本實用新型涉及煤化工領(lǐng)域，具體涉及一種煤焦油全餾分輕質(zhì)化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國對燃料油的需求日益增大。由于大部分燃料油仍需從石油資源中獲取，我國的原油需求量和對外依存度也在逐年增加。截至2014年，我國原油的對外依存度已達(dá)到59.6％。因此，面對石油資源短缺的問題以及我國富煤少油的能源格局，從煤資源中獲取清潔燃料具有重要的現(xiàn)實意義。

煤焦油是煤干餾的副產(chǎn)物，根據(jù)干餾溫度，可將煤焦油分為高溫煤焦油、中溫煤焦油和中低溫煤焦油等。與高溫煤焦油相比，中低溫煤焦油芳烴含量相對較低，飽和烴含量相對較高，更接近石油的組成。因此，中低溫煤焦油更適合通過加氫處理技術(shù)，來生產(chǎn)清潔燃料油品。

由于中低溫煤焦油中含有大量的煤粉、熱解碳等固體雜質(zhì)，且膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量較高。因此，采用傳統(tǒng)的固定床加氫工藝加工煤焦油，存在易生焦、運行周期較短的問題。故國內(nèi)開發(fā)了煤焦油輕組分加氫或延遲焦化和固定床加氫結(jié)合的工藝，但煤焦油的利用率不高。并且，采用加氫精制工藝雖能脫除煤焦油中的N、S、O等雜質(zhì)，但其輕質(zhì)化程度較低，所得的輕質(zhì)燃料油產(chǎn)品收率較低，經(jīng)濟(jì)性不高。因此，采用懸浮床/漿態(tài)床/漿態(tài)床與固定床結(jié)合、加氫精制與加氫裂化結(jié)合的組合工藝，將最大化提高煤焦油利用率，生產(chǎn)輕質(zhì)燃料油，提高煤焦油加工的經(jīng)濟(jì)性。

現(xiàn)有技術(shù)公開了一種煤焦油懸浮床催化加氫的方法。該方法將煤焦油通過常壓蒸餾分離為酚油餾分、柴油餾分和重油餾分。酚油餾分脫酚后得到脫酚油，重油餾分進(jìn)行懸浮床加氫裂化，對加氫裂化產(chǎn)物進(jìn)行固液分離后，蒸餾得到液體產(chǎn)物，將塔底尾油作為循環(huán)油與重油餾分混合，輕質(zhì)產(chǎn)物以及脫酚油、原料中的柴油餾分混合后進(jìn)入提質(zhì)單元。但是，塔底尾油直接循環(huán)回懸浮床反應(yīng)器，未進(jìn)一步加工，反應(yīng)深度較低，利用率低，且該方法流程較復(fù)雜。

現(xiàn)有技術(shù)二公開了一種處理煤焦油全餾分以生產(chǎn)燃料油的方法。該方法將煤焦油重餾分與催化劑和硫化劑混合均勻，硫化后進(jìn)入漿態(tài)床反應(yīng)器進(jìn)行加氫裂化反應(yīng)，產(chǎn)物分餾后得到汽油、柴油和加氫尾油，部分加氫尾油作為循環(huán)油回到漿態(tài)床反應(yīng)器，其余加氫尾油脫除固體顆粒后與煤焦油輕餾分進(jìn)入固定床反應(yīng)器，產(chǎn)物分餾得到汽油、柴油和加氫尾油。但是，煤焦油全餾分輕質(zhì)化效果較差，煤焦油利用率較低，且工藝流程復(fù)雜。

