一種航空煤油加氫精制工藝制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種航空煤油加氫精制工藝，所述工藝采用固定床反應(yīng)器，固定床反應(yīng)器中裝填有加氫脫硫脫氮催化劑，所述催化劑包括載體和活性組分；所述載體為合成骨架結(jié)構(gòu)中摻入雜原子Cu2+的KIT?1；所述活性組分為氮化二鉬MO2N、氮化鎢W2N、碳化鉬Mo2C和碳化鎢WC的混合物；所述的催化劑還含有催化助劑，所述催化助劑為TiO2、CeO2、V2O5和NbOPO4的混合物；所述固定床反應(yīng)器的反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度為260?320℃，氫分壓為2.8?3.6MPa，氫油體積比150?250，體積空速2.0?4.0h?1。該工藝可以將航空煤油總硫含量控制在低于5ppm，同時(shí)對(duì)航空煤油中的總氮含量控制在10ppm之內(nèi)。

Aviation kerosene hydrofining process

The invention discloses a kerosene hydrogenation refining process, fixed bed reactor with the filling process, fixed bed reactor in hydrogenation desulfurization and denitrification catalyst, the catalyst comprises a carrier and an active component; the carrier is a heteroatom Cu2 + incorporation of synthetic skeleton structure in KIT 1; the active component is a mixture of two molybdenum tungsten nitride nitride MO2N, W2N, Mo2C of molybdenum carbide and tungsten carbide WC; the catalyst also contains catalytic additives, the catalytic agent is a mixture of TiO2, CeO2, V2O5 and NbOPO4; the reaction conditions of the fixed bed reactor as the reaction temperature is 260 320 DEG C, hydrogen partial pressure of 2.8 3.6MPa, volume ratio of hydrogen to oil 150 250, 2 4.0h 1 lvsh. The process can control the total sulfur content of aviation kerosene at less than 5ppm, while the total nitrogen content in aviation kerosene is controlled within 10ppm.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及航空煤油加氫脫硫精制工藝，具體涉及一種采用特定催化劑進(jìn)行的航空煤油加氫脫硫精制工藝。
技術(shù)介紹
航空煤油是石油產(chǎn)品之一。英文名稱Jet fuel No.3，別名噴氣燃料。主要由不同餾分的烴類化合物組成。航空煤油主要用作航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料。隨著交通運(yùn)輸業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)刺激作用越來越強(qiáng)，我國交通運(yùn)輸事業(yè)近年來發(fā)展迅猛。從國家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)的消費(fèi)量來看，我國在2008年整年的噴氣燃料消費(fèi)量為1279.9萬噸，與2007年同期的消費(fèi)量相比上漲了3.6％，而從海關(guān)統(tǒng)計(jì)的進(jìn)口量來看，我國在2008年噴氣燃料總共進(jìn)口了647.8萬噸，同比增長了23.5％，月均進(jìn)口量達(dá)到54萬噸。國際上對(duì)噴氣燃料的品質(zhì)一貫按照J(rèn)ETA-1的標(biāo)準(zhǔn)來要求，這也成為國際上噴氣燃料交易買賣的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。該標(biāo)準(zhǔn)要求其總酸值(mgKOH/g)不大于0.015，總硫含量最大不得超過0.30wt％，即不得大于30ppm，同時(shí)航空煤油對(duì)腐蝕性能也有要求。試驗(yàn)分析表明，影響航煤銀片腐蝕的主要原因是活性硫化物中的元素硫，其含量達(dá)2μg/g時(shí)航煤銀片腐蝕就不合格，硫醇和二硫化物等與元素硫共存時(shí)可促進(jìn)銀片腐蝕。隨著世界原油的重質(zhì)化、劣質(zhì)化日益加深，原油含硫量越來越高，高品質(zhì)的輕質(zhì)原油在不斷減少。