一种煤焦油全馏分的轻质化方法技术

本发明专利技术涉及煤化工领域，公开了一种煤焦油全馏分的轻质化方法，包括：将煤焦油全馏分、氢气和加氢催化剂I引入一级浆态床反应器中进行临氢裂化反应，得到裂化反应混合物；将所述裂化反应混合物进行分离，得到第一气体、轻油相和重油相；将氢气和所述重油相引入含有内置的旋液分离器的二级浆态床反应器中进行深度加氢转化反应，并将反应后得到的贫固含量组分与所述轻油相引入固定床加氢处理单元中进行加氢处理。本发明专利技术采用两段组合式浆态床处理与固定床加氢裂化耦合的工艺流程，在保证运转周期的基础上，煤焦油全馏分直接进料，提高全厂馏分油收率，达到最大化生产清洁燃料的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤化工领域，具体地，涉及一种煤焦油全馏分的轻质化方法。
技术介绍
煤焦油是煤在干馏和/或气化过程中副产的具有刺激性臭味、黑色或黑褐色、黏稠状的液体产品。根据工艺反应温度的不同，可分为低温煤焦油(450-650℃)、中温煤焦油(600-1000℃)和高温煤焦油(大于1000℃)。总体来看，我国煤焦油的年产量已经超过2000万吨。2011年我国高温煤焦油总产能在2200万吨左右，实际产量约为1750万吨；中低温煤焦油总产能约为600万吨，总产量达350万吨。另外，我国大量煤制天然气装置已经进入规划和建设期，作为工艺源头的移动床加压气化技术也会随之大量推广，由此伴生的中低温煤焦油数量在未来也会急剧增长。据测算，至2020年，中低温煤焦油的新增产能将达到1500万吨/年。此外，随着我国西部低阶煤的大规模开发，通过低温热解工艺提高褐煤等低阶煤的利用价值已经成为当前产业界的共识，而低温煤焦油的产量也会随之提高。在国内市场对石油产品的需求日益增加，而原油供应不足日渐突出的大背景下，通过煤焦油深加工生产车用燃料油，是对石油产品需求的重要补充。但是，从组成上看，煤焦油中含有大量的芳烃、烯烃等不饱和组分，硫、氮及氧等杂原子含量高，金属含量高，还含有一定量的水分、煤粉颗粒及其它机械杂质。这些组成特点也加大了煤焦油的加工难度，使得传统的重油加工技术难以直接用于煤焦油深加工。目前国内焦油加工装置普遍较分散、规模偏小、能耗高且严重污染环境，产品品种少，尤其是高质量、高附加值的清洁燃料产量较低，生产成本高、经济效益差。因此，开发以最大化生产清洁车用燃料为目的的新型煤焦油加工技术具有重大的经济效益、社会效益和环保效益。根据煤焦油的组成特点，现有技术多采用悬浮床或浆态床等移动床加氢工艺进行轻质化处理。在工艺流程上大体分为以下两类，一是，原料经脱水脱灰预处理后进行蒸馏切割，重馏分进入浆态床反应器中进行反应，轻馏分与悬浮床反应后的轻油混合后进入后续固定床精制段。二是，原料经脱水脱灰后直接进入浆态床反应器中进行反应，反应后轻油进入后续固定床精制段，重油循环回浆态床反应器。然而，现有技术在对煤焦油进行加工时主要存在以下问题：第一，煤焦油原料粘度较大，其中水或固体颗粒等与煤焦油等互相包裹，分离净化难度较大，而分离出的水中含有大量的酚、多环芳烃等污染物，毒害大，处理净化难度高；第二，煤焦油原料如通过蒸馏切割，则增加了全厂能耗，而重馏分进入浆态床反应器后，易生焦组分在反应器中含量提高，既会影响装置的操作周期，也对延长催化剂使用寿命不利；第三，浆态床反应过程整体转化率不高，影响后续固定床精制段的反应苛刻度，进而导致最终产品中柴油馏分含量偏高，工艺柴汽比不合理，影响整体工艺的经济性。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的上述缺陷，将煤焦油全馏分进料最大化转化为清洁汽柴油等轻质燃料，同时避免现有工艺中能耗高、操作周期短、柴汽比不合理等问题的发生。为了实现上述目的，本专利技术提供一种煤焦油全馏分的轻质化方法，该方法包括：将煤焦油全馏分、氢气和加氢催化剂I引入一级浆态床反应器中进行临氢裂化反应，得到裂化反应混合物；将所述裂化反应混合物进行分离，得到第一气体、轻油相和重油相；将氢气和所述重油相引入含有内置的旋液分离器的二级浆态床反应器中进行深度加氢转化反应，并将反应后得到的贫固含量组分与所述轻油相引入固定床加氢处理单元中进行加氢处理。本专利技术采用两段组合式浆态床处理与固定床加氢裂化耦合的工艺流程，在保证运转周期的基础上，煤焦油全馏分直接进料，提高全厂馏分油收率，达到最大化生产清洁燃料的目的。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的一种优选实施方式的旋液分离器的结构示意图。图2是本专利技术的一种优选实施方式的反应器结构示意图。附图标记说明1、反应器壳体2、旋液分离器内腔3、套筒4、旋液分离器入口5、气相出口6、底流管7、气体分布器8、反应器内腔9、出气口10、产物油出口11、进气口12、卸剂口13、加剂口14、原料油入口具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供了一种煤焦油全馏分的轻质化方法，该方法包括：将煤焦油全馏分、氢气和加氢催化剂I引入一级浆态床反应器中进行临氢裂化反应，得到裂化反应混合物；将所述裂化反应混合物进行分离，得到第一气体、轻油相和重油相；将氢气和所述重油相引入含有内置的旋液分离器的二级浆态床反应器中进行深度加氢转化反应，并将反应后得到的贫固含量组分与所述轻油相引入固定床加氢处理单元中进行加氢处理。在本专利技术中，所述反应物料并不特指仅含有煤焦油全馏分、催化剂和氢气的物料，本文中的反应物料泛指参与反应过程的所有物料，包括固相、气相和液相物料，也包括反应物、生成物等。