現(xiàn)有技術(shù)三公開了一種煤焦油生產(chǎn)柴油的方法。該方法將煤焦油全餾分分離為富瀝青質(zhì)相和貧瀝青質(zhì)相，富瀝青質(zhì)相經(jīng)漿態(tài)床加氫反應(yīng)后與貧瀝青質(zhì)相混合進(jìn)入固定床反應(yīng)器，加氫產(chǎn)物切割后得到柴油產(chǎn)品，其中一部分加氫柴油作為循環(huán)油與煤焦油原料混合。但是，柴油循環(huán)量較大，柴油產(chǎn)品產(chǎn)出量較少，產(chǎn)品輕質(zhì)化程度低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于解決煤焦油利用率較低的問題，提供一種懸浮床加氫與固定床加氫聯(lián)合加工的系統(tǒng)，有效轉(zhuǎn)化煤焦油全餾分，最大化產(chǎn)出汽油和柴油等輕質(zhì)餾分，提高煤焦油利用率。

鑒于上述目的，本實用新型提出了一種煤焦油全餾分輕質(zhì)化系統(tǒng)，包括分餾裝置(2)、固定床加氫精制裝置、三相分離裝置、固定床加氫裂化裝置、氣液分離裝置、分餾裝置(7)、混合裝置，

所述分餾裝置(2)具有煤焦油入口、原料輕組分出口、原料重組分出口；

所述固定床加氫精制裝置具有原料輕組分入口、生成油入口，所述原料輕組分入口與所述分餾裝置(2)的原料輕組分出口連接；

其中，所述分餾裝置(2)、固定床加氫精制裝置、三相分離裝置、固定床加氫裂化裝置、氣液分離裝置、分餾裝置(7)依次連接；

所述分餾裝置(7)具有汽油餾分出口、柴油餾分出口、重質(zhì)餾分油出口；

所述混合裝置具有原料重組分入口、重質(zhì)餾分油入口、催化劑入口、硫化劑入口、油漿出口，所述原料重組分入口與所述分餾裝置(2)的原料重組分出口連接，所述重質(zhì)餾分油入口與所述分餾裝置(7)的重質(zhì)餾分油出口連接。

上述的系統(tǒng)中，進(jìn)一步包括懸浮床加氫裂化裝置，所述懸浮床加氫裂化裝置具有油漿入口、加氫裂化產(chǎn)物出口，所述油漿入口與所述混合裝置的油漿出口連接。

上述的系統(tǒng)中，進(jìn)一步包括分離裝置，所述分離裝置具有加氫裂化產(chǎn)物入口、生成油出口、固體雜質(zhì)出口，所述加氫裂化產(chǎn)物入口與所述懸浮床加氫裂化裝置的加氫裂化產(chǎn)物出口連接，所述生成油出口與所述固定床加氫精制裝置的生成油入口連接。

本實用新型中，煤焦油中的重組分經(jīng)懸浮床加氫裂化裝置處理后，有利于機(jī)械雜質(zhì)和金屬的沉積，轉(zhuǎn)化重組分中易生焦的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，有利于重組分在固定床裝置中發(fā)生反應(yīng)，并減少其中的積炭，延長運行周期。

本實用新型中，懸浮床加氫裂化生成油直接進(jìn)入固定床加氫精制裝置中，進(jìn)行進(jìn)一步輕質(zhì)化，再增加重組分利用率的同時，還能簡化工藝流程。并將加氫裂化生成油中的重質(zhì)餾分油循環(huán)，與原料重組分混合后進(jìn)入懸浮床加氫裂化裝置，有利于重質(zhì)餾分油的進(jìn)一步反應(yīng)，同時稀釋原料重組分，降低進(jìn)料的粘度，提高反應(yīng)物的傳質(zhì)，降低加氫裂化產(chǎn)物分離固體的難度。此外，重質(zhì)餾分油中含有大量的部分飽和芳烴，能作為供氫劑促進(jìn)原料重組分中膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的轉(zhuǎn)化。

附圖說明

圖1為本實用新型中煤焦油全餾分輕質(zhì)化系統(tǒng)示意圖。

圖2為本實用新型中煤焦油全餾分輕質(zhì)化工藝流程示意圖。

附圖中的附圖標(biāo)記如下：

1、原料預(yù)處理裝置；2、分餾裝置；3、固定床加氫精制裝置；4、三相分離裝置；5、固定床加氫裂化裝置；6、氣液分離裝置；7、分餾裝置；8、混合裝置；9、懸浮床加氫裂化裝置、10、分離裝置。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，以便能夠更好地理解本實用新型的方案以及其各個方面的優(yōu)點。然而，以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的，而不是對本實用新型的限制。