近年來煉廠加工的原油多為進(jìn)口原油，相對(duì)密度逐年增高，本世紀(jì)初幾年內(nèi)全球煉廠加工原油的平均密度上升到0.8633左右。含硫量高的問題也十分嚴(yán)重，目前世界上含硫原油和高硫原油的產(chǎn)量占世界原油總產(chǎn)量的75％以上。20世紀(jì)90年代中期全球煉廠加工的原油平均含硫量為0.9％，本世紀(jì)初已經(jīng)上升到1.6％。為生產(chǎn)高品質(zhì)的清潔噴氣燃油(航空煤油)，脫硫技術(shù)得到巨大重視。目前的脫硫技術(shù)，從是否加氫的角度來分，分為加氫脫硫和非加氫脫硫。加氫脫硫技術(shù)由于其固有的優(yōu)勢成為目前世界上最為成熟的加工優(yōu)質(zhì)燃料油的技術(shù)。相較于常規(guī)的精制工藝，航煤加氫工藝減少了堿渣和白土排放污染，其對(duì)于原料的適應(yīng)性也更強(qiáng)，因此加氫工藝是未來發(fā)展的主要方向。目前的噴氣燃料(航空煤油)的加氫工藝大同小異，典型的工藝如下：直餾煤油自原料罐區(qū)送進(jìn)原料緩沖罐，經(jīng)進(jìn)料泵升壓至約3.0MPa后與精制煤油換熱，然后與氫氣混合再和反應(yīng)產(chǎn)物換熱。混氫原料與反應(yīng)產(chǎn)物換熱后進(jìn)入進(jìn)料加熱爐加熱至反應(yīng)所需溫度進(jìn)入加氫反應(yīng)器。混氫原料在催化劑的作用下進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物與混氫原料換熱后進(jìn)入熱高壓分離器分離出大部分生成油，高壓分離器頂油氣先后與循環(huán)氫、冷高壓分離器底油換熱后注入脫鹽水，再進(jìn)空冷器、水冷器冷卻至40℃進(jìn)入冷高壓分離器分離出氫氣。冷高壓分離器油與熱高壓分離器氣換熱后與熱高壓分離器底油合并進(jìn)入汽提塔。然而現(xiàn)有的加氫精制工藝均是針對(duì)以前的優(yōu)質(zhì)清油設(shè)置的。對(duì)于目前的高硫含量原油生產(chǎn)得到的直餾煤油，由于其高硫含量，其采用的催化劑及加氫條件都難以適用，生產(chǎn)符合要求設(shè)置是降低硫含量到10ppm以下，已經(jīng)不能適用。因此如何提供一種噴氣燃料(航空煤油)加氫脫硫工藝，能有效將高硫含量的航空煤油中的硫含量控制在10ppm以下，以滿足排放和腐蝕標(biāo)準(zhǔn)，是本領(lǐng)域面臨的一個(gè)難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提出一種航空煤油加氫脫硫精制工藝，該工藝可以將航空煤油中的總硫含量降低到10ppm以下，以滿足排放和腐蝕標(biāo)準(zhǔn)。為達(dá)此目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：一種航空煤油加氫精制工藝，所述工藝采用固定床反應(yīng)器，固定床反應(yīng)器中裝填有加氫催化劑，所述催化劑包括載體和活性組分。所述載體為合成骨架結(jié)構(gòu)中摻入雜原子Cu2+的KIT-1。所述活性組分為氮化二鉬MO2N、氮化鎢W2N、碳化鉬Mo2C和碳化鎢WC的混合物。所述的催化劑還含有催化助劑，所述催化助劑為TiO2、CeO2、V2O5和NbOPO4的混合物。所述固定床反應(yīng)器的反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度為260-320℃，氫分壓為2.8-3.6MPa，氫油體積比150-250，體積空速2.0-4.0h-1。KIT-1分子篩具有一維孔道彼此交叉形成三維無序結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)有利于催化、吸附過程中的物質(zhì)傳遞。純硅介孔分子篩KIT-1具有比MCM-241、HMS更好的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性。本專利技術(shù)經(jīng)過在眾多介孔材料中，比如KIT-1、KIT-6、MCM-22、MCM-36、MCM-48、MCM-49、MCM56等，進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)選擇，發(fā)現(xiàn)只有KIT-1能夠達(dá)到本專利技術(shù)的專利技術(shù)目的，其他介孔材料都有這樣那樣的缺陷，在應(yīng)用到本專利技術(shù)中時(shí)存在難以克服的技術(shù)困難，因此本專利技術(shù)選擇用KIT-1作為載體基礎(chǔ)。純硅KIT-1介孔分子篩水熱性能盡管已經(jīng)很出色，但專利技術(shù)人研究以后發(fā)現(xiàn)，其加入雜原子或表面經(jīng)化學(xué)修飾后，其水熱穩(wěn)定性得到更大提高。因此，本專利技術(shù)對(duì)其進(jìn)行改性，以增加其催化活性。本專利技術(shù)對(duì)KIT-1介孔分子篩改性的途徑是：向成品的全硅KIT-1介孔分子篩孔道內(nèi)表面引入Cu2+，這種途徑可以通過離子交換將Cu2+負(fù)載在KIT-1的內(nèi)表面，從而在整體上改善了KIT-1介孔分子篩的催化活性、吸附以及熱力學(xué)穩(wěn)定性能等。