期间，在加 氢脱硫的条件下，使来自加氢脱金属第一阶段al)的流出物与加氢脱硫催化剂接触。该方 法，被称为HYVAHL-FTM，例如专利US 5417846中所述。
[0023] 本领域技术人员易于理解，在加氢脱金属阶段进行加氢脱金属反应，但并行地，也 进行加氢处理的其它反应的一部分，特别是加氢脱硫。此外，在加氢脱硫阶段中，进行加氢 脱硫反应，但并行地，也进行加氢处理的其它反应的一部分，特别是加氢脱金属。本领域技 术人员应理解，当加氢处理阶段开始或金属浓度最大时，加氢脱金属阶段开始。本领域技术 人员应理解，当加氢处理阶段结束或硫去除最困难时，加氢脱硫阶段结束。在加氢脱金属阶 段和加氢脱硫阶段之间，本领域技术人员有时限定过渡区域，在其中发生全部类型的加氢 处理反应。
[0024]本发明的加氢处理阶段a)在加氢处理条件下进行。有利地，其在300°C_500°C，优 选350°C_420°C的温度下，和5MPa-35MPa，优选1 lMPa-20MPa的氢分压下进行。习惯上，温度 作为加氢处理的所需水平和所需的处理时间的变化因素来调节。通常，含烃原料的空间速 度，通常称为HSV，定义为原料的体积流速除以反应器的总体积，可为0. ΙΙ^-δΙΓ1，优选0. lh 一^h-1，和更优选0. lh-.45h-1。与原料混合的氢的量可为100-5000标准立方米(Nm3)/立 方米(m 3)液体原料，优选200Nm3/m3-2