以高产率将气化焦油加工成BTX制造技术

总体而言，实施方案涉及用于加工焦油以生产苯、甲苯和二甲苯(BTX)的系统和方法。一种用于加工焦油的方法可包括蒸馏焦油以分离杂酚油和沥青；和通过包括氢化和加氢裂化功能二者的加氢热解加工沥青，以除去杂原子并分解沥青中的多芳族化合物并产生单芳族化合物，例如BTX。用于加工焦油的系统可包含以下中的一个或多个：进料至塔的包含焦油的输入流；所述塔配置成将焦油分离成一个或多个杂酚油流和沥青流；和反应器(或一系列反应器，或单个反应器内的多个床)，其中沥青流与氢气流一起进料到反应器，其中反应器配置成分解沥青以产生BTX。

Processing gasified tar into BTX in high yield

Overall, the implementation scheme involves systems and methods for processing tar to produce benzene, toluene and xylene (BTX). A method for tar processing may include distilling tar to separate creosote and asphalt; and hydropyrolysis to process asphalt including both hydrogenation and hydrocracking functions to remove heteroatoms and decompose polyaromatic compounds in asphalt and produce monoaromatic compounds, such as BTX. The system for processing tar may comprise one or more of the following: an input stream containing tar from the feed to the tower; the tower is configured to separate tar into one or more creosote and asphalt streams; and a reactor (or a series of reactors, or multiple beds within a single reactor) in which the asphalt flow is fed to the reactor together with the hydrogen flow, in which the reactor is configured with a component leaching. Green produces BTX.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】以高产率将气化焦油加工成BTX相关申请的交叉引用本申请要求2016年6月14日由PaulE.Koppel等人提交并且题为“ProcessingofGasificationTarstoHighYieldsofBTX”的美国临时专利申请序列号62/349,999的优先权。该申请还要求PaulE.Koppel等人于2017年6月13日提交并且题为“ProcessingofGasificationTarstoHighYieldsofBTX”的美国申请序列号15/621,596的优先权。二者均通过引用并入本文，如同以其整体再现一样。关于联邦政府资助的研究或开发的声明不适用。引用微缩胶片附录不适用。背景焦油是多个众所周知的煤加工系统中的常见副产物。煤气化和煤液化都会产生焦油作为副产物。另外，焦油可以以蒸汽裂化器燃料油、高炉焦油、炼焦炉焦油和其他类似的高度芳族的副产物的形式生产。概述在一个实施方案中，用于加工焦油的方法可包括蒸馏焦油以分离杂酚油和沥青；通过包括氢化和加氢裂化功能二者的加氢热解加工所述沥青，以除去杂原子并分解沥青中的多芳族化合物并产生单芳族化合物，诸如苯、甲苯和二甲苯(benzene,tolueneandxylene,BTX)。在一个实施方案中，用于加工焦油的系统可包含以下中的一个或多个：进料至塔的包含焦油的输入流；所述塔配置成将焦油分离成一个或多个杂酚油流和沥青流；和反应器(或一系列反应器，或单个反应器内的多个床)，其中沥青流与氢气流一起进料到反应器，其中所述反应器配置成选择性地分解沥青以产生苯、甲苯和二甲苯。在一个实施方案中，用于加工缩合芳族化合物进料的方法可包括蒸馏所述缩合芳族化合物进料以分离杂酚油和沥青；通过加氢热解加工所述沥青以除去杂原子并分解沥青中的多芳族化合物并产生单芳族化合物，诸如苯、甲苯和二甲苯；蒸馏加氢热解的输出以分离烃气体、苯、甲苯、对二甲苯、其他二甲苯、氢气和重质烃；将过量的氢气再循环返回加氢热解过程；和将所述重质烃再循环返回加氢热解过程。附图概述为了更完整地理解本公开，结合附图和详细描述，现在参考以下简要描述，其中相同的附图标记表示相同的部分。图1说明根据本公开的一个实施方案的包括气化过程的工艺流程图。图2说明根据本公开的一个实施方案的包含加氢热解反应的工艺流程图。图3说明根据本公开的一个实施方案的包含加氢热解反应的另一个工艺流程图。图4说明根据本公开的一个实施方案的包括气化过程的另一个工艺流程图。图5说明根据本公开的一个实施方案的包括煤液化过程的工艺流程图。图6说明根据本公开的一个实施方案的包括气化过程和液化过程的工艺流程图。详细说明首先应该理解，尽管下文说明了一个或多个实施方案的说明性实现，但是所公开的系统和方法可以使用任何数量的技术来实现，该技术无论是当前已知的还是尚未存在的。本公开绝不应限于下面说明的说明性实现、附图和技术，而是可以在所附权利要求的范围内以及它们的等价物的全部范围内进行修改。