專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種煤焦油加氫工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于燃料化工領(lǐng)域，具體涉及一種煤焦油加氫工藝。二、技術(shù)背景眾所周知，利用加氫工藝可以有效除去劣質(zhì)煤焦油中很高的硫氮氧等雜質(zhì)，并可大幅降低其密度，實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)化，以此生產(chǎn)合格的輕質(zhì)油品和燃料油。但由于煤焦油是一種組成非常復(fù)雜、性質(zhì)很差的原料，同時(shí)煤焦油的加氫過(guò)程又是一個(gè)高溫過(guò)程，煤焦油原料中的不飽和化合物，包括二烯烴、烯烴、稠環(huán)芳烴、高分子氮化物、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)在高溫下極易與煤焦油中所含的游離氧發(fā)生復(fù)雜的聚合反應(yīng)，生成大分子聚合物，這種大分子聚合物越積越大，加上煤焦油中的一些固體無(wú)機(jī)鹽、殘?zhí)?、金屬等就?huì)在煤焦油加氫裝置的換熱器、加熱爐、反應(yīng)器等設(shè)備和管線內(nèi)形成復(fù)雜的結(jié)焦物。這種結(jié)焦物結(jié)構(gòu)緊密、附著牢固，嚴(yán)重影響了各種設(shè)備的換熱效率、熱量傳遞和物料傳遞，嚴(yán)重時(shí)極易造成設(shè)備和管線堵塞，造成加氫裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期過(guò)短，制約煤焦油加氫的經(jīng)濟(jì)效益和煤焦油加氫的工業(yè)化推廣。煤焦油加氫技術(shù)一般釆用常規(guī)的下流式加氫固定床反應(yīng)器來(lái)進(jìn)行煤焦油的加氬改質(zhì)。中國(guó)專(zhuān)利CN1147575c將煤焦油原料切割成輕重餾分，利用其中的輕餾分為加氫原料，采用常規(guī)的下流式加氫固定床反應(yīng)器進(jìn)行加氫精制，得到汽柴油產(chǎn)品；中國(guó)專(zhuān)利CN200510028167.X采用高溫、中低溫煤焦油全餾分為原料，經(jīng)過(guò)脫水、脫機(jī)械雜質(zhì)等預(yù)處理后，釆用一段或兩段常規(guī)的下流式加氫固定床反應(yīng)器進(jìn)行煤焦油原料的加氫精制，得到汽、柴油等輕質(zhì)燃料油。這兩個(gè)專(zhuān)利都釆用常規(guī)的下流式加氫固定床反應(yīng)器，即煤焦油原料與氫氣混合物流自上而下通過(guò)反應(yīng)器，其在高溫下由于聚合反應(yīng)生成的高分子聚合物極易附著在催化劑床層上并逐漸變大、越積越厚，從而阻礙物料流動(dòng)、造成反應(yīng)器壓降上升，產(chǎn)品質(zhì)量下降和反應(yīng)器堵塞。三、
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能夠有效抑制煤焦油加氫過(guò)程中的結(jié)焦反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)煤焦油加氫裝置的連續(xù)長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)的煤焦油加氫工藝。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種煤焦油加氫工藝，其特征在于包括如下步驟①煤焦油進(jìn)行預(yù)處理后得到煤焦油加氫進(jìn)料；②所得煤焦油加氫進(jìn)料與氫氣混合，自下而上進(jìn)入上流式預(yù)加氫固定床反應(yīng)器發(fā)生預(yù)加氫反應(yīng)，其操作條件為反應(yīng)溫度170-300°C,反應(yīng)壓力7.0~18.OMpa，液時(shí)空速0.8~6.Oh—1,氫油比600:1~2400:1;③所得預(yù)加氫生成油自上而下進(jìn)入下流式主加氫固定床反應(yīng)器發(fā)生主加氫反應(yīng)，其操作條件為反應(yīng)溫度300~420°C，反應(yīng)壓力7.0~18.OMpa，液時(shí)空速0.3~2.Oh_1,氫油比1000:1~2400:1;④所得主加氫生成油進(jìn)入分餾系統(tǒng)，得到汽油餾分、柴油餾分和輕質(zhì)燃料油餾分。所述步驟②預(yù)加氫反應(yīng)時(shí)，可向煤焦油加氫進(jìn)料中加入抑焦劑，抑焦劑添加量為0~300ppm，這是因?yàn)橐纸箘┠軌蚍乐够驕p緩煤焦油加氫進(jìn)料在高溫下的結(jié)焦反應(yīng)，延長(zhǎng)加氫裝置的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期。本發(fā)明煤焦油原料為焦化廠所產(chǎn)的各種性質(zhì)的煤焦油，包括中低溫煤焦油、魯奇加壓氣化法生產(chǎn)水煤氣副產(chǎn)的煤焦油和高溫煤焦油中的一種或幾種的混合物。