一種液液抽提分離柴油中芳烴的裝置和方法
【專利摘要】一種液液抽提分離柴油中芳烴的裝置，包括液液抽提塔（1）、抽余油水冼塔（2）和溶劑回收塔（3），所述的液液抽提塔（1）上部分的直徑D1與下部分的直徑D2的比為0.5～0.9，液液抽提塔（1）下部設(shè)置原料進料管線（4），上部設(shè)置抽提溶劑進料管線，頂部的抽余油管線（7）與抽余油水冼塔（2）的底部相連，液液抽提塔（1）底部的抽出液管線（11）與溶劑回收塔（3）相連，抽余油水冼塔（2）頂部設(shè)有產(chǎn)品排出管線（9），底部設(shè)有排水管線（10）。該裝置用于液液抽提分離柴油中的芳烴，配合適當溶劑和助溶劑，可生產(chǎn)高十六烷值的柴油，并得到低烷烴含量的芳烴。
【專利說明】一種液液抽提分離柴油中芳烴的裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為一種液液抽提分離芳烴的裝置和方法，具體地說，是一種從高芳烴含量的柴油中分離芳烴的裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在發(fā)展低碳經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的大形勢下，油品質(zhì)量升級步伐明顯加快，新的環(huán)保法規(guī)中關(guān)于汽車尾氣排放的控制對于柴油質(zhì)量要求越來越高，特別是對柴油中芳烴含量和十六烷值的要求也越來越嚴格。在我國，催化裂化柴油(又稱輕循環(huán)油，LC0)占成品柴油總量的20~30%左右，成為柴油池的重要組成部分。但是，由于國內(nèi)催化裂化(FCC)裝置操作苛刻度不斷提高，LCO中芳烴含量均在40%以上，特別是石蠟基以外的原油經(jīng)催化裂化產(chǎn)生的LCO中芳烴含量更高達60%以上，十六烷值很低。這部分柴油很難滿足日益嚴格的柴油標準，必須通過改質(zhì)才可作為成品柴油的調(diào)和組分。
[0003]傳統(tǒng)的改質(zhì)方法是對LCO進行加氫處理，或使柴油中的芳烴飽和，提高一定的十六烷值之后作為柴油的調(diào)和組分；或使柴油中的芳烴裂化成小分子烴類，作為高辛烷值汽油的調(diào)和組分。受環(huán)保要求的限制和市場需求的推動，國內(nèi)FCC柴油加氫改質(zhì)的技術(shù)得到快速的發(fā)展，但是加氫改質(zhì)工藝的操作費用高、操作條件苛刻，導(dǎo)致柴油的生產(chǎn)成本大幅攀升。因此，開發(fā)新的成本低、投資小的非加氫柴油改質(zhì)技術(shù)勢在必行。
[0004]溶劑抽提技術(shù)可以有效分離飽和烴與芳烴，在BTX (苯、甲苯和二甲苯)生產(chǎn)和汽油餾分分離芳烴方面，已經(jīng)有很多工業(yè)化的溶劑抽提工藝，如液液抽提法、抽提蒸餾法等。采用液液抽提技術(shù)從柴油餾分中分離出芳烴，不僅可以改善柴油質(zhì)量，同時得到的芳烴進行處理可以得到高價值的BTX或高辛烷值汽油，不僅可以收到明顯的經(jīng)濟效益，還能大大降低環(huán)境污染，產(chǎn)生良好的社會效益。
[0005]CN102021024A公開了一種制備高質(zhì)量柴油的系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)包括抽提裝置，通過溶劑抽提脫除柴油中的一部分芳烴，抽余油經(jīng)過加氫處理得到高質(zhì)量柴油，抽提出的芳烴出系統(tǒng)。該發(fā)明處理的原料多樣化，可以是各種柴油，將芳烴從柴油中分離出來，大大提高了柴油的十六烷值，降低了柴油凝點。
