[发明专利]页岩油催化加氢制备燃料油的方法

说明书

本申请涉及一种页岩油催化加氢制备燃料油的方法。该方法包括以下步骤：a)页岩油除去粒径大于20微米的杂质，与含硫助剂混合后再与氢气混合得到混氢原料油；混氢原料油依次进入加氢保护反应器、加氢精制反应器中反应，反应输出物进行气液分离，低压分离器的液体分离物与含有捕氨剂的脱盐水混合后，进入加氢改质反应器进行反应；c)反应输出物经过第二高压分离器进行一次分离，第二高压分离器的下部分离物进入第二低压分离器进行二次分离；d)物料在第二低压分离器内分离后，顶部气体分离物回收，底部液体分离物送入分馏塔；e)分馏塔分馏得到最终产品。使用本方法能够有效解决结焦问题，催化剂不易中毒，生产成本低。

技术领域

本发明涉及化工领域，具体而言，涉及一种页岩油催化加氢制备燃料油的方法。

背景技术

页岩油是油母页岩经热解得到的液体产物，其与天然石油相比，具有烯烃含量高、杂环芳烃含量高等特点。页岩油中高杂环芳烃阻碍了它直接作为运输燃料油的利用；此外，页岩油中的大多数氮是以芳香化合物型存在，页岩油中氮的存在降低了燃料的稳定性，带来贮藏问题，也导致在燃烧时增加NOx的放出。此外在页岩油中存在高含量的硫，当油燃烧时，由于硫以SOx形式放出，所以氮和硫都是不理想组分。因此以页岩油为原料生产燃料油，必须脱除硫和氮，并降低芳香烃含量。

加氢处理是油品在氢压下进行催化改质的统称，是指在催化剂和氢气存在下，原料油中含硫、氮、氧的非烃组分和有机金属化合物分子发生脱除硫、氮、氧和金属的氢解反应，烯烃和芳烃分子发生加氢反应使其饱和，反应的产品为低硫、低氮的油品及H₂S、NH₃等，以上这些反应都有化学氢耗并且都是放热反应。页岩油馏分加氢处理过程的主要反应包括：含硫、含氮、含氧化合物等非烃类的加氢分解反应；烯烃和芳烃(主要是稠环芳烃)的加氢饱和反应；此外还有少量的开环、断链和缩合反应。这些反应一般包括一系列平行顺序反应，构成复杂的反应网络，而反应深度和速率往往取决于原料油的化学组成、催化剂以及过程的工艺条件。一般来说，氮化物的加氢最为困难，要求条件最为苛刻，在满足脱氮的条件下，也能满足脱硫、脱氧的要求。

现有的页岩油加氢工艺一般分为两种：第一种是原料油经过前处理后与氢气混合后通过换热、加热等方式升温到一定的反应温度，一般为330℃-420℃，然后进入加氢反应器，自上而下通过催化剂床层进行烯烃饱和、加氢脱硫、加氢脱氮、芳烃饱和、加氢脱氧等一系列反应，该方法适用于天然石油的馏分油和质量较好的原料油，行业内一般称为页岩油一段加氢法；第二种是页岩油原料油一定压力和一定空速下，先进入第一反应器、在300℃以上的温度下进行加氢反应，然后再升温后进入第二反应器、在420℃以上的温度进行加氢精制反应，行业内一般称为两段加氢法或者连续加氢法。

上述两种方法中，页岩油均是高温直接进入加氢反应器，这种情况下页岩油中的不饱和组分会急剧反应，生成胶质，然后高温结焦造成阻塞催化剂孔道或催化剂床层，导致系统压差增大，装置稳定性下降，甚至被迫停工。另外，由于页岩油本身不如原油稳定，在高温状态下容易产生亚稳态物质，这些亚稳态物质在反应器中处于高温、高压的氢氛围中容易发生聚合，进一步加重结焦现象。

此外，由于页岩油中氮含量很高，可达到5000-18000μg/g，在这种情况下反应器中NH₃的相对含量会相当高，这就很容易破坏加氢催化剂的酸性中心，而使加氢催化剂快速失活，寿命减短，就需要不断的中断生产来更换催化剂，造成生产成本居高不下。

一段加氢法的优点在于工艺简单、使用常规催化剂即可，缺点在于系统稳定性差、结焦严重、催化剂寿命短；两段加氢法的优点在于系统稳定性好、结焦问题和催化剂寿命较短的问题相对较好，但其缺点是需要使用特殊催化剂、成本高，而且如果页岩油质量较差的情况下(胶质含量高、氮含量高)，并未很好解决催化剂中毒和结焦的问题。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本申请的目的在于提供一种页岩油催化加氢制备燃料油的方法，以解决上述的问题。