一种用短循环供氢溶剂油的油煤共炼方法技术

一种用短循环供氢溶剂油的油煤共炼方法，非煤衍生油配煤浆后压入油煤共炼加氢反应过程R10所得产物R10P的热高分气R10P‑HS‑V中的烃油经过在线溶剂油加氢改性反应过程R30转化为包含R30P分离为包含气相R30P‑V和油相R30P‑L的产物R30P，至少一部分包含油相R30P‑L的物流进入R10用作短流程循环供氢剂SR‑LBDS，低成本制造出“富活性氢”反应条件；将R10P‑HS‑V的温高分油R10P‑MS‑L加压后进入前置R30所得产物以自压方式进入R10，流程更加简练；R10可用高浓度油煤浆、预加氢段、级间气液分离过程、分批分类注入供氢溶剂、产物使用氢气气提式热高分。 1

An oil coal co refining method using short circulating hydrogen supply solvent oil

An oil coal blending method using short cycle hydrogen solvent oil, non coal derived oil blending slurry pressed into oil coal and the process of CO hydrogenation of coal with R10, the product of R10P in hot gas R10P HS V is converted into R30P separation to include R30P, including gas phase R30P V and L L of oil phase R30P. Substance R30P, at least part of the logistics of the oil phase R30P L entered R10 as the short flow circulating hydrogen donor SR LBDS, and produced the \rich active hydrogen\ reaction condition at low cost; the temperature and high oil R10P MS L of the R10P HS V R10P MS L was pressurized into the front, and the process was more concise. The oil and coal slurry, the pre hydrogenation stage, the interstage gas liquid separation process, the batch classification and the injection of hydrogen supply solvent, and the product using hydrogen gas lift hot high score. One

【技术实现步骤摘要】
一种用短循环供氢溶剂油的油煤共炼方法
本专利技术涉及一种用短循环供氢溶剂油的油煤共炼方法，非煤衍生油配煤浆后压入油煤共炼加氢反应过程R10所得产物R10P的热高分气R10P-HS-V中的烃油经过在线溶剂油加氢改性反应过程R30转化为包含R30P分离为包含气相R30P-V和油相R30P-L的产物R30P，至少一部分包含油相R30P-L的物流进入R10用作短流程循环供氢剂SR-LBDS，低成本制造出“富活性氢”反应条件；将R10P-HS-V的温高分油R10P-MS-L加压后进入前置R30所得产物以自压方式进入R10，流程更加简练；R10可用高浓度油煤浆、预加氢段、级间气液分离过程、分批分类注入供氢溶剂、产物使用氢气气提式热高分。
技术介绍