盡管對(duì)KIT-1介孔分子篩進(jìn)行改性的方法或途徑很多，專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，本專利技術(shù)的催化劑只能采用摻雜Cu2+的KIT-1作為載體才能實(shí)現(xiàn)硫含量控制與脫氮效果，專利技術(shù)人嘗試了在KIT-1中摻雜:Al3+、Fe3+、Zn2+、Ga3+等產(chǎn)生陰離子表面中心的離子，發(fā)現(xiàn)都不能實(shí)現(xiàn)所述效果。盡管所述機(jī)理目前并不清楚，但這并不影響本專利技術(shù)的實(shí)施，專利技術(shù)人根據(jù)已知理論與實(shí)驗(yàn)證實(shí)，其與本專利技術(shù)的活性成分之間存在協(xié)同效應(yīng)。所述Cu2+在KIT-1中的摻雜量必須控制在特定的含量范圍之內(nèi)，其摻雜量以重量計(jì)，為KIT-1重量的0.56％-0.75％，例如0.57％、0.58％、0.59％、0.6％、0.61％、0.62％、0.63％、0.64％、0.65％、0.66％、0.67％、0.68％、0.69％、0.7％、0.71％、0.72％、0.73％、0.74等。專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，在該范圍之外，會(huì)導(dǎo)致航空煤油脫硫效果的急劇降低。更令人欣喜的是，當(dāng)Cu2+在KIT-1中的摻雜量控制在0.63％-0.72％范圍內(nèi)時(shí)，其脫硫能力最強(qiáng)，當(dāng)繪制以Cu2+摻雜量為橫軸，以目標(biāo)脫硫效果為縱軸的曲線圖時(shí)，該含量范圍內(nèi)硫含量能控制在極低的范圍之內(nèi)，其產(chǎn)生的脫硫效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出預(yù)期，屬于預(yù)料不到的技術(shù)效果。所述活性組分的總含量為載體KIT-1重量的1％-15％，優(yōu)選3-12％，進(jìn)一步優(yōu)選5-10％。例如，所述含量可以為2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％等。本專利技術(shù)中，特別限定活性組分為氮化二鉬MO2N、氮化鎢W2N、碳化鉬Mo2C和碳化鎢WC的混合比例，專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，不同的混合比例達(dá)到的效果完全不同。專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，氮化二鉬MO2N、氮化鎢W2N、碳化鉬Mo2C和碳化鎢WC的混合比例(摩爾比)為1:(0.4-0.6):(0.28-0.45):(0.8-1.2)，只有控制氮化二鉬MO2N、氮化鎢W2N、碳化鉬Mo2C和碳化鎢WC的摩爾比在該范圍內(nèi)，才能夠?qū)崿F(xiàn)航空煤油中含硫量控制在10ppm以下且脫氮能力顯著。也就是說，本專利技術(shù)的四種活性組分只有在摩爾本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種航空煤油加氫精制工藝，所述工藝采用固定床反應(yīng)器，固定床反應(yīng)器中裝填有加氫催化劑，所述催化劑包括載體和活性組分，其特征在于，所述載體為合成骨架結(jié)構(gòu)中摻入雜原子Cu2+的KIT?1，所述活性組分為氮化二鉬MO2N、氮化鎢W2N、碳化鉬Mo2C和碳化鎢WC的混合物，所述的催化劑還含有催化助劑，所述催化助劑為TiO2、CeO2、V2O5和NbOPO4的混合物；所述固定床反應(yīng)器的反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度為260?320℃，氫分壓為2.8?3.6MPa，氫油體積比150?250，體積空速2.0?4.0h?1。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種航空煤油加氫精制工藝，所述工藝采用固定床反應(yīng)器，固定床反應(yīng)器中裝填有加氫催化劑，所述催化劑包括載體和活性組分，其特征在于，所述載體為合成骨架結(jié)構(gòu)中摻入雜原子Cu2+的KIT-1，所述活性組分為氮化二鉬MO2N、氮化鎢W2N、碳化鉬Mo2C和碳化鎢WC的混合物，所述的催化劑還含有催化助劑，所述催化助劑為TiO2、CeO2、V2O5和NbOPO4的混合物；所述固定床反應(yīng)器的反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度為260-320℃，氫分壓為2.8-3.6MPa，氫油體積比150-250，體積空速2.0-4.0h-1。2.如權(quán)利要求1所述的加氫精制工藝，其特征在于，雜原子Cu2+的摻雜量為KIT-1重量的0.63％-0.72％。3.如權(quán)利要求1所述的加氫精制工藝，其特征在于，所述活性組分的總含量為載體KIT-1重量的3-12％，優(yōu)選5-10％。4.如權(quán)利...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱忠良，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：錫山區(qū)綠春塑料制品廠，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32