一种煤焦油加氢转化方法及催化剂技术

本发明专利技术名称为：一种煤焦油加氢转化方法及催化剂，涉及一种烃加氢转化方法及其催化剂。在反应部分，煤焦油与氢气转化为反应流出物；在冷高压分离部分，注水后反应流出物冷却并分离为冷高分气、冷高分油、冷高分水；至少一部分冷高分气返回反应部分；冷高分油分离为轻产品和重馏分产品。本方法使用的脱氮催化剂含有１５．０～２０．０％的ⅥＢ族金属氧化物和／或１．０～４．０％Ⅷ族金属氧化物。本发明专利技术适用于煤焦油加氢转化生产优质燃料油的过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种烃加氢转化方法及其催化剂，特别地讲本专利技术涉及一种高氮含量烃的加氢转化方法及其催化剂；更特别地讲本专利技术涉及一种煤焦油加氢转化方法及其催化剂。
技术介绍
所述煤焦油指的是煤炼焦、煤造煤气过程的付产物，通常由沸点低于370℃(一般为50～370℃)的轻馏分和沸点高于370℃(一般为370～550℃)的重馏分组成。已知的工业化煤焦油加氢转化工艺，均采用常规石油炼制加氢精制催化剂、以煤焦油轻馏分为原料，进行加氢脱硫、加氢脱氮、加氢饱和，解决油品安定性，生产优质燃料油(汽油、柴油)或其调和组分。由于煤焦油重馏分氮含量高、饱和烃含量低、残碳含量高、焦质和沥青质含量高、易缩合，采用已知的常规石油炼制加氢催化剂对煤焦油重馏分进行加氢转化时，催化剂结焦速度过快，操作周期太短(一般不超过20天)无法用于工业化，工业化煤焦油重馏分加氢转化方法未见报道。在中国，随着国民经济的快速发展，中国的煤炼焦、煤造煤气工业装置得到了集约化快速发展，其付产物煤焦油数量也得到了集约化快速增长，仅山西省煤焦油数量已达到了约300万吨/年，其中多数为高温炉煤焦油，其中煤焦油重馏分含量约为40～70％，目前其主要加工工艺是生产轻产品(通常为轻油、洗油、萘、苯酚、蒽油等，总收率约40％)和煤焦油沥青(通常收率约60％)，该工艺流程复杂、投资额高、产品附加值低、二次污染严重。因此，提供一种煤焦油重馏分或全馏分煤焦油加氢转化具有明显的巨大经济意义和环保意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种煤焦油加氢转化工艺及其催化剂。本专利技术的目的还在于提出一种高氮含量烃的加氢转化工艺及其催化剂。本专利技术所述煤焦油加氢工艺，其特征在于包含以下步骤①在反应部分，在催化剂存在条件下，所述煤焦油与氢气在温度为260～480℃、压力为5.0～25.0Mpa、催化剂体积空速为0.1～3.0hr-1、氢气/原料油体积比为400∶1～4000∶1的条件下，完成加氢反应，生成一个由氢气、硫化氢、氨、常规气体烃、常规液体烃组成的反应流出物；②在注水部分，所述反应流出物与洗涤水混合形成注水后反应流出物；③在冷高压分离部分，所述注水后反应流出物冷却并分离为一个主要由氢气组成的冷高分气气体，一个主要由常规气体烃、常规液体烃和溶解氢组成的冷高分油液体，一个主要由水组成的并溶解有硫化氢、氨的冷高分水液体；④至少一部分所述冷高分气体返回反应部分形成循环氢气；⑤新氢进入反应部分；⑥在生成油分离部分，所述冷高分油分离为轻产品和重馏分产品。如上所述煤焦油加氢工艺，其特征进一步在于反应部分的操作条件为所述煤焦油的重馏分含量宜大于25％、最好大于40％；操作条件宜为使用含钾的催化剂，温度为300～440℃、压力为6.0～20.0Mpa、催化剂体积空速为0.1～1.0hr-1、氢气/原料油体积比为600∶1～3000∶1；煤焦油重馏分转化率大于20％。如上所述煤焦油加氢工艺，其特征进一步在于反应部分的操作条件最好为使用的催化剂钾含量为1～4％，温度为320～410℃、压力为8.0～18.0MPa、催化剂体积空速为0.15～0.6hr-1、氢气/原料油体积比为800∶1～2000∶1；煤焦油重馏分转化率大于50％。；具体实施方式以下详细描述本专利技术。本专利技术所述的常规沸点指的是物质在一个大气压力下的汽液平衡温度。本专利技术所述的常规气体烃指的是常规条件下呈气态的烃类，包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷。本专利技术所述的常规液体烃指的是常规条件下呈液态的烃类，包括戊烷及其沸点更高的烃类。本专利技术所述的比重指的是常压、15.6℃条件下液体密度与常压、15.6℃条件下水密度的比值。本专利技术所述的轻馏分指的是常规沸点低于370℃的烃类。本专利技术所述的重馏分指的是常规沸点高于370℃的烃类。本专利技术所述的杂质组分指的是原料中非烃组分的加氢转化物如硫化氢、氨、水、氯化氢等。