一种煤焦油氢化方法技术

本发明专利技术涉及一种煤焦油氢化方法，第一烃油在第一加氢精制反应部分完成第一加氢精制反应，第一加氢精制反应流出物与基于煤焦油的第二烃油在串联操作的第二加氢精制反应部分、第三加氢精制反应部分完成第二加氢精制反应、第三加氢精制反应，第二加氢精制反应起始温度高于第一加氢精制反应起始温度。进一步地，设置与第二加氢精制反应部分并联操作的第四加氢精制反应部分，采用不停工方式切换操作。本发明专利技术可形成更适宜的加氢反应过程温度分布，可改善第二加氢精制反应原料性质，具有平稳操作、延长操作周期等优点，特别适合于中、高温煤焦油宽馏分的分类联合氢化，也适用于现有煤焦油加氢装置的改造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别地讲本专利技术涉及一种沸点高、金属含量高、残炭含量高的劣质煤焦油的氢化方法，更特别地讲本专利技术涉及一种不同沸程煤焦油馏分的 串联联合氢化方法，特别适合于沸点高、金属含量高、残炭含量高的劣质宽馏分煤焦油的分 类串联联合氢化。
技术介绍
众所周知，来自煤热解或煤造气或其它过程的初始煤焦油，如果适合于加氢转化 的煤焦油含有不同沸程馏分(比如石脑油馏分、柴油馏分、重馏分)，则不同沸程馏分的性 质(比如氢含量、密度、粘度、残碳含量、金属含量、氧含量、硫含量、氮含量、芳烃含量、焦质 含量、沥青质含量、沸点)差别很大，对它们进行加氢转化生产清洁油品时，反应历程、反应 压力及温度条件、催化剂配置、氢耗、运行周期、分馏方式和产品质量均不相同甚至差别很 大，联合加工(不同沸程馏分混合在一起进行加工)，可以简化流程、减少工程投资。但联合 加工存在着如下缺点 ①由于煤焦油轻馏分中易反应物如含氧酚类、小分子不饱和烃等含量比煤焦油重 馏分中易反应物的含量高的多，煤焦油轻馏分需要在较低温度下开始进行反应以防止催化 剂床层局部温升过大；但在较低反应温度下，煤焦油重馏分难于进行反应(包括加氢饱和 反应)，对煤焦油轻馏分形成稀释作用，降低了反应物浓度，增加了加氢脱氧剂用量； ②煤焦油轻馏分需要在较低温度下开始进行反应，但在较低反应温度下，煤焦油 重馏分难于进行反应(包括加氢饱和反应)，同时在该催化剂床层形成了受热縮合或结焦 的时间条件，加快了催化剂结焦速度；对于粘度高的煤焦油重馏分，较低反应温度下流动性 差，导致催化剂床层压力降过大，无法进行正常反应操作； ③联合加工时，必须采用同样的加氢精制催化剂，由于煤焦油轻馏分、煤焦油重馏 分的平均分子的大小和形状差别很大、加氢深度不同，有时馏分停留时间差别较大，比如当 煤焦油轻馏分或煤焦油石脑油馏分完成脱氮指标所需停留时间长于煤焦油重馏分完成精 制指标所需停留时间时，如保证煤焦油轻馏分或煤焦油石脑油馏分完成脱氮指标所需停留 时间，则对煤焦油重馏分或煤焦油柴油馏分形成过度加氢，降低液体收率或降低产品质量， 并增加氢耗和催化剂耗量； ④由于煤焦油加氢精制过程具有裂化效应，煤焦油重馏分或煤焦油柴油馏分加 氢精制过程裂化出轻馏分或石脑油馏分，但裂化出较小分子的时间不一致，较小分子 的加氢精制过程时间也有长有短，其精制效果不一致，如保证裂化出的较小分子的加氢 精制效果即选择更苛刻的加氢精制条件，则对其它馏分形成过度加氢，降低液体收率或降 低产品质量，并增加氢耗和催化剂耗量； ⑤工业经验表明，石脑油馏分、柴油馏分与重馏分任二者混合油，多数情况下其储 罐存在一定的分层现象，尽管采用罐内强制循环方式等以求均匀化，但混合煤焦油性质不 稳定问题很难彻底消除，这将导致全馏分或宽馏分煤焦油加氢装置原料性质不稳定，加氢反应操作不稳定，加氢反应流出物的分离部分的操作不稳定。 