本發(fā)明煤焦油預(yù)處理過(guò)程包括煤焦油脫除水和脫除機(jī)械雜質(zhì)，其中脫除水的方式有閃蒸、蒸餾、分層以及加破乳劑的脫水；脫除機(jī)械雜質(zhì)的方式有過(guò)濾、分層、溶劑萃取、電脫鹽以及蒸餾。本發(fā)明釆用的預(yù)加氫反應(yīng)器是一種上流式固定床反應(yīng)器，煤焦油加氫進(jìn)料和氫氣的反應(yīng)物流自下而上通過(guò)反應(yīng)器床層，增加了反應(yīng)物流在催化劑床層上的停留時(shí)間，一方面反應(yīng)物流中易結(jié)焦的二烯烴、烯烴、游離氧等物質(zhì)在緩和的條件下發(fā)生加氫飽和反應(yīng)；另一方面自下而上的液相物流可以大大增加煤焦油中的膠質(zhì)瀝青質(zhì)和結(jié)焦反應(yīng)已形成的大分子聚合物的溶解性，避免或減少其在催化劑床層上的粘附，形成焦垢堵塞預(yù)加氫反應(yīng)床層。在主加氫反應(yīng)器中，已除去了大部分結(jié)焦前驅(qū)物二烯烴、烯烴、游離氧等的煤焦油預(yù)加氫生成油自上而下通過(guò)催化劑床層，在催化劑的作用下發(fā)生深度加氫反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)其輕質(zhì)化，獲得汽柴油等輕質(zhì)燃料油。所述步驟②預(yù)加氫反應(yīng)時(shí)，上流式預(yù)加氫固定床反應(yīng)器和下流式預(yù)加氫固定床反應(yīng)器大致相同，區(qū)別在于反應(yīng)混合物進(jìn)入反應(yīng)器的方向不同。本發(fā)明釆取上流式預(yù)加氫固定床反應(yīng)器串聯(lián)下流式主加氫固定床反應(yīng)器，改變了工藝中物流方向，增加了反應(yīng)物流在催化劑床層上的停留時(shí)間，可有效抑制或減緩煤焦油在高溫下的結(jié)焦反應(yīng)、延長(zhǎng)煤焦油加氫裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期的過(guò)程。五具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。在100ml煤焦油加氫試驗(yàn)裝置上以相同的煤焦油為原料，分別釆用本發(fā)明和常規(guī)的下流式預(yù)加氫固定床反應(yīng)器串聯(lián)下流式主加氫固定床反應(yīng)器工藝進(jìn)行加氫反應(yīng)，比較預(yù)加氫生成油的性質(zhì)和煤焦油加氫試驗(yàn)裝置出現(xiàn)壓降的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，具體情況見(jiàn)如下實(shí)施例實(shí)施例1以某焦化廠所產(chǎn)的低溫煤焦油為原料。將煤焦油靜置分層，分出含水和機(jī)械雜質(zhì)的下層得到煤焦油加氫進(jìn)料。煤焦油加氫進(jìn)料與氫氣混合后進(jìn)入預(yù)加氫固定床反應(yīng)器，其反應(yīng)條件為壓力7.OMPa,溫度U(TC，氫油比600:1,液時(shí)空速6.Oh-1;預(yù)加氫生成油進(jìn)入主加氫固定床反應(yīng)器，其反應(yīng)條件為壓力7.OMPa,溫度30(TC，氫油比1000:1，液時(shí)空速2.0h—1。試驗(yàn)原料的性質(zhì)和試驗(yàn)結(jié)果分別見(jiàn)表l、表2。從表中可以看出，對(duì)于性質(zhì)較差的低溫煤焦油原料，采用本發(fā)明的加氫脫硫脫氮效果比常規(guī)工藝稍差，但膠質(zhì)瀝青質(zhì)與生成的聚合物含量要明顯低于常規(guī)工藝，到床層出現(xiàn)壓降的.連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為469h,幾乎為傳統(tǒng)工藝的4倍，可見(jiàn)本發(fā)明具有優(yōu)良的抑制結(jié)焦反應(yīng)效果，可大大延長(zhǎng)煤焦油加氫裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。表l低溫煤焦油原料的性質(zhì)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2低溫煤焦油預(yù)加氫生成油性質(zhì)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例2以某焦化廠所產(chǎn)的中溫煤焦油為原料，在煤焦油加氫進(jìn)料中加入150ppm的抑焦劑，與氫氣混合后進(jìn)入預(yù)加氫固定床反應(yīng)器，其反應(yīng)條件為壓力l2.OMPa，溫度300。C,氫油比1800:1,液時(shí)空速3.Oh—';主加氫反應(yīng)條件為壓力12.OMPa,溫度37(TC,氫油比1600:1,液時(shí)空速1.0h-、其他反應(yīng)條件與步驟同實(shí)施例1。