如圖1所示，為本實用新型中煤焦油全餾分輕質(zhì)化系統(tǒng)示意圖。本實用新型實施例的系統(tǒng)包括原料預(yù)處理裝置1、分餾裝置2、固定床加氫精制裝置3、三相分離裝置4、固定床加氫裂化裝置5、氣液分離裝置6、分餾裝置7、混合裝置8、懸浮床加氫裂化裝置9、分離裝置10。

由圖1可見，本實用新型的系統(tǒng)中，各裝置的連接關(guān)系如下：

原料預(yù)處理裝置1用于對煤焦油原料進(jìn)行預(yù)處理，其具有原料入口、原料出口。

分餾裝置2用于對煤焦油進(jìn)行分餾，其具有煤焦油入口、原料輕組分出口、原料重組分出口。并且，煤焦油入口與原料預(yù)處理裝置1的原料出口連接，用于接收由原料出口輸送出的經(jīng)預(yù)處理的煤焦油。

固定床加氫精制裝置3用于原料輕組分進(jìn)行加氫精制反應(yīng)，其具有原料輕組分入口、生成油入口、加氫精制產(chǎn)物出口。并且，原料輕組分入口與分餾裝置2的原料輕組分出口連接。

三相分離裝置4用于對加氫精制產(chǎn)物進(jìn)行分離，其具有加氫精制產(chǎn)物入口、氣相出口、油相出口、水相出口。并且，該加氫精制產(chǎn)物入口與固定床加氫精制裝置3的加氫精制產(chǎn)物出口連接。

固定床加氫裂化裝置5用于分離后所得油相的加氫裂化反應(yīng)，其具有油相入口、加氫裂化產(chǎn)物出口。并且，該油相入口與三相分離裝置4的油相出口連接。

氣液分離裝置6用于對加氫裂化產(chǎn)物進(jìn)行分離，其具有加氫裂化產(chǎn)物入口、加氫裂化液相產(chǎn)物出口。并且，該加氫裂化產(chǎn)物入口與固定床加氫裂化裝置5的加氫裂化產(chǎn)物出口連接。

分餾裝置7用于對加氫裂化液相產(chǎn)物進(jìn)行分餾，其具有加氫裂化液相產(chǎn)物入口、汽油餾分出口、柴油餾分出口、重質(zhì)餾分油出口。并且，該加氫裂化液相產(chǎn)物入口與氣液分離裝置6的加氫裂化液相產(chǎn)物入口連接。

混合裝置8用于原料重組分與重質(zhì)餾分油等的混合，其具有重質(zhì)餾分油入口、原料重組分入口、催化劑入口、硫化劑入口、油漿出口。并且，該原料重組分入口與分餾裝置2的原料重組分出口連接，重質(zhì)餾分油入口與分餾裝置7的重質(zhì)餾分油出口連接。

懸浮床加氫裂化裝置9用于油漿的加氫裂化反應(yīng)，其具有油漿入口、加氫裂化產(chǎn)物出口。并且，該油漿入口與混合裝置8的油漿出口連接。

分離裝置10用于分離加氫裂化產(chǎn)物，其具有加氫裂化產(chǎn)物入口、生成油出口、固體雜質(zhì)出口。并且，該加氫裂化產(chǎn)物入口與懸浮床加氫裂化裝置9的加氫裂化產(chǎn)物出口連接，該生成油入口與固定床加氫精制裝置3的生成油入口連接。其包括氣液分離裝置、離心裝置和過濾裝置。

