加氢处理方法以及与多功能加氢处理器相关的应用技术

本发明专利技术描述了多功能加氢处理器，其包括：颗粒去除区，其具有颗粒阱，用于从煤焦油料流除去颗粒污染物；以及脱金属区，其包含脱金属催化剂，用于从已脱颗粒的料流除去有机键接的金属。脱金属区位于颗粒去除区之后。加氢处理器也包括位于脱金属区之后的加氢脱硫、加氢脱氮和加氢脱氧区域，其包含至少一种加氢脱硫、加氢脱氮和加氢脱氧催化剂，从而提供经加氢处理的煤焦油料流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优先权声明本申请要求2013年11月19日递交的临时申请No.61/906,083的优先权，将其内容全部引入本文供参考。专利技术背景许多不同类型的化学品是从石油加工生产的。但是，因为近年来的需求增加，石油越来越昂贵。所以，已经尝试提供用于生产化学品的原料的替代来源。现在致力于研究从固体碳质材料、例如煤制备液体烃，煤可以在许多国家例如美国和中国大量获得。煤的热解反应产生焦炭和煤焦油。制备焦炭或“焦化”方法包括将材料在密闭容器中在不存在氧气的情况下加热到非常高的温度。焦炭是多孔的、但是硬的残余物，其大部分是碳和无机灰尘，可以用于生产钢。煤焦油是在加热期间排出的挥发性物质，其包含多种烃化合物的混合物。其可以进行分离以获得各种有机化合物，例如苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽和菲。这些有机化合物可以用于生产许多产品，例如染料、药物、炸药、调味料、香料、防腐剂、合成树脂以及油漆和颜料。从分离留下的残余沥青用于铺路、屋顶、防水和绝缘应用。虽然煤焦油可以提供多种有用和有价值的化学品，但是煤焦油也含有杂质，例如固体颗粒物、金属、氮、氧和硫。常规用于从烃源形成有用化学品的催化剂通常被一种或多种这些杂质钝化。因此，需要加氢处理方法和多功能加氢处理器以从煤焦油除去这些杂质。专利技术概述在第一方面中，多功能加氢处理器包括：颗粒去除区，其具有颗粒阱，用于从煤焦油料流除去颗粒污染物；以及脱金属区，其包含脱金属催化剂，用于从已脱颗粒的料流除去有机键接的金属。脱金属区位于颗粒去除区之后。加氢处理器也包括位于脱金属区之后的加氢脱硫、加氢脱氮和加氢脱氧区域，其包含至少一种加氢脱硫、加氢脱氮和加氢脱氧催化剂，用于提供经加氢处理的煤焦油料流。在另一个方面中，加氢处理方法包括：将煤进料在热解区中热解以制备焦炭料流和煤焦油料流，并且从煤焦油料流分离沥青级分以形成具有减少沥青含量的煤焦油料流。使得具有减少沥青含量的煤焦油料流与颗粒阱接触以从煤进料去除颗粒污染物，从而形成已脱颗粒的煤焦油料流。此方法还包括使得已脱颗粒的煤焦油料流与脱金属催化剂接触以除去有机键接的金属，从而形成已脱金属的煤焦油料流，并且使得已脱金属的煤焦油料流与一种或多种用于加氢脱硫、加氢脱氮和加氢脱氧的催化剂接触，从而制备经加氢处理的煤焦油料流。附图简述图1显示本专利技术加氢处理方法的一个实施方案。图2A显示图1所示方法的加氢脱硫/加氢脱氮/加氢脱氧区域的一个实施方案。图2B显示图1所示方法的加氢脱硫/加氢脱氮/加氢脱氧区域的另一个实施方案。专利技术详述图1显示加氢处理方法5的一个实施方案。可以将煤进料10送入热解区15、气化区20，或可以将煤进料10分成两部分并将它们送入所述两个区域。在热解区15中，煤10在不存在氧气的情况下被加热到高温，例如达到2000℃(3600°F)，从而驱除挥发性组分。焦化产生了焦炭25和煤焦油料流30。焦炭25可以用于其它工艺中，例如用于生产钢。如果需要的话，含有来自焦化工艺的挥发性组分的煤焦油料流30可以被送到污染去除区35。任选的用于从煤焦油料流或其它工艺料流除去一种或多种污染物的污染物去除区35可以位于此方法中的各种位置，这取决于具体污染物对产物或方法的影响以及除去污染物的原因，这将在下文描述。例如，污染物去除区可以位于分离区45的上游。已经确认一些污染物会干扰下游加工步骤或烃转化工艺，在这种情况下，污染物去除区35可以位于分离区45的上游，或者位于分离区45和具体下游加工步骤之间。确认其它污染物，它们应当被去除以满足具体产品规格。当希望从烃或工艺料流除去多种污染物时，各种污染物去除区可以位于此方法中的不同位置。在其它途径中，污染物去除区可以与在体系内的其它工艺重叠或整合，在这种情况下可以在另一部分工艺期间去除污染物，包括、但不限于分离区或下游烃转化区。这可以通过改进或不改进这些具体区域、反应器或工艺的情况完成。虽然污染物去除区通常位于烃转化反应器的下游，但是应当理解的是本文所述的污染物去除区可以位于分离区的上游，位于分离区和烃转化区之间，或位于烃转化区的下游，或者沿着在工艺料流内的其它料流，例如载液料流、燃料料流、氧源料流或在所述体系和方法中使用的任何料流。