本专利技术所述的组分的组成或浓度或含量或收率值，除非特别说明，均为重量浓度值。本专利技术所述的煤焦油重馏分转化率指的是煤焦油加氢转化过程煤焦油重馏分转化量与原料中焦油重馏分总量之比。常规意义上煤焦油指的是煤炼焦、煤造煤气过程产生的烃类或其馏分段或其混合物，通常由常规沸点低于370℃(一般为50～370℃)的轻馏分和/或常规沸点高于370℃(一般为370～550℃)的重馏分组成，通常其金属含量为10～50PPm、硫含量为0.2～0.7％、氮含量为0.6～2.0％、比重为0.95～1.3。比重值过大(比如比重大于1.5)的煤焦油，不适合作煤焦油加氢转化过程的原料。本专利技术所述的煤焦油指的是含有重馏分的煤焦油，其重馏分含量通常大于10％、最好大于25％。本专利技术所述的煤焦油加氢转化过程一词，指的是在氢气和合适的催化剂存在条件下，煤焦油发生的耗氢的反应过程，其最低的反应深度应具备最低限度的工业意义，应根据原料煤焦油性质和产品用途确定通常该过程将原料煤焦油的氮含量降低至少1000PPm，进一步地讲，该过程原料煤焦油重馏分转化率(裂解率)一般大于5％，宜大于25％，最好大于40％。所述的反应部分，指的是完成煤焦油加氢转化过程的反应步骤，因煤焦油原料性质(硫含量、氮含量、饱和烃含量、比重、重馏分含量)的不同和加氢转化深度(加氢脱金属、加氢脱硫、加氢脱氮、加氢饱和、不同程度的加氢裂化)的不同，其操作条件的变化范围很宽，应根据具体的煤焦油加氢转化过程条件确定。通常，在所述的反应部分，在催化剂存在条件下，所述重馏分含量大于10％的煤焦油与氢气在温度为260～480℃、压力为5.0～25.0MPa、催化剂体积空速为0.1～3.0hr-1、氢气/原料油体积比为400∶1～4000∶1的条件下，在催化剂表面上进行接触，完成加氢反应，生成一个由氢气、硫化氢、氨、常规气体烃、常规液体烃组成的反应流出物；如上所述的反应部分，其适宜的操作条件为所述煤焦油的重馏分含量大于25％、最好大于40％；使用含钾的催化剂进行脱氮反应；反应条件温度为300～440℃、压力为6.0～20.0Mpa、催化剂体积空速为0.1～1.0hr-1、氢气/原料油体积比为600∶1～3000∶1；煤焦油重馏分转化率大于20％。如上所述的反应部分，其最佳的操作条件为反应条件温度为320～410℃、压力为8.0～18.0Mpa、催化剂体积空速为0.15～0.6hr-1、氢气/原料油体积比为800∶1～2000∶1；煤焦油重馏分转化率大于50％。连续运行周期一般不低于3～6个月。如上所述的反应部分，使用的脱氮催化剂的特征是以改性的γ一氧化铝或δ一氧化铝为载体；催化剂含有15.0～20.0％的VIB族金属氧化物和/或1.0～4.0％VIII族金属氧化物；催化剂的堆密度约为0.60g/ml～0.80g/ml。特别地，使用的加氢脱氮催化剂钾氧化物含量为1～4％。常规石油炼制加氢催化如上所述的反应部分，根据需要可以将任一种补充硫加入反应部分，以保证反应部分必须的最低硫化氢浓度，保证催化剂必须的硫化氢分压不低于最低的必须值，比如500PPm或1000PPm。所述的补充硫可以是含硫化氢或可以转化为硫化氢的对煤焦油加氢转化过程无不良作用的物料，比如含硫化氢的气体或油品，或与高温氢气接触后转化为硫化氢的二硫化碳或二甲基二硫等。所述的注水部分指的是反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤焦油加氢转化方法及催化剂，其特征在于：包含下述步骤：①在反应部分，在催化剂存在条件下，所述煤焦油与氢气在温度为２６０～４８０℃、压力为５．０～２５．０ＭＰａ、催化剂体积空速为０．１～３．０ｈｒ↑［－１］、氢气／原料油体积比为４００∶１～４０００∶１的条件下，完成加氢反应，生成一个由氢气、硫化氢、氨、常规气体烃、常规液体烃组成的反应流出物；②在注水部分，所述反应流出物与洗涤水混合形成注水后反应流出物；③在冷高压分离部分，所述注水后反应流出物冷却并分离为：一 个主要由氢气组成的冷高分气气体，一个主要由常规气体烃、常规液体烃和溶解氢组成的冷高分油液体，一个主要由水组成的并溶解有硫化氢、氨的冷高分水液体；④至少一部分所述冷高分气返回反应部分形成循环氢气；⑤新氢进入反应部分；⑥ 在生成油分离部分，所述冷高分油分离为轻产品和重馏分产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张宪，
申请(专利权)人：张宪，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]