綜上，本實用新型實施例的系統(tǒng)中包括如下兩條技術(shù)路線：

①原料預(yù)處理裝置1、分餾裝置2、固定床加氫精制裝置3、三相分離裝置4、固定床加氫裂化裝置5、氣液分離裝置6、分餾裝置7、混合裝置8依次連接。

②原料預(yù)處理裝置1、分餾裝置2、混合裝置8、懸浮床加氫裂化裝置9、分離裝置10、固定床加氫精制裝置3依次連接。

即本實用新型實施例中，同時具有輕組分處理技術(shù)路線①和重組分處理技術(shù)路線②，并且，此兩條技術(shù)路線又形成兩條相互循環(huán)的技術(shù)路線。

如圖2所示，為本實用新型中煤焦油全餾分輕質(zhì)化工藝流程示意圖。利用本實用新型提供的系統(tǒng)，可對煤焦油的餾分進(jìn)行輕質(zhì)化，包括如下步驟：

步驟A：煤焦油在原料預(yù)處理裝置1中經(jīng)預(yù)處理后，送入分餾裝置2中進(jìn)行分餾，分餾溫度T以上得到原料重組分，分餾溫度T以下得到原料輕組分。

其中，本實施例中的煤焦油為中低溫煤焦油。預(yù)處理過程主要包括脫水和脫除機(jī)械雜質(zhì)。脫水過程采用了本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的常規(guī)方法，本實施例中，選用向煤焦油中加入破乳劑。并且，采用過濾的方法脫除機(jī)械雜質(zhì)。

所述分餾溫度T為350～370℃。

步驟B：將步驟A得到的原料輕組分送入固定床加氫精制裝置3中，進(jìn)行加氫精制反應(yīng)，得到的加氫精制產(chǎn)物送入三相分離裝置4中進(jìn)行分離，得到氣相、油相、水相。然后，將油相送入固定床加氫裂化裝置5中進(jìn)行加氫裂化反應(yīng)，得到的加氫裂化產(chǎn)物在氣液分離裝置6中分離后送入分餾裝置7中，得到汽油餾分、柴油餾分、重質(zhì)餾分油。

該步驟即實現(xiàn)了煤焦油原料輕組分餾分的輕質(zhì)化，得到汽油和柴油。

所得到的重質(zhì)餾分油經(jīng)由重質(zhì)餾分油入口送入混合裝置8中，其包括餾分油餾分和重油餾分。

加氫精制產(chǎn)物在三相分離裝置4中進(jìn)行分離后，得到的氣相經(jīng)過凈化后作為循環(huán)氫用于加氫反應(yīng)，得到的水相經(jīng)堿洗后外排。

該步驟中，加氫精制反應(yīng)還用到了加氫精制催化劑。該加氫精制催化劑為負(fù)載型催化劑，且主催化劑為三葉草條狀，直徑為2㎜。負(fù)載金屬為鎳鎢體系，磷作為助劑，載體為γ-Al₂O₃。該加氫精制催化劑的組成為：1wt％～5wt％氧化鎳、15wt％～30wt％氧化鎢、0.5wt％～3wt％氧化磷、62wt％～83.5wt％γ-Al₂O₃(wt％為質(zhì)量百分比)。在主催化劑上部裝填保護(hù)劑，該保護(hù)劑是由惰性材料制成的拉西環(huán)，用于沉積油品中殘留的金屬和機(jī)械雜質(zhì)等。

加氫精制反應(yīng)的反應(yīng)溫度為340～370℃，氫氣分壓為10～16MPa，氫油體積比為800～1400，反應(yīng)空速為0.3～1.2h^-1。經(jīng)過加氫精制反應(yīng)，脫除了原料中大部分含氮、氧、硫的化合物，從而滿足后續(xù)加氫裂化反應(yīng)的進(jìn)料要求。并且使得原料中的多環(huán)芳烴飽和，有利于其進(jìn)一步發(fā)生加氫裂化反應(yīng)，促進(jìn)多環(huán)芳烴的轉(zhuǎn)化。