油煤共炼，指的是同时对煤和非煤衍生油进行共加工。本文所述供氢烃，指的是在煤加氢直接制油反应过程中具有供氢功能的烃组分，供氢烃包括部分饱和的双环芳烃、部分饱和的多环芳烃，是煤加氢直接液化过程使用的供氢溶剂油的理想组分。供氢烃中，二氢体的供氢速度均大于四氢体，三环芳烃的二氢体和双环芳烃的二氢体相比，其供氢速度有高有低；试验已经证明，多环芳烃虽然无供氢能力，但有传递氢的能力。在400℃时，下列组分的相对供氢速度如下：供氢溶剂油，指的是富含供氢烃的烃油。关于现有的油煤共炼方法，记载这类数据的一个文献见文献A01：①出版物名称：《现代煤化工技术手册》，1060页至1063页；②检索用图书编码：ISBN编码：978-7-122-09636-4，中国版本图书馆CIP数据核字(2010)第197010号；③编著：贺永德主编；④出版社：化学工业出版社。油煤共炼过程所使用的原料油AF，通常是低价值的高沸点物质，如来自石油加工业的沥青、超重原油或石油残渣或焦油液体烃。油煤共炼过程，原料油AF用来配制煤浆和用作煤的输送介质，但是没有供氢溶剂油回路，基本工艺可以是单段或两段。在油煤共炼过程，大部分液体产品从油中衍生而不是从煤制得，当然少部分液体产品从从煤制得。油煤共炼过程，总目标是在煤液化的同时将石油衍生物提质，减少单位产品的投资和操作费用。但是，非煤衍生溶剂对煤的溶解性能较差，供氢能力液很低，因此，没转化为液体产品的传化率相对较低。事实上，油煤共炼工艺的研究历史已超过45年，但是至今仍无商业化装置建设和投产。现有的油煤共炼加氢反应方法，为了实现低投资和低操作费用的目标，以不使用循环供氢溶剂为前提条件；而在油煤共炼加氢反应过程，煤液化产生的自由基的稳定需要大量活性氢，原料油热裂化产生的自由基的稳定需要大量活性氢，脱出杂元素如氧、硫、氮的加氢解离反应需要大量活性氢，活性氢的大量需求，与油煤共炼加氢反应过程无法提供大量活性的固有特点之间构成无法平衡的本质矛盾，缺乏活性氢的反应条件下大分子烃高温热缩合反应大量发生产生大量热缩合物如焦炭，因此，油煤共炼加氢反应过程，要么转化率极低，而提高转化率则大量结焦反应过程无法长时间连续运行。从以上分析可以看出，现有的油煤共炼加氢反应方法的根本缺陷在于无法提供反应需要的大量活性氢，二通过使用能够有效释放活性氢的供氢溶剂油，可以显著改善现有的油煤共炼加氢反应方法，但是，如果采用类似于现有的煤加氢直接制油过程使用的大循环供氢溶剂油回路，将供氢溶剂油用来配制煤浆和用作煤的输送介质，则会导致油煤共炼整体过程的单位产品的投资和操作费用大幅度上升，失去经济竞争力。事实上，油煤共炼过程，原料油AF用来配制煤浆和用作煤的输送介质，因此并不需要供氢溶剂油承担配制煤浆和用作煤的输送介质的任务，仅只需要承担“输送数量充分的活性氢”的职能，基于该分析，本专利技术期望提出一种向油煤共炼加氢反应过程输送供氢溶剂油的低成本方法以制造出“富活性氢”反应条件，由于制循环供氢溶剂的循环溶剂油加氢稳定反应过程和含供氢烃物流的循环输步骤是必须步骤，因此，本专利技术的目标是如何构建最简练的循环流程。而能供借鉴的供氢溶剂油输送方法，主要来自于煤加氢直接液化过程的供氢溶剂油输送方法。煤加氢直接液化过程，指的是同时对煤和煤衍生油制取的供氢溶剂油进行的煤加氢液化过程。以下描述煤加氢直接液化过程使用的供氢溶剂油及其输送方法。在煤加氢直接液化反应过程中，供氢溶剂本质上是一种煤液化正反应的最主要的前台催化剂，他快速提供了煤液化过程的大部分活性氢，它直接决定着热解自由基碎片的快速加氢稳定的速度，因而抑制着热缩合反应；在煤加氢直接液化反应过程中，固体催化剂如黄铁矿、硫化钼等本质上是一种煤液化负反应的阻滞剂，固体催化剂颗粒吸附粘度大的胶质、沥青质分子MK，并使MK与固体催化剂表面的活性氢接触，从而抑制其热缩；在煤加氢直接液化反应过程中，固体催化剂如黄铁矿、硫化钼等本质上同时还是一种供氢剂脱氢物SH-Z的复原催化剂，固体催化剂颗粒吸附SH-Z，并使SH-Z与固体催化剂表面的活性氢接触，从而加氢复原为具备供氢能力的供氢烃，它直接决定着供氢剂脱氢物SH-Z的复原速度；在煤加氢直接液化反应过程中，固体催化剂如黄铁矿等本质上同时还是一种目标加氢裂化反应如沥青烯、前沥青烯的加氢裂化的弱作用催化剂。