在沸点高、金属含量高、残炭含量高的劣质宽馏分煤焦油氢化过程中，存在如下重 大问题随着煤焦油重馏分的沸点增高、金属含量增高、残炭含量增高，一方面其加氢过程 的起始温度增高，另一方面，煤焦油的受热縮合或结焦敏感性增强，因此其接触加氢催化剂 前的预热温度越低越好、预热时间越短越好，实质上就是存在一个预热终端温度与起始反 应温度差值概念。利用其它热物流与预热后的沸点高、金属含量高、残炭含量高的劣质 煤焦油馏分混合直接对其加热以达到沸点高、金属含量高、残炭含量高的劣质煤焦油馏 分的加氢过程起始反应温度，而采用常规的高温循环氢作为热物流方案存在既不经济、也 不安全的缺点增大循环氢流量则增大装置反应系统投资和压力降；增大循环氢加热后温 度则对装置安全运行形成巨大潜在威胁，原料油突然中断时，高温循环氢将以高温形式冲 击反应器及后续高压设备和催化剂床层，损伤设备，加速床层结焦。本专利技术的目的之一就在 于对此问题提出采用分类串联联合加氢转化技术的解决方案。 关于设置并联的脱金属催化剂床层技术方案，已经工业化的技术有法国石油研究 院(IFP)的Hyvahl技术，属于固定床渣油加氢技术，其反应系统一般可分为三段，第一段用 于加氢脱金属和转化，第二段为过渡段(深度加氢脱金属和加氢脱硫)，第三段为深度加氢 脱硫和精制。保护反应器和主反应器都采用单一床层，这是为了方便催化剂的装卸，并使反 应器内构件布置简单化。为了确保工业装置较高的开工率，甚至在处理富含金属和沥青质 的重质渣油时开工率也能达到较高的水平，IFP采用了一个互换式保护反应器系统，保护反 应器一般设置2台(1A和1B)，通过特殊的高压切换阀，可以使这两个保护反应器在装置运 转中变换操作方式，如单独、串联(或并联)使用。工业运转中，保护反应器一般4个月左 右切换一次，一个操作周期中切换2次。具体切换次数根据原料油金属含量和产品指标而 定。 本专利技术涉及设置并联的脱金属催化剂床层技术方案，但并联反应器不是位于反应过程的最前端，而是位于反应过程的中间，该方案未见报道，因此是全新的。 本专利技术的第一 目的在于提供。 本专利技术的第二目的在于提供一种沸点高、金属含量高、残炭含量高的劣质煤焦油 的氢化方法。 本专利技术的第三目的在于提供一种不同沸程煤焦油馏分的联合加氢转化方法，特别适合于沸点高、金属含量高、残炭含量高、沥青质含量高的劣质宽馏分煤焦油的分类串联联 合加氢转化。
技术实现思路
本专利技术，包括如下步骤 ①第一烃油在第一加氢精制反应部分完成第一加氢精制反应转化为第一加氢精 制反应流出物； ②第一加氢精制反应流出物与基于煤焦油的第二烃油在第二加氢精制反应部分 完成第二加氢精制反应转化为第二加氢精制反应流出物； ③第二加氢精制反应流出物在第三加氢精制反应部分完成第三加氢精制反应转 化为第三加氢精制反应流出物； ④第三加氢精制反应流出物进入加氢精制高压分离部分，分离为加氢精制高分 气、加氢精制高分油和加氢精制高分水； ⑤在加氢精制高分油分离部分，分离加氢精制高分油得到加氢精制油品。 本专利技术特征进一步在于 ①第一加氢精制反应条件为温度为200 400。C、压力为4.0 30.0MPa、第一加 氢精制催化剂体积空速为0. 1 30. Ohr—\氢气/原料油体积比为200 : 1 4000 : 1 ; ②第二加氢精制反应条件为温度为220 480。C、压力为4.0 30.0MPa、第二加 氢精制催化剂体积空速为0.05 5.0hr—^氢气/原料油体积比为500 : 1 4000 : l;第二加氢精制反应起始温度高于第一加氢精制反应起始温度20°C以上。 ③第三加氢精制反应条件为温度为220 480。C、压力为4.0 30.0MPa、第三加 氢精制催化剂体积空速为0.05 5.0hr—^氢气/原料油体积比为500 : 1 4000 : 1。 本专利技术特征进一步在于 ①第一加氢精制反应条件为温度为230 38(TC、压力为6. 