該步驟中，加氫裂化反應(yīng)還用到了加氫裂化催化劑。該加氫裂化催化劑為雙功能負(fù)載型催化劑，催化劑為三葉草條狀，直徑為1.5㎜。負(fù)載金屬為鎳鉬體系，磷作為助劑。載體為γ-Al₂O₃和Y型分子篩的混合物，其中，Y型分子篩占載體的百分比為10wt％～25wt％。該加氫裂化催化劑的組成為1wt％～5wt％氧化鎳、10wt％～20wt％氧化鉬、0.5wt％～5wt％氧化磷、70wt％～88.5wt％載體。

加氫裂化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為370～410℃，氫氣分壓為10～16MPa，氫油體積比為800～1400，反應(yīng)空速為0.5～1.5h^-1。經(jīng)過加氫裂化反應(yīng)，可實現(xiàn)煤焦油的大幅輕質(zhì)化，利用率大幅提升，汽油和柴油的收率較高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

步驟C：將重質(zhì)餾分油、原料重組分送入混合裝置8中，同時加入催化劑和硫化劑，進(jìn)行混合得到油漿。然后，將油漿送入懸浮床加氫裂化裝置9中進(jìn)行加氫裂化反應(yīng)，加氫裂化產(chǎn)物經(jīng)過分離裝置10處理后，得到生成油、固體雜質(zhì)。并將生成油經(jīng)由生成油入口送入固定床加氫精制裝置3中，與原料輕組分進(jìn)行加氫精制反應(yīng)。

其中，將固體雜質(zhì)送入回收系統(tǒng)。該回收過程包括：將固體雜質(zhì)送入熱解反應(yīng)裝置中進(jìn)行熱裂解反應(yīng)，得到的油相可與煤焦油原料混合后加工，固體雜質(zhì)燒焦后作為催化劑循環(huán)使用。

該步驟中的催化劑為微球狀負(fù)載型催化劑，粒徑為100～300μm，負(fù)載金屬為鉬，載體采用無定形硅酸鋁。其中，氧化鉬占催化劑的百分比為0.5wt％～2wt％，余量為無定形硅酸鋁。

無定形硅酸鋁載體具有較強(qiáng)的酸性，可促進(jìn)加氫裂化反應(yīng)的進(jìn)行，并具有較好的熱穩(wěn)定性，可以頻繁地再生，有利于催化劑循環(huán)使用。

懸浮床加氫裂化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為400～440℃，氫氣分壓為10～16MPa，氫油體積比為600～1400，反應(yīng)空速為0.5～1.5h^-1。經(jīng)過懸浮床加氫裂化反應(yīng)，基本脫除了原料中的易生焦物質(zhì)，可完全轉(zhuǎn)化原料中的重組分，基本滿足了固定床進(jìn)料的要求，實現(xiàn)原料的初步輕質(zhì)化，并初步脫除原料中的硫、氮、氧、金屬等雜質(zhì)。

實施例

實施例1選用中低溫煤焦油為原料，按照步驟A進(jìn)行預(yù)處理，然后分析原料煤焦油的性質(zhì)，分析結(jié)果如表1所示。

表1原料煤焦油的性質(zhì)分析結(jié)果

將經(jīng)分餾裝置處理后的煤焦油分離為小于370℃的原料輕組分和大于370℃的原料重組分。

將原料重組分、重質(zhì)餾分油、催化劑、硫化劑混合，在80℃條件下攪拌均勻。所用催化劑為100～300μm的鉬基催化劑，氧化鉬百分比為2wt％，催化劑與原料重組分的質(zhì)量比為3:1000。所用硫化劑為二硫化碳，二硫化碳占原料重組分的百分比為2wt％。得到的油漿送入懸浮床加氫裂化裝置中進(jìn)行加氫裂化反應(yīng)，反應(yīng)氫氣分壓為16MPa，反應(yīng)溫度為440℃，氫油體積比為1200，反應(yīng)空速為1.5h^-1，反應(yīng)產(chǎn)物氣液分離后通過離心、過濾處理，脫除其中所含的粒徑為25μm以上的固體雜質(zhì)，得到生成油。

