專利名稱：：一種航煤脫臭方法
技術領域：
：本發明涉及一種航煤脫臭方法，特別是采用加氫方法進行航煤脫臭的方法。
背景技術：
：隨著國民經濟的增長及航空事業的發展，對噴氣燃料的需求迅速增長。預計2010年航煤的產量將達到1600萬噸。國內原油中直餾航煤餾分平均潛含量約為8%，進口的高硫原油中直餾航煤餾分平均潛含量約為8%15%。目前，我國航煤的產量占原油加工量的4%以下，主要來源為對原油進行常壓蒸餾而得到的直餾航煤餾分，二次加工的航煤產量占較小的份額。直餾航煤的精制工藝主要包括臨氫和非臨氫技術兩類。通常的加氫精制工藝一般采用非貴金屬加氫精制催化劑，但需要反應壓力、溫度及氫油比較高，因而其投資及操作費用也較高；或者使用貴金屬催化劑，可以降低操作條件的苛刻度，但貴金屬催化劑成本高，易補硫化物中毒，運轉周期受到影響。國內外主要原油的直餾航煤餾分的比重、冰點、煙點和硫含量基本符合航煤產品指標要求，但硫醇硫普遍偏高，部分產品酸度也偏高。由于天然存在的硫化物與噴氣燃料餾分的配伍性較好，保留其適量存在對保護燃料抗燒蝕性能是需要的，因此直餾航煤餾分的加氫目的是脫除硫醇、改善酸值及顏色。在各種加氫精制反應中，加氫脫硫醇、脫酸是較容易發生的反應，可以在緩和的反應條件下完成。目前，國內直餾航煤加氫裝置一般采用非貴金屬加氫精制催化劑，在較低壓力(1.6MPa)和氫油比(50-200:1)以及適宜空速(2.04.Oh-"條件下實現精制航煤的目的。固定床加氫工藝過程，通常是為了脫除來自原油的原料中的硫、氮、氧、金屬等雜質，或減小原料分子的大小而進行的催化反應過程。加氫工藝過程本身，因為要飽和芳烴、烯烴等不飽和組分，以及脫除雜質的加氫，需要消耗一定量的氫氣，這里稱為加氫反應的化學耗氫。不同原料的加氫工藝過程其化學氫耗有所不同，可以通過實驗測定或通過經驗公式計算。本領域一般認為，加氫工藝過程中，需要在遠高于化學氫耗的氫氣量的條件下操作，主要目的是提高反應速度并避免催化劑失活，保證一定的運轉周期。加氫工藝中，氫氣用量一般以標準狀態下氫氣與原料油的體積比表示，簡稱氫油比。當加氫工藝采用較大的氫油比時，在加氫反應完成后必然有大量的氫氣富余。這些富余的氫氣通常都通過氫氣循環過程經循環氫壓縮機增壓后與新氫混合后繼續作為反應的氫氣進料。航煤加氫工藝裝置中，氫氣循環環節的投資占整個過程成本的很大比例。如果能夠省去氫氣循環系統和循環氫壓縮機，可以大大降低加氫工藝裝置的投資和操作費用，進而降低產品的成本，提高企業的市場競爭力。中國專利CN1361229A公開了一種航空燃料選擇性脫硫醇催化劑及其制備方法，氫油體積比為100-200:1;中國專利CN101089134A公開了一種航煤餾分加氫改質方法，氫油體積比300-2000:1;《石油煉制與化工》2002，33(5)P2830公開了噴氣燃料臨氫脫硫醇技術的工業應用，其目的主要是脫除硫醇、改善顏色及酸值等性質，氫油體積比55:1，采用氫氣循環壓縮機；《化工科技》2003，11(3)P2931公開了一種直餾航煤低壓加氫精制技術，其目的主要是脫除硫醇、改善顏色及酸值等性質，氫油體積比80-150:1。這些技術的特點是具有較高的氫油比，因此必須采用氫氣循環環節和循環氫壓縮機。