0 25. OMPa、第一加 氢精制催化剂体积空速为0.5 15.0hr—^氢气/原料油体积比为1000 : 1 3000 : 1;第一加氢精制反应部分包含第一加氢精制中间反应产物的冷却步骤； ②第二加氢精制反应条件为温度为270 38(TC、压力为6. 0 25. 0MPa、第二加氢精制催化剂体积空速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤焦油氢化方法，包括如下步骤：　　①第一烃油在第一加氢精制反应部分完成第一加氢精制反应转化为第一加氢精制反应流出物；　　②第一加氢精制反应流出物与基于煤焦油的第二烃油在第二加氢精制反应部分完成第二加氢精制反应转化为第二加氢精制反应流出物；　　③第二加氢精制反应流出物在第三加氢精制反应部分完成第三加氢精制反应转化为第三加氢精制反应流出物；　　④第三加氢精制反应流出物进入加氢精制高压分离部分，分离为加氢精制高分气、加氢精制高分油和加氢精制高分水；　　⑤在加氢精制高分油分离部分，分离加氢精制高分油得到加氢精制油品。

【技术特征摘要】
一种煤焦油氢化方法，包括如下步骤①第一烃油在第一加氢精制反应部分完成第一加氢精制反应转化为第一加氢精制反应流出物；②第一加氢精制反应流出物与基于煤焦油的第二烃油在第二加氢精制反应部分完成第二加氢精制反应转化为第二加氢精制反应流出物；③第二加氢精制反应流出物在第三加氢精制反应部分完成第三加氢精制反应转化为第三加氢精制反应流出物；④第三加氢精制反应流出物进入加氢精制高压分离部分，分离为加氢精制高分气、加氢精制高分油和加氢精制高分水；⑤在加氢精制高分油分离部分，分离加氢精制高分油得到加氢精制油品。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于① 第一加氢精制反应条件为温度为200 40(TC、压力为4. 0 30. 0MPa、第一加氢精 制催化剂体积空速为0. 1 30. Ohr—\氢气/原料油体积比为200 : 1 4000 : 1 ;② 第二加氢精制反应条件为温度为220 480°C 、压力为4. 0 30. 0MPa、第二加氢精 制催化剂体积空速为0.05 5.0hr—^氢气/原料油体积比为500 : 1 4000 : l;第二加 氢精制反应起始温度高于第一加氢精制反应起始温度20°C以上。③ 第三加氢精制反应条件为温度为220 480°C 、压力为4. 0 30. OMPa、第三加氢精 制催化剂体积空速为0.05 5.0hr—^氢气/原料油体积比为500 : 1 4000 : 1。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于① 第一加氢精制反应条件为温度为230 380°C 、压力为6. 0 25. OMPa、第一加氢精 制催化剂体积空速为O. 5 15.0hr—^氢气/原料油体积比为1000 : 1 3000 : l;第一 加氢精制反应部分包含第一加氢精制中间反应产物的冷却步骤；② 第二加氢精制反应条件为温度为270 38(TC、压力为6. 0 25. OMPa、第二加氢精 制催化剂体积空速为0. 05 4. Ohr—\氢气/原料油体积比为1000 : 1 3000 : 1 ;第二 加氢精制反应起始温度高于第一加氢精制反应起始温度40°C以上。③ 第三加氢精制反应条件为温度为270 48(TC、压力为6. 0 25. OMPa、第三加氢精 制催化剂体积空速为0. 05 4. Ohr—\氢气/原料油体积比为1000 : 1 3000 : 1。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于 第二加氢精制催化剂包含加氢脱金属催化剂。...

【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：41[中国|河南]