將生成油和原料輕組分混合，進(jìn)入固定床加氫精制裝置，加氫精制催化劑組成為氧化鎳1wt％、氧化鎢15wt％、氧化磷0.5wt％、余量為γ-Al₂O₃，反應(yīng)氫氣分壓為16MPa，反應(yīng)溫度為350℃，氫油體積比為1400，反應(yīng)空速為0.5h^-1。加氫精制產(chǎn)物經(jīng)過三相分離后進(jìn)入固定床加氫裂化裝置，加氫裂化催化劑組成為氧化鎳5wt％、氧化鉬20wt％、氧化磷3wt％、余量為載體，載體中分子篩含量為10wt％，反應(yīng)氫氣分壓為10MPa，反應(yīng)溫度為370℃，氫油體積比為800，反應(yīng)空速為1.5h^-1。加氫裂化產(chǎn)物經(jīng)過氣液分離、分餾后，得到汽油餾分、柴油餾分和重質(zhì)餾分油。

本實施例1中得到的汽油收率為31％，柴油收率為53％，重質(zhì)餾分油收率為16％，煤焦油輕質(zhì)化效果較明顯。

實施例2采用與實施例1相同的原料油，切取>350℃餾分為原料重組分進(jìn)入懸浮床加氫裂化裝置，所用催化劑氧化鉬百分比為0.5wt％，催化劑與原料重組分的質(zhì)量比為5:1000，反應(yīng)條件為氫氣分壓16MPa、溫度420℃、氫油體積比1400、反應(yīng)空速0.5h^-1。固定床加氫精制催化劑組成為氧化鎳3wt％、氧化鎢25wt％、氧化磷2wt％、余量為γ-Al₂O₃，反應(yīng)氫氣分壓為14MPa，反應(yīng)溫度為370℃，氫油體積比為800，反應(yīng)空速為1.2h^-1。固定床加氫裂化催化劑組成為氧化鎳3wt％、氧化鉬16wt％、氧化磷2wt％、余量為載體，載體中分子篩含量為18wt％，反應(yīng)氫氣分壓為12MPa，反應(yīng)溫度410℃，氫油體積比為1400，反應(yīng)空速為1.0h^-1。

本實施例2中得到的汽油收率為33％，柴油收率為51％，重質(zhì)餾分油收率16％，煤焦油輕質(zhì)化效果較明顯。

實施例3采用與實施例1相同的原料油，切取>350℃餾分為原料重組分進(jìn)入懸浮床加氫裂化裝置，所用催化劑氧化鉬百分比為1.5wt％，催化劑與原料重組分的質(zhì)量比為3:1000，反應(yīng)條件為氫氣分壓10MPa、溫度400℃、氫油體積比600、反應(yīng)空速1.0h^-1。固定床加氫精制催化劑組成為氧化鎳5wt％、氧化鎢30wt％、氧化磷3wt％、余量為γ-Al₂O₃，反應(yīng)氫氣分壓為10MPa，反應(yīng)溫度為340℃，氫油體積比為1200，反應(yīng)空速為1.0h^-1。固定床加氫裂化催化劑組成為氧化鎳1wt％、氧化鉬10wt％、氧化磷0.5wt％、余量為載體，載體中分子篩含量為25wt％，反應(yīng)氫氣分壓為14MPa，反應(yīng)溫度380℃，氫油體積比為800，反應(yīng)空速為0.5h^-1。

本實施例3中得到的汽油收率為34％，柴油收率為54％，重質(zhì)餾分油收率12％，煤焦油輕質(zhì)化效果較明顯。

對比例1采用與實施例3相同的煤焦油原料、催化劑及工藝參數(shù)。其中，重質(zhì)餾分油外排，不循環(huán)至懸浮床加氫裂化裝置中，所得的汽油收率為33％，柴油收率為50％，重質(zhì)餾分油收率為17％。

即，本實用新型可實現(xiàn)煤焦油全餾分的輕質(zhì)化。

最后應(yīng)說明的是：顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護(hù)范圍之中。