發明內容針對現有航煤脫臭技術的不足，本發明提供一種不需使用氫氣循環環節的加氫工藝方法，降低加氫工藝的投資成本和操作費用。本發明航煤脫臭方法包括如下內容，航煤原料油與氫氣混合，在加氫脫臭工藝條件下經過非貴金屬加氫精制催化劑床層，氫氣用量為在反應過程化學氫耗量基礎上增加反應條件下反應系統溶解氫量的14倍，優選增加溶解氫量的12倍。由于氫氣量很少，不設置氫氣循環系統。本發明方法中，具體加氫工藝條件及催化劑的選擇等技術內容可以按照原料性質及產品質量要求，根據本領域常規知識確定。反應過程的化學氫耗量及反應條件下溶解氫量可以實驗測定，可以根據本領域文獻提供的經驗公式計算，也可以根據本領域文獻提供的經驗值估算，上述經驗公式及經驗值可以參考中國石化出版社2004年出版的《加氫處理工藝與工程》一書相關內容。試驗方法測定化學氫耗量和反應系統溶解氫量是本領域技術人員熟知的技術方法，如在試驗裝置上，采用與反應過程相同的條件，在達到相當反應結果時測定化學氫耗量和系統溶解氫量。本發明方法中，雖然使用的氫氣量略高于反應的化學氫耗量，但過量較少，不需設置循環氫系統，可以省去常規加氫處理過程中必須的氫氣循環環節和循環氫壓縮機等。本發明方法中，加氫工藝過程使用的原料為直餾航煤。本發明方法還適用于直餾石腦油的加氫脫臭過程。本發明加氫反應過程中，由于使用的氫氣量遠低于現有技術的氫氣用量，因此，不需要氫氣循環系統。本發明方法中，航煤脫臭最佳加氫反應條件為反應溫度為15032(TC，反應壓力為0.56.OMPa，液時體積空速為0.314.Oh—、優選反應條件為反應溫度為180260°C，反應壓力為0.83.0MPa，液時體積空速為4.08.Oh—、催化劑為本領域普通非貴金屬加氫精制催化劑，非貴金屬一般為W、Mo、Ni和Co中的一種或幾種，以氧化物計，非貴金屬重量含量一般為5%35%，優選15%25%，催化劑載體一般為氧化鋁，可以含有常規助劑，非貴金屬加氫精制催化劑可以使用商品催化劑，也可以按現有方法制備，如采用浸漬法制備等。通過研究發現，在使用非貴金屬加氫精制催化劑的航煤加氫脫臭過程中，氫油體積比對反應效果的影響與其它加氫過程并不完全相同，并表現出獨特的特點。在氫油體積比較大時，即氫氣量遠遠過量時，氫油體積比對航煤加氫脫臭過程的影響與其它加氫過程相似；但在氫油體積比較低時，氫油體積比對航煤加氫脫臭過程的影響與其它加氫過程并不相同。通過研究發現，對于使用非貴金屬加氫精制催化劑的航煤脫臭反應過程中，只要存在少量的氣相氫，就可以保證反應活性和催化劑使用壽命，并非如其它加氫反應過程那樣需要大量的過量氫。因此，本發明加氫反應過程中，使用的氫氣量為在化學氫耗量基礎上增加略多于系統的溶解氫量，此方案可以保證反應系統中略有少量氣相氫存在，保證反應系統處于氣、液、固三相狀態，達到良好的反應效果。在本發明條件的加氫過程中，加氫反應所需的氫氣主要來源于外加的氫氣，由于直餾航煤脫除硫醇消耗的氫氣非常少，所以反應系統生成的氣體(如硫化氫及氨氣)可以忽略不計，不需要增設排氣系統及氫氣循環系統。圖1是本發明工藝方法流程示意圖。1-新鮮原料，2-原料泵，3-加熱爐，4-氫氣，5-混合器，6-加氫反應器，7_分離器，8-氣體，9-液體產品。具體實施例方式本發明的特點是在固定床三相加氫處理過程中大大減小氫油比，從而可以消去目前常規加氫處理過程中必須的氫氣循環環節和循環氫壓縮機。本發明所述固定床三相加氫處理過程，物料從反應器上部進入，流經反應器中的催化劑床層進行加氫處理反應后，經反應器下部的出口排出。為便于進一步說明清楚本發明的加氫工藝過程，這里對本發明的過程進行描述。如圖1所示，新鮮原料1經進料泵2加壓后通過加熱爐3加熱，與新氫4在混合器5強制攪拌后進入加氫反應器內進行脫除硫醇反應。反應產物進入分離器7。在分離器7中，少量氣體8放出系統，液體產品9進入分餾系統。