因此，在煤加氢直接液化反应过程中，从一定意义上讲，固体催化剂如黄铁矿、硫化钼等更像是一种后台运作的催化剂，对煤液化目标产物馏分油起着一种支援性和促进性作用。在煤加氢制油反应过程KR10中，由于供氢溶剂DS的作用非常重要，因此，溶剂油加氢稳定反应过程的操作条件和效果自然极其重要。关于现有的煤加氢直接液化工艺及供氢溶剂循环方法，记载这类数据的一个文献见文献A01：①出版物名称：《煤炭直接液化工艺与工程》，130页至365页；②检索用图书编码：ISBN编码：9-78703-04308-23；③编著：吴秀章、舒歌平、李克健、谢舜敏；④出版社：科学出版社。现有的煤加氢直接液化工艺的在线溶剂油加氢改性反应过程与煤加氢制油反应过程KR10的流程关系，分为离线式即独立高压系统的溶剂油加氢稳定方法和后置在线式即通过二次利用KR10产物KR10P的热高分气的高压系统进行溶剂油加氢稳定降低投资和能耗；离线式加氢稳定方法产品质量好、但是投资大，无法被本专利技术所采用；而后置在线式加氢稳定方法投资节省、但是存在着将KR10产物中的H2O、NH3、H2S、CO、CO2、HCL引入加氢稳定反应过程从而恶化供氢溶剂加氢稳定反应过程的催化剂操作效能(导致催化剂寿命短、供氢溶剂质量不稳定)的重大缺陷，也无法被本专利技术所采用。现有的煤加氢直接液化工艺的溶剂油加氢稳定反应产物所得供氢溶剂的循环方法，均是分离加氢稳定反应产物得到低压的供氢溶剂，然后在低压条件下作为煤浆配制溶剂使用，这种大循环流程，流程复杂、步骤多、投资高、能耗大、停留时间长、供氢溶剂性质易于变化(主要是部分脱氢损失有效供氢能力)，如果实现“数量充分的供氢溶剂”则成本巨大。事实上，随着高浓度油煤浆配制、输送技术的长期工业化成功运转，部分供氢溶剂完全可以在高压和较高温度条件下直接进入煤加氢直接制油反应过程KR10而不必经过降压、分离、配煤浆、煤浆加压输送、煤浆高压预热等步骤，形成部分供氢溶剂的短流程循环，低成本制造出“富活性氢”反应条件。按照上述概念，可以出现以热高分气KR10P-HS-V中烃油为前身物的短循环溶剂油加氢改性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用短循环供氢溶剂油的油煤共炼方法，其特征在于包含以下步骤：

【技术特征摘要】
1.一种用短循环供氢溶剂油的油煤共炼方法，其特征在于包含以下步骤：(1)在油煤浆配制过程M10，非煤衍生油的原料油SHVGO、煤粉SF配成油煤浆R10F；(2)在油煤共炼加氢反应过程R10，在来自步骤(4)的短流程循环溶剂油SR-DS、氢气、可能使用的油煤共炼加氢催化剂存在条件下，油煤浆R10F转化为煤共炼加氢产物R10P；在油煤共炼加氢反应过程R10，油煤浆R10F中的煤粉发生煤的溶胀、热解、加氢裂化、加氢稳定等煤液化反应，油煤浆R10F中的原料油SHVGO发生热裂化、加氢稳定等轻质化反应，短流程循环溶剂油SR-DS至少有给热解自由基释放活性氢的作用；(3)在热高压分离过程R10P-HS，煤共炼加氢产物R10P分离为热高分气R10P-HS-V和热高分油R10P-HS-L；(4)在短流程循环溶剂油加氢改性过程R30-UNIT，在短流程循环溶剂油加氢改性反应过程R30，在氢气、短流程循环溶剂油加氢催化剂存在条件下，包含热高分气R10P-HS-V中烃组分的供氢烃前身物R30F发生至少一部分芳烃加氢部分饱和反应转化为富含供氢烃的反应流出物R30P；包含来自反应流出物R30P中烃组分的高压物流用作短流程循环溶剂油SR-DS，进入油煤共炼加氢反应过程R10；包含来自热高分气R10P-HS-V中氢气的高压气体物流用作富氢气物流XH；(5)在后置处理系统R10P-HS-V-AUNIT，分离回收富氢气体XH得到富氢气体XHV和烃油XHL；至少一部分富氢气体XHV返回加氢反应过程循环使用。2.