一种煤焦油最大化生产轻质燃料的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及煤焦油最大化生产轻质燃料的系统及方法。本发明专利技术的系统包括原料预处理单元、轻质馏分处理单元、重质馏分处理单元：原料预处理单元依次包括混合装置、悬浮床加氢裂化装置、分离装置(4)、分馏装置(6)；轻质馏分处理单元依次包括固定床加氢精制装置、固定床加氢裂化装置；重质馏分处理单元依次包括提升管反应器、分馏装置(8)；其中，分馏装置(6)分别与固定床加氢精制装置、提升管反应器连接；分馏装置(8)分别与固定床加氢精制装置、混合装置连接。本发明专利技术可提高轻质燃料收率，达到最大化生产轻质燃料油的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤化工领域，尤其涉及一种煤焦油最大化生产轻质燃料的系统及方法。
技术介绍
随着经济的飞速发展，我国对燃料油的需求日益增大。由于大部分燃料油仍需从石油资源中获取，我国的原油需求量和对外依存度也在逐年增加。截至2014年，我国原油的对外依存度已达到59.6％。因此，面对石油资源短缺的问题以及我国富煤少油的能源格局，从煤资源中获取清洁燃料具有重要的现实意义。煤焦油是煤干馏的副产物，根据干馏温度，可将煤焦油分为高温煤焦油、中温煤焦油和中低温煤焦油等。与高温煤焦油相比，中低温煤焦油芳烃含量相对较低，饱和烃含量相对较高，更接近石油的组成。因此，中低温煤焦油更适合通过加氢处理技术，来生产清洁燃料油品。由于中低温煤焦油中含有大量的煤粉、热解碳等固体杂质，且胶质、沥青质含量较高。因此，采用传统的固定床加氢工艺加工煤焦油，存在易生焦、运行周期较短的问题。故国内开发了煤焦油轻组分加氢或延迟焦化和固定床加氢结合的工艺，但煤焦油的利用率不高。并且，采用加氢精制工艺虽能脱除煤焦油中的N、S、O等杂质，但其轻质化程度较低，所得的轻质燃料油产品收率较低，经济性不高。因此，采用悬浮床/浆态床/浆态床与固定床结合、加氢精制与加氢裂化结合的组合工艺，将最大化提高煤焦油利用率，生产轻质燃料油，提高煤焦油加工的经济性。现有技术公开了一种煤焦油悬浮床催化加氢的方法。该方法将煤焦油通过常压蒸馏分离为酚油馏分、柴油馏分和重油馏分。酚油馏分脱酚后得到脱酚油，重油馏分进行悬浮床加氢裂化，对加氢裂化产物进行固液分离后，蒸馏得到液体产物，将塔底尾油作为循环油与重油馏分混合，轻质产物以及脱酚油、原料中的柴油馏分混合后进入提质单元。但是，塔底尾油直接循环回悬浮床反应器，未进一步加工，反应深度较低，利用率低，且该方法流程较复杂。现有技术二公开了一种处理煤焦油全馏分以生产燃料油的方法。该方法将煤焦油重馏分与催化剂和硫化剂混合均匀，硫化后进入浆态床反应器进行加氢裂化反应，产物分馏后得到石脑油、柴油和加氢尾油，部分加氢尾油作为循环油回到浆态床反应器，其余加氢尾油脱除固体颗粒后与煤焦油轻馏分进入固定床反应器，产物分馏得到石脑油、柴油和加氢尾油。但是，煤焦油全馏分轻质化效果较差，煤焦油利用率较低，且工艺流程复杂。现有技术三公开了一种煤焦油生产柴油的方法。该方法将煤焦油全馏分分离为富沥青质相和贫沥青质相，富沥青质相经浆态床加氢反应后与贫沥青质相混合进入固定床反应器，加氢产物切割后得到柴油产品，其中一部分加氢柴油作为循环油与煤焦油原料混合。但是，柴油循环量较大，柴油产品产出量较少，产品轻质化程度低。
技术实现思路