术语的以下简要定义应当适用于整个申请：术语“包含”是指包括但不限于，并且应该以其在专利上下文中通常使用的方式进行解释；短语“在一个实施方案中”、“根据一个实施方案”等通常意味着短语之后的特定特征、结构或特性可包括在本专利技术的至少一个实施方案中，并且可包括在本专利技术的多于一个实施方案中(重要的是，这样的短语不必指同一实施方案)；如果说明书将某些内容描述为“示例性”或“实例”，则应理解为指的是非排他性实例；当与数字一起使用时，术语“约(about)”或“约(approximately)”等可以表示特定数量，或者可选地，接近特定数字的范围，如本领域技术人员所理解；和如果说明书阐述了“可以(may)”、“可以(can)”、“可以(could)”、“可以(should)”、“可以(would)”、“优选地”、“可能地”、“通常地”、“任选地”、“例如”、“通常”或“可能(might)”(或其他此类语言)包括某部件或特征，或“可以(may)”、“可以(can)”、“可以(could)”、“可以(should)”、“可以(would)”、“优选地”、“可能地”、“通常地”、“任选地”、“例如”、“通常”或“可能(might)”(或其他此类语言)具有某特征，则该特定部件或特征不需要被包括或不需要具有该特征。这样的部件或特征可以任选地包括在一些实施方案中，或者可以排除它。本公开的实施方案包括用于加工在煤的气化期间产生的焦油的方法和系统。另外，所述方法和系统可用于加工在其他过程中产生或来自其他原料的焦油。煤的气化，特别是固定床系统，具体是鲁奇气化器(Lurgigasifier)，产生低价值、高度芳族的焦油作为副产物。另外，其他加工系统可以生产高度芳族的焦油，例如蒸汽裂化器燃料油、煤液化产物、高炉焦油、炼焦炉焦油等。本公开的实施方案涉及加工这些焦油以使其经济回报最大化以及将这些低价值液体转化为高价值单芳族化合品的方法。目前，气化期间产生的焦油通常销售用于低价值燃料油共混。此外，由于与该当前用法相关的健康危害，目前对高硫燃料的使用存在环境限制。虽然本公开涉及在气化(特别是鲁奇气化)期间产生的焦油，但是加工焦油的方法可以适用于任何低K进料(其中K=(平均沸点，以兰氏标度表示)^1/3/在60°F下的比重)。例如，所公开的方法可以用由气化、直接煤液化和/或炼钢炼焦炉之一生产的焦油进行。气化期间中产生的焦油通常包含缩合芳环。本公开的方法可包括使用选择性催化加氢热解来破坏多芳族结构，同时保留产生的单芳族化合物并同时除去杂原子。现在参考图1，显示了过程100的流程图，其中该过程包括煤的气化110。过程100可包括由气化过程110产生的焦油的附加加工步骤120。在步骤122，可以蒸馏焦油以分离杂酚油、石脑油和沥青。在步骤124，可以使用过量氢的输入通过加氢热解(包括氢化和加氢裂化功能二者)加工在步骤122处分离的沥青以产生苯、甲苯和二甲苯(BTX)。加氢热解反应124也可称为加氢热解过程124，因为它包括氢化和加氢裂化功能。在一些实施方案中，加氢热解过程124可包括使用催化剂。在一些实施方案中，催化剂可包括以下中的一种或多种：镍、钴、钼钨、磷和/或一种或多种载体材料。在加氢热解过程124期间可以将过量的氢气保持足够高以避免在催化剂上过量的焦炭沉积。取决于进料的含量，加氢热解过程可以在固定床反应器、沸腾床反应器、鼓泡塔和/或循环床布置之一中进行。在一些实施方案中，加氢热解过程124的操作压力可以在约600-1800psi之间。在一些实施方案中，加氢热解过程124的操作压力可以在约500-2500psi之间。在一些实施方案中，加氢热解124的操作温度可以在约650-850°F之间。在一些实施方案中，加氢热解过程124的操作温度可以在约680-790°F之间。在一些实施方案中，加氢热解过程124的操作温度可为约750°F。操作条件可以构成“温和”条件，配置成使沥青分解为BTX，而不破坏单芳族化合物的结构。在一些实施方案中，来自加氢热解过程124的目标BTX的产率可以是至少50％。在一些实施方案中，来自加氢热解过程124的目标BTX的产率可高于约70％。在一些实施方案中，来自加氢热解过程124的目标BTX的产率可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种用于加工焦油的方法，所述方法包括：蒸馏焦油以分离杂酚油和沥青；和通过包括氢化和加氢裂化功能二者的加氢热解加工沥青，以除去杂原子并分解沥青中的多芳族化合物并产生包括苯、甲苯和二甲苯(BTX)的单芳族化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.14 US 62/3499991.一种用于加工焦油的方法，所述方法包括：蒸馏焦油以分离杂酚油和沥青；和通过包括氢化和加氢裂化功能二者的加氢热解加工沥青，以除去杂原子并分解沥青中的多芳族化合物并产生包括苯、甲苯和二甲苯(BTX)的单芳族化合物。2.权利要求1的方法，其中加工包括催化加氢热解沥青。3.权利要求1的方法，其中加氢热解产生浓度至少为50%的BTX。4.权利要求1的方法，所述方法还包括：监测加氢热解单元中氢气的存在。5.权利要求1的方法，所述方法还包括：将沥青从蒸馏单元输送到加氢热解单元。6.权利要求1的方法，所述方法还包括，在通过加氢热解加工沥青之后：蒸馏加氢热解过程的输出以分离烃气体、苯、甲苯、对二甲苯、其他二甲苯、氢和重质烃；将过量的氢气再循环返回加氢热解过程；和将重质烃再循环返回加氢热解过程。7.权利要求6的方法，所述方法还包括：吹扫掉再循环流的至少一部分重质烃。8.权利要求1的方法，其中所述加氢热解过程的操作压力在约500-2500psi之间。9.权利要求1的方法，其中所述加氢热解过程的操作温度为约750°F。10.权利要求1的方法，其中所述焦油是煤气化过程、直接煤液化过程、炼钢炼焦炉或瓦斯油蒸汽裂化中的一种或多种的产物。11.权利要求1的方法，其中所述加氢热解加工包括使用催化剂。12.权利要求11的方法，其中所述催化剂包括以下材料中的一种或多种：镍、钴、钼钨或磷，以及一种或多种载体材料。13.权利要求1的方法，所述方法还包括，在蒸馏焦油之前：气化煤以产生气体；冷却所述气体；将液体与所述气体分离；将所述焦油和油与所述液体分离；蒸馏和分离所述焦油和油；将所述油...

【专利技术属性】
技术研发人员：PE科佩尔，R拉维库马，
申请(专利权)人：氟石科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US