根据权利要求1所述的组合方法，其特征在于：(4)在短流程循环溶剂油加氢改性过程R30-UNIT，流程方式为后置在线式加氢改性方法，热高分气R10P-HS-V直接进入反应过程R30，设置短流程循环溶剂的加氢改性反应过程R30、R30产物R30P的热高压分离过程R30P-HS、输送泵A-PUMP，包含以下步骤：①在短流程供氢溶剂油加氢稳定反应过程R30，在氢气、短流程供氢溶剂油加氢稳定催化剂存在条件下，热高分气R10P-HS-V进入反应过程R30转为富含供氢烃的产物R30P，热高分气R10P-HS-V携带的烃组分发生至少一部分芳烃加氢部分饱和反应；②在热高压分离过程R30P-HS，产物R30P分离为热高分气R30P-HS-V和热高分油R30P-HS-L，至少一部分热高分气R30P-HS-V用作物流XH，至少一部分热高分油R30P-HS-L经输送泵A-PUMP加压后用作物流SR-DS进入油煤共炼加氢反应过程R10。3.根据权利要求1所述的组合方法，其特征在于：(4)在短流程循环溶剂油加氢改性过程R30-UNIT，流程方式为后置在线式加氢改性方法，热高分气R10P-HS-V在温高压分离过程R10P-HS-V-MS分离得到的温高分油R10P-HS-V-MS-L进入短流程供氢溶剂油加氢稳定反应过程R30，设置温高压分离过程R10P-HS-V-MS、制备短流程循环溶剂的加氢改性反应过程R30、R30产物R30P的热高压分离过程R30P-HS、输送泵A-PUMP，包含以下步骤：①在温高压分离过程R10P-HS-V-MS，热高分气R10P-HS-V分离为温高分气R10P-HS-V-MS-V和温高分油R10P-HS-V-MS-L；至少一部分热高分气R30P-HS-V用作物流XH；②在短流程供氢溶剂油加氢稳定反应过程R30，在氢气、短流程供氢溶剂油加氢稳定催化剂存在条件下，温高分油R10P-HS-V-MS-L进入反应过程R30转化为富含供氢烃的产物R30P，热高分气R10P-HS-V携带的烃组分发生至少一部分芳烃加氢部分饱和反应；③在热高压分离过程R30P-HS，产物R30P分离为热高分气R30P-HS-V和热高分油R30P-HS-L，至少一部分热高分气R30P-HS-V用作物流XH，至少一部分热高分油R30P-HS-L经输送泵A-PUMP加压后用作物流SR-DS进入油煤共炼加氢反应过程R10。4.根据权利要求1所述的组合方法，其特征在于：(4)在短流程循环溶剂油加氢改性过程R30-UNIT，流程方式为前置在线式加氢改性方法，设置温高压分离过程R10P-HS-V-MS、输送泵B-PUMP、制备短流程循环溶剂的加氢改性反应过程R30、R30产物R30P的热高压分离过程R30P-HS，包含以下步骤：①在温高压分离过程R10P-HS-V-MS，热高分气R10P-HS-V分离为温高分气R10P-HS-V-MS-V和温高分油R10P-HS-V-MS-L，至少一部分热高分气R30P-HS-V用作物流XH；②在加压过程B-PUMP，温高分油R10P-HS-V-MS-L经泵B-PUMP加压后作为增压物流R10P-HS-V-MS-L-P进入短流程供氢溶剂油加氢稳定反应过程R30；③在短流程供氢溶剂油加氢稳定反应过程R30，作为短流程供氢溶剂SR-DS的前身物R30F的增压物流R10P-HS-V-MS-L-P，在氢气、短流程供氢溶剂油加氢稳定催化剂存在条件下发生至少一部分芳烃加氢部分饱和反应，转化为富含供氢烃的产物R30P；④在热高压分离过程R30P-HS，产物R30P分离为热高分气R30P-HS-V和热高分油R30P-HS-L，至少一部分热高分油R30P-HS-L用作物流SR-DS进入油煤共炼加氢反应过程R10。5.