本专利技术的目的主要在于解决煤焦油利用率较低的问题，提供一种悬浮床加氢裂化、固定床加氢精制与加氢裂化联合加工的方法，有效转化煤焦油全馏分，最大化产出石脑油和柴油等轻质馏分，提高煤焦油的利用率。本专利技术提出了一种煤焦油最大化生产轻质燃料的系统，所述系统包括原料预处理单元、轻质馏分处理单元、重质馏分处理单元；所述原料预处理单元依次包括混合装置、悬浮床加氢裂化装置、分离装置(4)、分馏装置(6)，所述混合装置具有煤焦油入口、催化剂入口、硫化剂入口，所述分馏装置(6)具有轻质馏分-1出口、重质馏分-1出口；所述轻质馏分处理单元依次包括固定床加氢精制装置、固定床加氢裂化装置，所述固定床加氢精制装置具有轻质馏分-1入口、轻质馏分-2入口，所述轻质馏分-1入口与所述分馏装置(6)的轻质馏分-1出口连接；所述重质馏分处理单元依次包括提升管反应器、分馏装置(8)，所述提升管反应器具有重质馏分-1入口，所述重质馏分-1入口与所述分馏装置(6)的重质馏分-1出口连接；所述分馏装置(8)具有轻质馏分-2出口、重质馏分-2出口，所述轻质馏分-2出口与所述固定床加氢精制装置的轻质馏分-2入口连接。进一步的，所述混合装置还具有重质馏分-2入口，所述重质馏分-2入口与所述分馏装置(8)的重质馏分-2出口连接。本专利技术还提出了一种利用上述系统进行煤焦油最大化生产轻质燃料的方法，包括如下步骤：步骤A，将煤焦油、催化剂、硫化剂混合后得到油浆，将所述油浆送入悬浮床进行加氢裂化反应，反应产物进行分离，得到固体杂质和生成油；步骤B，将所述生成油进行分馏，分馏温度T1以上得到重质馏分-1，分馏温度T1以下得到轻质馏分-1；步骤C，将所述轻质馏分-1送入固定床分别进行加氢精制反应和加氢裂化反应，得到石脑油和柴油；步骤D，将所述重质馏分-1送入提升管反应器进行催化裂化反应，反应产物经分离得到液相，所述液相进行分馏，分馏温度T2以上得到重质馏分-2，分馏温度T2以下得到轻质馏分-2，所述轻质馏分-2经由所述轻质馏分-2入口送入所述固定床加氢精制装置中进行加氢精制反应。上述煤焦油最大化生产轻质燃料的方法中，进一步包括步骤：将所述重质馏分-2经由所述重质馏分-2入口送入所述混合装置中，与所述煤焦油进行混合。上述煤焦油最大化生产轻质燃料的方法中，所述T1和T2均为350～370℃。上述煤焦油最大化生产轻质燃料的方法中，所述步骤A中的催化剂采用粒径为100～300μm的具有较低加氢活性的催化剂。上述煤焦油最大化生产轻质燃料的方法中，所述步骤A中的催化剂为铁系微球状催化剂；所述步骤A中的加氢裂化反应的反应温度为400～440℃，氢气分压为10～16MPa。上述煤焦油最大化生产轻质燃料的方法中，所述步骤C中的加氢精制反应采用的加氢精制催化剂的组成为：1wt％～5wt％氧化镍、8wt％～15wt％氧化钼、0.5wt％～3wt％氧化磷、77wt％～90.5wt％γ-Al2O3；所述加氢精制反应的反应温度为330～350℃，氢气分压为6～10MPa。上述煤焦油最大化生产轻质燃料的方法中，所述步骤C中的加氢裂化反应采用的加氢裂化催化剂的组成为：1wt％～5wt％氧化镍、8wt％～15wt％氧化钼、0.5wt％～5wt％氧化磷、75wt％～90.5wt％载体；所述载体为Y型分子筛和γ-Al2O3的混合物，其中，所述Y型分子筛占所述载体的百分比为25wt％～45wt％。上述煤焦油最大化生产轻质燃料的方法中，所述步骤C中加氢裂化反应的反应温度为370～410℃，氢气分压为6～10MPa。本专利技术可转化煤焦油重质组分中易生焦的胶质和沥青质，有利于重质组分进行反应，并减少其中的积炭，延长运行周期。预处理后的煤焦油粘度较低，有利于脱除机械杂质，先将煤焦油进行预处理再脱除机械杂质的方法可在增加轻质燃料收率的同时，降低对煤焦油含尘量的要求。本专利技术中重质馏分进行催化裂化反应，可大幅促进煤焦油的轻质化。同时，重质馏分-2循环，与煤焦油混合后进入悬浮床加氢裂化装置，有利于重质馏分-2的进一步反应，同时得到稀释，降低悬浮床加氢裂化装置的进料粘度，提高反应物的传质，降低焦炭的生成。