污染物的浓度是通过从煤焦油料流30除去至少一部分污染物而控制的。这里所用的术语“除去”可以表示实际的去除操作，例如通过吸附、吸收或膜分离，或可以表示将污染物转化成更可容忍的化合物，或这两者。将已脱除污染物的煤焦油进料40送到任选的分离区45，在这里将其分离成两个或更多个级分。煤焦油包含具有宽沸点范围的杂环芳族化合物及其衍生物的复杂混合物。级分的数目和在不同级分中的组分可以变化，这是本领域公知的。典型的分离方法涉及将煤焦油料流分离成4-6个料流。例如，可以有含NH3、CO和轻质烃的级分，具有0-180℃沸点的轻质油级分，具有180-230℃沸点的中间油级分，具有230-270℃沸点的重质油级分，具有270-350℃沸点的蒽油级分，以及沥青。轻质油级分含有化合物例如苯、甲苯、二甲苯、石脑油、苯并呋喃-茚、二环戊二烯、吡啶和甲基吡啶。中间油级分含有化合物例如酚、甲酚和甲苯基酸，二甲苯酚，萘，高沸点焦油酸，以及高沸点焦油碱。重质油级分含有苯吸收油和甲酚化物。蒽油级分含有蒽。沥青是煤焦油蒸馏的残余物，其主要含有芳烃和杂环化合物。如上所述，煤焦油进料40被分离成含有气体例如NH3和CO以及轻质烃例如乙烷的气体级分50，具有不同沸点范围的烃级分55、60和65，以及沥青级分70。合适的分离方法包括、但不限于分级，例如蒸馏，溶剂萃取，以及吸附。一种或多种级分50、55、60、65、70可以按照需要进一步加工。如本文所述，可以将级分60送到加氢处理器75。加氢处理是这样的方法，其中氢气与烃料流在合适催化剂的存在下接触，所述催化剂主要对于从烃进料除去杂原子例如硫、氮和金属方面具有活性。在加氢处理中，具有双键和三键的烃可以被饱和。芳族化合物也可以被饱和。典型的加氢处理反应条件包括温度为290℃(550°F)至455℃(850°F)，压力为3.4MPa(500psig)至26.7MPa(4000psig)，液体小时空速为0.1hr-1至5hr-1，以及氢气速率为168-1011Nm3/m3油(1,000-10,000scf/bbl)。典型的加氢处理催化剂包含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能加氢处理器(75)，其包括：颗粒去除区(80)，其包含颗粒阱，用于从煤焦油料流(30)除去颗粒污染物；脱金属区(90)，其包含脱金属催化剂，用于从已脱颗粒的料流(85)除去有机键接的金属，脱金属区位于颗粒去除区(80)之后；和加氢脱硫、加氢脱氮和加氢脱氧区域(110)，其包含至少一种加氢脱硫、加氢脱氮和加氢脱氧催化剂，用于提供经加氢处理的煤焦油料流，其中加氢脱硫、加氢脱氮和加氢脱氧区域位于脱金属区(90)之后。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.19 US 61/906,0831.一种多功能加氢处理器(75)，其包括：
颗粒去除区(80)，其包含颗粒阱，用于从煤焦油料流(30)除去颗粒污染
物；
脱金属区(90)，其包含脱金属催化剂，用于从已脱颗粒的料流(85)除去
有机键接的金属，脱金属区位于颗粒去除区(80)之后；和
加氢脱硫、加氢脱氮和加氢脱氧区域(110)，其包含至少一种加氢脱硫、
加氢脱氮和加氢脱氧催化剂，用于提供经加氢处理的煤焦油料流，其中加
氢脱硫、加氢脱氮和加氢脱氧区域位于脱金属区(90)之后。
2.权利要求1的多功能加氢处理器，其中所述加氢脱硫、加氢脱氮和
加氢脱氧区域(110)包含:
含有第一加氢脱硫、加氢脱氮和加氢脱氧催化剂的第一区域(200)；和
含有第二加氢脱硫、加氢脱氮和加氢脱氧催化剂的第二区域(215)。
3.权利要求2的多功能加氢处理器，其中所述第一催化剂和第二催化
剂各自包括镍-钼催化剂、钴-钼催化剂、镍-钨催化剂和镍-钴-钼催化剂中
的一种或多种。
4.权利要求3的多功能加氢处理器，其中所述第一催化剂和所述第二
催化剂是不同的。
5.权利要求2的多功能加氢处理器，其中所述第一催化剂是大孔催化
剂，所述第二催化剂是小孔催化剂。
6.权利要求1-5中任一项的多功能加氢处理器，其中所述加氢脱硫、
加氢脱氮和加氢脱氧区域(...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·P·塔卡尔，P·T·巴杰，M·L·布里克，J·Q·陈，P·K·库格林，S·J·弗雷，J·A·约翰逊，J·A·科贾尔，M·利普曼，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：美国;US