根据权利要求1所述的组合方法，其特征在于：(4)在短流程循环溶剂油加氢改性过程R30-UNIT，流程方式为前置在线式加氢改性方法，设置温高压分离过程R10P-HS-V-MS、输送泵B-PUMP、制备短流程循环溶剂的加氢改性反应过程R30、R30产物R30P的热高压分离过程R30P-HS，包含以下步骤：①在温高压分离过程R10P-HS-V-MS，热高分气R10P-HS-V分离为温高分气R10P-HS-V-MS-V和温高分油R10P-HS-V-MS-L，至少一部分热高分气R30P-HS-V用作物流XH；②在加压过程B-PUMP，温高分油R10P-HS-V-MS-L经泵B-PUMP加压后作为增压物流R10P-HS-V-MS-L-P进入短流程供氢溶剂油加氢稳定反应过程R30；③在短流程供氢溶剂油加氢稳定反应过程R30，作为短流程供氢溶剂SR-DS的前身物R30F的增压物流R10P-HS-V-MS-L-P，在氢气、短流程供氢溶剂油加氢稳定催化剂存在条件下发生至少一部分芳烃加氢部分饱和反应，转化为富含供氢烃的产物R30P，至少一部分热高分油R30P-HS-L用作物流SR-DS进入油煤共炼加氢反应过程R10。6.根据权利要求2或3或4所述的组合方法，其特征在于：(4)在短流程循环溶剂油加氢改性过程R30-UNIT，在热高压分离过程R30P-HS，使用气提氢气R30P-HS-BV接触热高压分离过程R30P-HS存在的液体，以气提其中的低沸点组分，气提气进入热高分气R30P-HS-V中。7.根据权利要求2或3或4所述的组合方法，其特征在于：(4)在短流程循环溶剂油加氢改性过程R30-UNIT，在热高压分离过程R30P-HS，热高分油R30P-HS-L主要由常规沸点高于280℃的烃类组成。8.根据权利要求2或3或4所述的组合方法，其特征在于：(4)在短流程循环溶剂油加氢改性过程R30-UNIT，在热高压分离过程R30P-HS，热高分油R30P-HS-L主要由常规沸点高于230℃的烃类组成。9.根据权利要求2或3或4所述的组合方法，其特征在于：(4)在短流程循环溶剂油加氢改性过程R30-UNIT，热高压分离过程R30P-HS的操作温度为150～330℃。10.根据权利要求2或3或4所述的组合方法，其特征在于：(4)在短流程循环溶剂油加氢改性过程R30-UNIT，热高压分离过程R30P-HS的操作温度为180～280℃。11.根据权利要求2或3或4所述的组合方法，其特征在于：(4)在短流程循环溶剂油加氢改性过程R30-UNIT，热高压分离过程R30P-HS的操作温度为200～250℃。12.根据权利要求3或4或5所述的组合方法，其特征在于：(4)在短流程循环溶剂油加氢改性过程R30-UNIT，在温高压分离过程R10P-HS-V-MS，使用气提氢气R10P-HS-V-MS-BV接触温高压分离过程R10P-HS-V-MS存在的液体，以气提其中的低沸点组分，气提气最终可以进入温高分气R10P-HS-V-MS-V中。13.根据权利要求3或4或5所述的组合方法，其特征在于：(4)在短流程循环溶剂油加氢改性过程R30-UNIT，在温高压分离过程R10P-HS-V-MS，温高分油R10P-HS-V-MS-L主要由常规沸点高于250℃的烃类组成。14.根据权利要求3或4或5所述的组合方法，其特征在于：(4)在短流程循环溶剂油加氢改性过程R30-UNIT，在温高压分离过程R10P-HS-V-MS，温高分油R10P-HS-V-MS-L主要由常规沸点高于200℃的烃类组成。15.根据权利要求3或4或5所述的组合方法，其特征在于：(4)在短流程循环溶剂油加氢改性过程R30-UNIT，温高压分离过程R10P-HS-V-MS的操作温度为150～330℃。16.根据权利要求3或4或5所述的组合方法，其特征在于：(4)在短流程循环溶剂油加氢改性过程R30-UNIT，温高压分离过程R10P-HS-V-MS的操作温度为180～280℃。17.根据权利要求3或4或5所述的组合方法，其特征在于：(4)在短流程循环溶剂油加氢改性过程R30-UNIT，温高压分离过程R10P-HS-V-MS的操作温度为200～250℃。18.根据权利要求1所述的组合方法，其特征在于：(1)在油煤浆配制过程M10，煤浆R10F中煤粉质量浓度大于30％。19.