[0006]CN1769392A也公開了一種劣質(zhì)柴油的改質(zhì)方法，該方法由加氫改質(zhì)工藝和溶劑抽提工藝組合而成，劣質(zhì)柴油經(jīng)加氫改質(zhì)后的液相產(chǎn)物經(jīng)溶劑抽提分離出其中的大部分芳烴，得到清潔柴油，抽提出的芳烴組分循環(huán)回加氫改質(zhì)裝置再次處理。該發(fā)明的組合工藝通過發(fā)揮各自工藝的特點，可以大幅度降低柴油餾分的芳烴含量，提高柴油餾分十六烷值，且保持較高的柴油收率。
[0007]采用溶劑抽提的方法可以有效分離出柴油中的芳烴組分，提高柴油餾分的十六烷值，但是目前對于柴油溶劑抽提改質(zhì)的研究中，大多使用汽油餾分芳烴抽提的溶劑，如環(huán)丁砜、NMP等，所需劑油比大，溶劑回收過程復(fù)雜，且對于芳烴含量高的柴油餾分(如芳烴含量高于70%的LC0)，會出現(xiàn)溶劑與原料混溶的現(xiàn)象，難于分層分離。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種液液抽提分離柴油中芳烴的裝置和方法，該裝置和方法可有效分離柴油中的芳烴，生產(chǎn)高十六烷值的柴油，并得到低烷烴含量的芳烴。
[0009]本發(fā)明提供的液液抽提分離柴油中芳烴的裝置，包括液液抽提塔、抽余油水冼塔和溶劑回收塔，所述的液液抽提塔上部分的直徑D1與下部分的直徑D2的比為0.5~0.9，液液抽提塔下部設(shè)置原料進料管線，上部設(shè)置抽提溶劑進料管線，頂部的抽余油管線與抽余油水冼塔的下部相連，抽余油水冼塔頂部設(shè)有產(chǎn)品排出管線，底部設(shè)有排水管線，液液抽提塔底部的抽出液管線與溶劑回收塔相連。
[0010]本發(fā)明裝置中的液液抽提塔采用變徑塔，塔上部分的直徑較下部分小，可增強從柴油中分離烷烴和芳烴的效率，尤其對于芳烴含量高的劣質(zhì)柴油餾分，液液抽提塔上部直徑減小，分離效率提高，更適合于原料中較少含量烷烴的分離。裝置流程簡單，易于操作，可以改善柴油質(zhì)量并拓展芳烴資源。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明方法的流程示意圖。

【具體實施方式】
[0012]鑒于柴油餾分餾程范圍溫度較高，高芳烴含量的原料油不適用抽提蒸餾法，現(xiàn)有技術(shù)中液液抽提存在抽提溶劑與原料比大、溶劑與原料混溶，以及溶劑回收困難等問題。本發(fā)明針對此問題提供一種采用變徑的液液抽提塔分離柴油中芳烴的裝置，使用該裝置分離柴油中芳烴的方法，采用易將柴油中組分進行分離的抽提溶劑和助溶劑，所用溶劑比低，避免了溶劑與原料油混溶的現(xiàn)象，無需抽余油回流，降低了裝置能耗，增大了處理量，分離所得的抽余油十六烷值顯著提高，抽出油中烷烴含量不高于5質(zhì)量％，且抽提溶劑易于回收，可直接減壓蒸餾分離。
[0013]所述的液液抽提塔為變徑塔，塔的上部分直徑較小，下部分直徑較大，塔上部分的直徑D1與下部分的直徑D2的比優(yōu)選0.6~0.8。
[0014]所述的液液抽提塔直徑為D1的上部分高度與塔總高度的比為0.2~0.7，優(yōu)選0.3 ~0.6。
[0015]所述的液液抽提塔設(shè)置兩條溶劑進料管線，一條為抽提溶劑進料管線，設(shè)置在液液抽提塔上部，即塔直徑較小的部分，優(yōu)選設(shè)置在塔上部分靠近頂端的位置，另一條為助溶劑進料管線，設(shè)置在液液抽提塔的下部分，即直徑較大的部分，優(yōu)選設(shè)置在變徑處，即塔下部分的頂端。
[0016]本發(fā)明裝置中，抽余油水冼塔的上部設(shè)有進水管線，底部的排水管線優(yōu)選與液液抽提塔的助溶劑進料管線相連。
[0017]溶劑回收塔的頂部設(shè)有貧溶劑排出管線，底部設(shè)有抽出油排出管線。