所述煤焦油全馏分可以包括煤热解、煤干馏及煤气化工艺过程中产生的煤焦油全馏分中的至少一种，所述煤焦油全馏分无需经过脱水或脱灰过程，优选经过预热后达到泵送条件即可与加氢催化剂I进入一级浆态床反应器中进行临氢裂化反应。优选地，所述加氢催化剂I为高分散铁系催化剂，所述高分散铁系催化剂既可以是含有铁系氧化物的矿物颗粒，如硫铁矿、赤铁矿、赤泥等；也可以是高分散铁系化合物粉末，如Fe2S、Fe2O3、Fe3O4等；还可以是铁系碳基负载型催化剂，载体为煤粉、活性炭、石墨及炭黑等碳基材料。上述高分散铁系催化剂控制粒径范围为10-200μm，优选粒径范围为50-120μm。相对于100重量份的所述煤焦油全馏分，特别优选所述加氢催化剂I的用量为0.1-5重量份；更优选为0.5-2重量份。所述一级浆态床反应器可以为本领域内常规的各种浆态床反应器，例如可以为CN203559012U中所述的浆态床反应器。优选地，先将所述煤焦油全馏分进行加热预处理后再引入所述一级浆态床反应器中进行反应。所述加热预处理是为了使得进入所述一级浆态床反应器中的反应物料能够更加高效地进行反应。优选所述加热预处理的条件包括温度为350-500℃；更优选为360-460℃。也可以先将部分氢气预热后引入所述一级浆态床反应器中，氢气预热温度在360-550℃之间，优选为370-500℃。总体来看，本专利技术所述临氢裂化反应的反应条件可以采用高苛刻度和高空速的反应条件，一方面使煤焦油全馏分中较易生焦成分在高苛刻度下发生轻质化反应，同时在催化剂或载体表面完成焦炭沉积，防止其进入后续反应单元，有利于后续的旋液分离过程的进行；另一方面通过较高的空速将生成的焦炭带出一级浆态床反应器。优选情况下，本专利技术的所述临氢裂化反应的条件包括：压力为15-30MPa，温度为380-450℃，液时体积空速为0.8-3.0h-1，氢油体积比为200-5000：1；更加优选情况下，所述临氢裂化反应的条件包括：压力为18-25MPa，温度为410-440℃，液时体积空速为1.0-2.5h-1，氢油体积比为1000-2500：1。将所述裂化反应混合物进行分离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤焦油全馏分的轻质化方法，该方法包括：将煤焦油全馏分、氢气和加氢催化剂I引入一级浆态床反应器中进行临氢裂化反应，得到裂化反应混合物；将所述裂化反应混合物进行分离，得到第一气体、轻油相和重油相；将氢气和所述重油相引入含有内置的旋液分离器的二级浆态床反应器中进行深度加氢转化反应，并将反应后得到的贫固含量组分与所述轻油相引入固定床加氢处理单元中进行加氢处理。

【技术特征摘要】
1.一种煤焦油全馏分的轻质化方法，该方法包括：将煤焦油全馏分、氢气和加氢催化剂I引入一级浆态床反应器中进行临氢裂化反应，得到裂化反应混合物；将所述裂化反应混合物进行分离，得到第一气体、轻油相和重油相；将氢气和所述重油相引入含有内置的旋液分离器的二级浆态床反应器中进行深度加氢转化反应，并将反应后得到的贫固含量组分与所述轻油相引入固定床加氢处理单元中进行加氢处理。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述二级浆态床反应器还含有：反应器壳体，该反应器壳体的下部设置有卸剂口、进气口和原料油入口，该反应器壳体的上部设置有出气口和加剂口；所述反应器壳体的内部空间构成反应器内腔；在反应器内腔中进行深度加氢转化反应的反应物料通过旋液分离器入口进入所述旋液分离器的内腔中进行分离，分离所得的富固含量组分从所述旋液分离器下部的底流管返回至所述反应器内腔中，分离所得的贫固含量组分从所述产物油出口引出至所述固定床加氢处理单元中，分离所得的气相从气相出口引出至所述旋液分离器之外。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述反应器内腔的下部还设置有使得反应物料在所述反应器内腔中进行内循环的套筒，所述套筒的下部通过内径小于所述套筒内径且伸入所述套筒内部的导管与所述反应器壳体的进气口连通；优选所述套筒为一根或至少两根，至少两根的所述套筒下部的所述导管与所述进气口之间设置有气体分布器；所述氢气通过所述进气口依次引入至所述气体分布器、所述导管和所述套筒中。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述旋液分离器为一级或至少两级，至少两级的所述旋液分离器中的前一级的旋液分离器中分离得到的所述贫固含量组分进入相邻的后一级旋液分离器中，分离得到的所述富固含量组分从底流管返回至所述反应器内腔中，以及最后一级旋液分离器中分离得到的所述贫固含量组分从所述产物油出口引出至所述固定床加氢处理单元中。5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述套筒的长度为二级浆态床反应器内腔的长度的2/5至4/5；优选所述二级浆态床反应器内腔的内径为50-6000mm，进一步优选为300-5000mm。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述套筒的内径为所述二级浆态床反应器内腔的内径的1/100至3/4；优选所述导管伸入所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蕴，吴治国，王卫平，王鹏飞，崔龙鹏，汪燮卿，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11