[发明专利]一种煤焦油氢化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤焦油氢化方法，特别地讲本发明涉及一种沸点高、金属含量高、残炭含量高的劣质煤焦油的氢化方法，更特别地讲本发明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。

背景技术

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缩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，煤焦油的受热缩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。本发明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。

本发明人的以下在先专利申请文件涉及到煤焦油分类加工概念：

序号  专利文件名称                                申请号

①    一种煤焦油分馏和加氢转化组合方法            200810149874.8

②    一种不同沸程煤焦油馏分的加氢转化组合方法    200810171313.8

③    一种不同沸程煤焦油馏分的加氢转化组合方法    200810166628.3

④    一种不同沸程煤焦油馏分的联合加氢转化方法    200810166650.8