[0018]本發(fā)明提供的液液抽提分離柴油中芳烴的方法，包括將柴油從液液抽提塔的下部引入，液液抽提塔上部分的直徑D1與下部分的直徑D2的比為0.5~0.9，抽提溶劑從液液抽提塔的上部引入，助溶劑從液液抽提塔下部分的頂端引入，位于柴油引入點和抽提溶劑引入點之間，抽余油從液液抽提塔頂排出進入抽余油水冼塔，富含芳烴的溶劑從液液抽提塔底排出進入溶劑回收塔中部，抽出油從溶劑回收塔底部排出，貧溶劑從溶劑回收塔頂部排出。
[0019]所述的抽提溶劑選自N，N-二甲基甲酰胺、乙二醇甲醚、糠醛或嗎啡啉，助溶劑優(yōu)選水。
[0020]所述抽提溶劑與柴油的質(zhì)量比，即溶劑比為0.5~2.0:1、優(yōu)選0.8~1.5:1、更優(yōu)選 0.9 ~1.4:1。
[0021]所述的助溶劑與抽提溶劑的質(zhì)量比優(yōu)選0.02~0.1、優(yōu)選0.02~0.07。
[0022]液液抽提塔上部分的直徑D1與下部分的直徑D2的比優(yōu)選0.5~0.7。
[0023]所述的液液抽提塔直徑為D1的上部分高度與塔總高度的比優(yōu)選0.2~0.7、更優(yōu)選 0.3 ~0.6。
[0024]液液抽提塔的操作溫度為10~100°C、優(yōu)選20~50°C，壓力為0.1~0.5MPa、優(yōu)選 0.1 ~0.3MPa。
[0025]所述溶劑回收塔的操作溫度為70~140°C、優(yōu)選80~120°C，壓力為10~50kPa、優(yōu)選20~40kPa。本發(fā)明所述的壓力均為絕對壓力。
[0026]本發(fā)明所述方法中，抽余油從液液抽提塔頂部經(jīng)管線進入抽余油水洗塔，經(jīng)水洗后得到芳烴含量低的柴油產(chǎn)品。水洗后排出水冼塔的水可作為助溶劑循環(huán)回液液抽提塔使用。經(jīng)過抽提，富含芳烴的溶劑從抽提塔底部經(jīng)管線進入溶劑回收塔，溶劑回收塔在減壓下蒸餾，貧溶劑從溶劑回收塔頂部排出，經(jīng)脫水處理后可返回到液液抽提塔循環(huán)使用；溶劑回收塔底部排出抽出油，抽出油中主要含芳烴和少量烷烴。
[0027]本發(fā)明所述柴油為高芳烴含量的柴油餾分，其中芳烴含量至少為50質(zhì)量％、優(yōu)選芳烴含量至少為65質(zhì)量％的柴油原料。
[0028]所述的柴油選自催化裂化柴油(LC0)、焦化柴油、煤直接液化的柴油餾分和煤焦油的柴油餾分中的一種或幾種。
[0029]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明方法。
[0030]圖1為本發(fā)明提供的液液抽提分離柴油中芳烴的流程示意圖，其中沒有將所涉及的泵、換熱裝置等標出，每一工藝步驟中的某些設(shè)備也沒有標出，但這對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是公知的。
[0031]圖1中，液液抽提塔I為變徑塔，其上部分直徑小于下部分直徑，劣質(zhì)柴油經(jīng)進料管線4進入液液抽提塔I的下部，抽提溶劑經(jīng)溶劑進料管線5進入液液抽提塔I的上部，助溶劑經(jīng)助溶劑進料管線6進入液液抽提塔I下部分的頂端，經(jīng)液液抽提，抽余油經(jīng)液液抽提塔I頂部的抽余油管線7進入抽余油水洗塔2，水經(jīng)管線8進入抽余油水洗塔2，經(jīng)水洗處理后由產(chǎn)品排出管線9排出，為高十六烷值柴油產(chǎn)品，也可用做調(diào)和油。水洗處理后的水由底部的排水管線10排出，與進入助溶劑進料管線6的助溶劑混合后進入液液抽提塔I。富含芳烴的溶劑經(jīng)抽出液管線11進入溶劑回收塔3中部，貧溶劑從塔頂經(jīng)管線12排出，經(jīng)脫水處理后返回到液液抽提塔循環(huán)使用，抽出油經(jīng)管線13排出。