并且，本专利技术采用加氢性能较低裂化性能较高的加氢裂化催化剂，可有效利用煤焦油中芳烃较多的特点，将多环芳烃部分饱和，裂化生成单环芳烃，提高石脑油油馏分和柴油馏分的质量，提高轻质燃料收率，达到最大化生产轻质燃料油的目的。附图说明图1为本专利技术中煤焦油最大化生产轻质燃料的系统示意图。图2为本专利技术中煤焦油最大化生产轻质燃料的方法流程示意图。附图中的附图标记如下：1、原料预处理装置；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤焦油最大化生产轻质燃料的系统，其特征在于，所述系统包括原料预处理单元、轻质馏分处理单元、重质馏分处理单元；所述原料预处理单元依次包括混合装置、悬浮床加氢裂化装置、分离装置(4)、分馏装置(6)，所述混合装置具有煤焦油入口、催化剂入口、硫化剂入口，所述分馏装置(6)具有轻质馏分‑1出口、重质馏分‑1出口；所述轻质馏分处理单元依次包括固定床加氢精制装置、固定床加氢裂化装置，所述固定床加氢精制装置具有轻质馏分‑1入口、轻质馏分‑2入口，所述轻质馏分‑1入口与所述分馏装置(6)的轻质馏分‑1出口连接；所述重质馏分处理单元依次包括提升管反应器、分馏装置(8)，所述提升管反应器具有重质馏分‑1入口，所述重质馏分‑1入口与所述分馏装置(6)的重质馏分‑1出口连接；所述分馏装置(8)具有轻质馏分‑2出口、重质馏分‑2出口，所述轻质馏分‑2出口与所述固定床加氢精制装置的轻质馏分‑2入口连接。

【技术特征摘要】
1.一种煤焦油最大化生产轻质燃料的系统，其特征在于，所述系统包括原料预处理单元、轻质馏分处理单元、重质馏分处理单元；所述原料预处理单元依次包括混合装置、悬浮床加氢裂化装置、分离装置(4)、分馏装置(6)，所述混合装置具有煤焦油入口、催化剂入口、硫化剂入口，所述分馏装置(6)具有轻质馏分-1出口、重质馏分-1出口；所述轻质馏分处理单元依次包括固定床加氢精制装置、固定床加氢裂化装置，所述固定床加氢精制装置具有轻质馏分-1入口、轻质馏分-2入口，所述轻质馏分-1入口与所述分馏装置(6)的轻质馏分-1出口连接；所述重质馏分处理单元依次包括提升管反应器、分馏装置(8)，所述提升管反应器具有重质馏分-1入口，所述重质馏分-1入口与所述分馏装置(6)的重质馏分-1出口连接；所述分馏装置(8)具有轻质馏分-2出口、重质馏分-2出口，所述轻质馏分-2出口与所述固定床加氢精制装置的轻质馏分-2入口连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合装置还具有重质馏分-2入口，所述重质馏分-2入口与所述分馏装置(8)的重质馏分-2出口连接。3.一种利用权利要求1-2之一所述的系统进行煤焦油最大化生产轻质燃料的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A，将煤焦油、催化剂、硫化剂混合后得到油浆，将所述油浆送入悬浮床进行加氢裂化反应，反应产物进行分离，得到固体杂质和生成油；步骤B，将所述生成油进行分馏，分馏温度T1以上得到重质馏分-1，分馏温度T1以下得到轻质馏分-1；步骤C，将所述轻质馏分-1送入固定床分别进行加氢精制反应和加氢裂化反应，得到石脑油和柴油；步骤D，将所述重质馏分-1送入提升管反应器进行催化裂化反应，反应产物经分离得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：许梅梅，朱元宝，闫琛洋，杜少春，史雪君，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11