實施例1航煤加氫精制脫硫醇，催化劑為撫順石油化工研究院研制生產的FH-40A催化劑。先試驗測定反應的化學氫耗量和系統溶解氫量，然后進行本發明方法過程。條件1氫氣量為化學氫耗量加系統溶解氫量。條件2氫氣量為化學氫耗量加系統溶解氫量的2倍。催化劑主要性質見表l，主要反應條件和結果見表2。在條件1下穩定運轉3000小時后，反應效果沒有明顯下降，催化劑活性穩定性與普通高氫油體積條件下相當。比較例1按照實施例1條件1操作，只是使用的氫氣量為該反應過程的化學氫耗量，精制油品硫醇硫含量為30.2iigg一1。比較例2按照實施例1條件1操作，只是使用的氫氣量為常規反應氫油體積比，即氫油體積比為50:1(相當于化學氫耗量加溶解氫量的50倍左右)，過量的氫氣使用循環氫系統，精制油品硫醇硫含量為6.2iigg—、實施例2航煤加氫精制脫硫醇，催化劑為撫順石油化工研究院研制生產的FH-UDS催化劑。先試驗測定反應的化學氫耗量和系統溶解氫量，然后進行本發明方法過程。條件1氫氣量為化學氫耗量加系統溶解氫量2。條件2氫氣量為化學氫耗量加系統溶解氫量的3倍。催化劑主要性質見表3，主要反應條件和結果見表4。表1FH-40A催化劑的理化性質<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表4實施例2航煤脫臭條件及結果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權利要求一種航煤脫臭方法，其特征在于航煤原料油與氫氣混合，在加氫脫臭工藝條件下經過非貴金屬加氫精制催化劑床層，氫氣用量為在反應過程化學氫耗量基礎上增加反應條件下反應系統溶解氫量的1～4倍。2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于氫氣用量為在反應過程化學氫耗量基礎上增加反應條件下反應系統溶解氫量的12倍。3.按照權利要求1所述的方法，其特征在于反應系統不設置氫氣循環系統。4.按照權利要求1所述的方法，其特征在于航煤脫臭反應條件為反應溫度為150320。C，反應壓力為0.56.OMPa，液時體積空速為0.314.Oh—、5.按照權利要求1所述的方法，其特征在于航煤脫臭反應條件為反應溫度為180260。C，反應壓力為0.83.OMPa，液時體積空速為4.08.Oh—、6.按照權利要求1所述的方法，其特征在于所述的非貴金屬加氫精制催化劑的非貴金屬為W、Mo、Ni和Co中的一種或幾種，以氧化物計，非貴金屬重量含量為5%35%。7.按照權利要求1所述的方法，其特征在于非貴金屬加氫精制催化劑中的非貴金屬以氧化物計重量含量為15%25%。全文摘要本發明公開了一種航煤脫臭方法。原料油與氫氣混合，在加氫工藝條件下經過非貴金屬加氫精制催化劑床層，不設置氫氣循環系統，氫氣用量為在反應過程化學氫耗量基礎上增加反應條件下反應系統溶解氫量的1～4倍。本發明方法是一種氫油比很低的氣、液、固三相加氫過程，低的氫油比可以去掉加氫工藝中的循環氫系統，大大降低設備投資和操作費用，同時不影響航煤脫臭反應效果及運轉穩定性。文檔編號C10G45/04GK101724440SQ20081022840公開日2010年6月9日申請日期2008年10月29日優先權日2008年10月29日發明者劉繼華,徐大海,方向晨,李揚,楊成敏,牛世坤申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院