[0032]下面通過實例進一步詳細說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于此。
[0033]實例I
[0034]按圖1所示的流程對表1所列性質(zhì)的柴油原料進行液液抽提分離其中的芳烴，液液抽提塔高度為H，其上部直徑小的部分的高度為氏。抽提溶劑為DMF (N, N- 二甲基甲酰胺)，在液液抽提塔的上部注入，助溶劑為水，在塔下部分的頂端注入，助溶劑注入點距液液抽提塔底的距離為H2。液液抽提塔形狀尺寸、操作條件及助溶劑注入位置和用量見表2，溶劑回收塔操作溫度為110°C、壓力為30kPa。經(jīng)芳烴抽提，非芳烴由塔頂排出，經(jīng)水洗得到抽余油，富含芳烴的富溶劑經(jīng)過溶劑分離，得到抽出油，抽余油和抽出油的組成見表3。
[0035]實例2
[0036]按實例I的方法對表1所列的柴油原料進行液液抽提分離其中的芳烴，不同的是改變抽提溶劑的用量，助溶劑進料位置和用量。液液抽提塔形狀尺寸、操作條件及助溶劑注入位置和用量見表2。抽余油和抽出油的組成見表3。
[0037]實例3
[0038]按實例I的方法對表1所列的柴油原料進行液液抽提分離其中的芳烴，不同的是改變液液抽提塔上下部分直徑比，將抽提溶劑改為乙二醇甲醚，并改變其用量。液液抽提塔形狀尺寸、操作條件及助溶劑注入位置和用量見表2。抽余油和抽出油的組成見表3。
[0039]實例4
[0040]按實例I的方法對表1所列的柴油原料進行液液抽提分離其中的芳烴，不同的是改變液液抽提塔上下部分直徑比，將抽提溶劑改為乙二醇甲醚，并改變其用量，同時改變助溶劑進料位置和用量。液液抽提塔形狀尺寸、操作條件及助溶劑注入位置和用量見表2。抽余油和抽出油的組成見表3。
[0041]由表3可知，本發(fā)明方法得到的抽余油中芳烴含量降低到15質(zhì)量％以下，十六烷值顯著提高，抽出油中烷烴含量僅有2.5質(zhì)量％左右。
[0042]對比例I
[0043]按實例I的方法對表1所列的柴油原料進行液液抽提分離其中的芳烴，不同的是不用助溶劑，得到的抽余油和抽出油的組成見表4。
[0044]對比例2
[0045]按實例I的方法對表1所列的柴油原料進行液液抽提分離其中的芳烴，不同的是不用助溶劑，采用抽余油打回流的操作，即抽余油與原料油混合后從管線4進入抽提塔，回流的抽余油量為原料油進料量的43%，得到的抽余油和抽出油的組成見表4。
[0046]對比例3
[0047]按實例I的方法對表1所列的柴油原料進行液液抽提分離其中的芳烴，不同的是采用非變徑塔，塔直徑為D2，液液抽提塔高度與實例I所用變徑塔高度相同，得到的抽余油和抽出油的組成見表4。
[0048]由表4可知，不使用助溶劑會出現(xiàn)互溶現(xiàn)象，而不能進行芳烴分離；若采用提余油回流，則處理量顯著降低(降低30%)，抽余油收率降低3.4個百分點，十六烷值降低5.2個單位，抽出油中烷烴含量提高，分離效果變差；若采用非變徑塔，則抽提塔體積增大，得到的抽余油中芳烴含量增多，十六烷值降低。
[0049]表1
[0050]

【權(quán)利要求】
1.一種液液抽提分離柴油中芳烴的裝置，包括液液抽提塔(1)、抽余油水冼塔(2)和溶劑回收塔(3)，所述的液液抽提塔(1)上部分的直徑D1與下部分的直徑仏的比為0.5~0.9，液液抽提塔(1)下部設(shè)置原料進料管線(4)，上部設(shè)置抽提溶劑進料管線，頂部的抽余油管線(7)與抽余油水冼塔(2)的下部相連，抽余油水冼塔(2)頂部設(shè)有產(chǎn)品排出管線(9)，底部設(shè)有排水管線(10)，液液抽提塔(1)底部的抽出液管線(11)與溶劑回收塔(3)相連。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的液液抽提塔(1)上部分的直徑D1與下部分的直徑D2的比為0.6~0.8。