試驗(yàn)原料的性質(zhì)和試驗(yàn)結(jié)果分別見(jiàn)表3、表4。從表中可以看出，對(duì)于性質(zhì)較差的中溫煤焦油原料，釆用本工藝的加氫脫硫脫氮效果比常規(guī)工藝稍差，但膠質(zhì)瀝青質(zhì)與生成的聚合物含量要明顯低于常規(guī)工藝，到床層出現(xiàn)壓降的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為472h,為常規(guī)工藝的4倍多，可見(jiàn)本工藝具有優(yōu)良的抑制結(jié)焦反應(yīng)效果，可大大延長(zhǎng)煤焦油加氬裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。表3中溫煤焦油原料的性質(zhì)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)施例3以某焦化廠所產(chǎn)的高溫煤焦油為原料，在煤焦油加氫進(jìn)料中加入300ppm的抑焦劑，與氫氣混合后進(jìn)入預(yù)加氫固定床反應(yīng)器，其反應(yīng)條件為壓力18.OMPa,溫度280。C，氫油比2400:1，液時(shí)空速0.8h、主加氫反應(yīng)條件為壓力18.0MPa，溫度42(TC,氫油比2"0:1，液時(shí)空速O.3h-\其他反應(yīng)條件與步驟同實(shí)施例1。試驗(yàn)原料的性質(zhì)和試驗(yàn)結(jié)果分別見(jiàn)表5、表6。從表中可以看出，對(duì)于性質(zhì)很差的高溫煤焦油原料，采用本工藝的加氫脫硫脫氮效果比常規(guī)工藝稍差，但膠質(zhì)瀝青質(zhì)與生成的聚合物含量要明顯低于常規(guī)工藝，到床層出現(xiàn)壓降的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為256h，為常規(guī)工藝的5倍多，可見(jiàn)本工藝具有優(yōu)良的抑制結(jié)焦反應(yīng)效果，可大大延長(zhǎng)煤焦油加氫裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。表5高溫煤焦油原料的性質(zhì)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表6高溫煤焦油預(yù)加氬生成油性質(zhì)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權(quán)利要求一種煤焦油加氫工藝，其特征在于包括如下步驟①煤焦油進(jìn)行預(yù)處理后得到煤焦油加氫進(jìn)料；②所得煤焦油加氫進(jìn)料與氫氣混合，自下而上進(jìn)入上流式預(yù)加氫固定床反應(yīng)器發(fā)生預(yù)加氫反應(yīng)，其操作條件為反應(yīng)溫度170～300℃，反應(yīng)壓力7.0～18.0Mpa，液時(shí)空速0.8～6.0h-1，氫油比600∶1～2400∶1；③所得預(yù)加氫生成油自上而下進(jìn)入下流式主加氫固定床反應(yīng)器發(fā)生主加氫反應(yīng)，其操作條件為反應(yīng)溫度300～420℃，反應(yīng)壓力7.0～18.0Mpa，液時(shí)空速0.3～2.0h-1，氫油比1000∶1～2400∶1；④所得主加氫生成油進(jìn)入分餾系統(tǒng)，得到汽油餾分、柴油餾分和輕質(zhì)燃料油餾分。2、按照權(quán)利要求1所述煤焦油加氫工藝，其特征在于所述步驟②中向煤焦油加氫進(jìn)料中加入抑焦劑，抑焦劑添加量為0-300卯m。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)一種煤焦油加氫工藝，包括煤焦油進(jìn)行預(yù)處理后得到煤焦油加氫進(jìn)料；所得煤焦油加氫進(jìn)料自下而上進(jìn)入預(yù)加氫固定床反應(yīng)器；所得預(yù)加氫生成油自上而下進(jìn)入主加氫固定床反應(yīng)器；所得主加氫生成油進(jìn)入分餾系統(tǒng)，得到汽油餾分、柴油餾分和輕質(zhì)燃料油餾分。本發(fā)明采取上流式預(yù)加氫固定床反應(yīng)器串聯(lián)下流式主加氫固定床反應(yīng)器，改變了工藝中物流方向，增加了反應(yīng)物流在催化劑床層上的停留時(shí)間，可有效抑制或減緩煤焦油在高溫下的結(jié)焦反應(yīng)、延長(zhǎng)煤焦油加氫裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期的過(guò)程。文檔編號(hào)C10G45/02GK101250433SQ20081003095公開(kāi)日2008年8月27日申請(qǐng)日期2008年3月28日優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日發(fā)明者佘喜春,朱方明,李慶華,郭朝輝申請(qǐng)人:湖南長(zhǎng)嶺石化科技開(kāi)發(fā)有限公司