根据权利要求1所述的组合方法，其特征在于：(1)在油煤浆配制过程M10，煤浆R10F中煤粉质量浓度大于40％。20.根据权利要求1所述的组合方法，其特征在于：(1)在油煤浆配制过程M10，煤浆R10F中煤粉质量浓度大于45％。21.根据权利要求1所述的组合方法，其特征在于：(2)在油煤共炼加氢反应过程R10，设置预加氢反应段R10-DD；在预加氢反应段R10-DD，油煤浆R10F发生预加氢反应转化为煤预加氢产物R10-DD-P，短流程供氢溶剂SR-DS起着提供活性氢的作用。22.根据权利要求1所述的组合方法，其特征在于：(2)在油煤共炼加氢反应过程R10，设置预加氢反应段R10-DD；在预加氢反应段R10-DD，油煤浆R10F发生预加氢反应转化为预加氢产物R10-DD-P，短流程循环溶剂油SR-DS起着主要的提供活性氢的作用。23.根据权利要求1所述的组合方法，其特征在于：(2)在油煤共炼加氢反应过程R10，设置预加氢反应段R10-DD；在预加氢反应段R10-DD，油煤浆R10F发生预加氢反应转化为预加氢产物R10-DD-P，短流程循环溶剂油SR-DS起着主要的提供活性氢的作用；预加氢反应段R10-DD的氢气标准状态体积与油煤浆的体积比低于300∶1。24.根据权利要求1所述的组合方法，其特征在于：(2)在油煤共炼加氢反应过程R10，设置至少1个中间产物气液分离步骤R10-MS，即设置至少2个串联操作的液流物料煤加氢制油反应区；至少一部分气液分离步骤R10-MS排出的含液相物料，进入下游的液流物料煤加氢制油反应区；至少一部分气液分离步骤R10-MS排出的含气相物料，不进入下游的液流物料煤加氢制油反应区。25.根据权利要求1所述的组合方法，其特征在于：(2)在油煤共炼加氢反应过程R10，以液流物料煤加氢制油反应进程为基准，分批注入供氢溶剂，即至少使用2个供氢烃物流加入点，第一供氢烃物流加入点为油煤共炼加氢反应过程R10的起始反应区，第二供氢烃物流加入点位于第一供氢烃物流加入点的下游。26.根据权利要求1所述的组合方法，其特征在于：(2)在油煤共炼加氢反应过程R10，以液流物料煤加氢制油反应进程为基准，分类注入供氢溶剂，即至少使用2个供氢烃物流加入点，且主要由常规沸点较高的烃组成的第二供氢烃物流加入点位于主要由常规沸点较低的烃组成的第一供氢烃物流加入点的下游。27.根据权利要求1所述的组合方法，其特征在于：(3)在热高压分离过程R10P-HS，煤共炼加氢产物R10P分离为热高分气R10P-HS-V和热高分油R10P-HS-L；在热高压分离过程R10P-HS，使用气提氢气R10P-HS-BV接触热高压分离过程R10P-HS存在的液体，以气提其中的低沸点组分。28.根据权利要求1所述的组合方法，其特征在于：(3)在热高压分离过程R10P-HS，煤共炼加氢产物R10P分离为热高分气R10P-HS-V和热高分油R10P-HS-L；在热高压分离过程R10P-HS，使用气提氢气R10P-HS-BV接触热高压分离过程R10P-HS存在的液体，以气提其中的低沸点组分，气提气最终进入热高分气R10P-HS-V中。29.根据权利要求1所述的组合方法，其特征在于：(3)在热高压分离过程R10P-HS，煤共炼加氢产物R10P分离为热高分气R10P-HS-V和热高分油R10P-HS-L；热高分气R10P-V，其中的烃类主要由常规沸点低于450℃的烃组成。30.根据权利要求1所述的组合方法，其特征在于：(3)在热高压分离过程R10P-HS，煤共炼加氢产物R10P分离为热高分气R10P-HS-V和热高分油R10P-HS-L；热高分气R10P-V，其中的烃类主要由常规沸点低于400℃的烃组成。31.根据权利要求1所述的组合方法，其特征在于：(3)在热高压分离过程R10P-HS，煤共炼加氢产物R10P分离为热高分气R10P-HS-V和热高分油R10P-HS-L；热高分气R10P-V，其中的烃类主要由常...

【专利技术属性】
技术研发人员：何巨堂，
申请(专利权)人：何巨堂，
类型：发明
国别省市：河南,41