3.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的液液抽提塔(1)直徑為D1的上部分高度與塔總高度的比為0.2~0.7。
4.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的液液抽提塔(1)直徑為D1的上部分高度與塔總高度的比為0.3~0.6。
5.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于在液液抽提塔(1)設(shè)置兩條溶劑進料管線，溶劑進料管線(5 )設(shè)置在液液抽提塔(1)上部，助溶劑進料管線(6 )設(shè)置在液液抽提塔(1)下部的頂端。
6.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于抽余油水冼塔(2)底部的排水管線(10)與液液抽提塔(1)的助溶劑進料管線(6)相連。
7.一種液液抽提分離柴油中芳烴的方法，包括將柴油從液液抽提塔(1)的下部引入，液液抽提塔(1)上部分的直徑D1與下部分的直徑D2的比為0.5~0.9，抽提溶劑從液液抽提塔(1)的上部引入，助溶劑從液液抽提塔(1)下部的頂端引入，位于柴油引入點和抽提溶劑引入點之間，抽余油從液液抽提塔(1)頂排出進入抽余油水冼塔(2)，富含芳烴的溶劑從液液抽提塔(1)底排出進入溶劑回收塔(3 )中部，抽出油從溶劑回收塔(3 )底部排出，貧溶劑從溶劑回收塔(3)頂部排出。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述的抽提溶劑選自N，N-二甲基甲酰胺、乙二醇甲醚、糠醛或嗎啡啉，助溶劑為水。
9.按照權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于抽提溶劑與柴油的質(zhì)量比為0.5~2.0:1。
10.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述的助溶劑與抽提溶劑的質(zhì)量比為0.02 ~0.1。
11.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于液液抽提塔上部分的直徑D1與下部分的直徑D2的比為0.6~0.8。
12.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述的液液抽提塔直徑為D1的上部分高度與塔總高度的比為0.2~0.7。
13.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于液液抽提塔的操作溫度為10~100°C，壓力為 0.1 ~0.5MPa。
14.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述柴油的芳烴含量至少為50質(zhì)量％。
15.按照權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于所述的柴油選自催化裂化柴油、焦化柴油、煤直接液化的柴油餾分和煤焦油的柴油餾分中的一種或幾種。
【文檔編號】C10G53/04GK104073291SQ201310098647
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月26日
【發(fā)明者】葛曉蓉, 史軍軍, 鄒琥, 葸雷, 朱寧, 果卉, 馬秀艷 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石油化工科學研究院