[发明专利]一种煤焦油加氢系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及采用加氢技术加工煤焦油的技术领域，进一步地说，是涉及一种用煤焦油生产清洁运输燃料的加氢系统及方法。

背景技术

随着我国经济的持续发展，国内对于液体燃料的需求日益增长。我国的煤炭储存量非常丰富，而石油供给量不足，在当前的形势下，充分利用煤干馏的副产品煤焦油，采用适宜的加工方案，改善煤焦油的安定性，降低其中的杂质含量，获得低硫石脑油和清洁燃料油具有一定的现实意义。实现煤焦油清洁化、轻质化，既能满足国家环保法规的需要，也可以提高其经济价值，为企业增加经济效益，并可以有效地解决困扰煤焦油加工的难题。

煤焦油是煤干馏和气化过程中得到的液体产物，常温下煤焦油是一种黑色或黑褐色具有刺激性臭味的粘稠液体，密度较高，主要由多环芳香族化合物组成，煤焦油的组成极为复杂。根据煤干馏加热终温的不同，可产生低温煤焦油、中温煤焦油、高温煤焦油、中低温煤焦油、中高温煤焦油等几种不同的产品。据估算，我国中低温煤焦油随着焦炭产量及炼焦过程产品回收技术的发展，产量呈增长趋势，2004年国内煤焦油产量为530万吨，到2008年煤焦油产量达800万吨，生产企业主要分布在晋、陕、蒙、宁四省交界地带。

以前国内低温煤焦油主要用来加工生产酚油，或经过简单的蒸馏生产工艺生产船舶用燃料油；精制过程主要采用酸碱精制方法生产部分低转速发动机燃料油，其生产工艺并没有有效的利用现有的煤焦油资源，产品质量差，并造成污染物的排放。

通过加氢的方法来加工煤焦油，可获得高附加值的低硫石脑油和清洁燃料油，实现煤焦油的清洁化、轻质化，但是由于煤焦油本身的特殊性质，采用常规的加氢精制/加氢裂化方法难以实现装置的长周期稳定运转，这主要是由于煤焦油具有以下的特征：

（1）煤焦油中的氧含量远远高于普通石油，而处理煤焦油过程中的催化剂对于氧加氢后生成的水蒸气的耐受性不高，装置难以长周期稳定运转；

（2）煤焦油中的氮含量很高，氮加氢后生成的大量氨抑制裂化催化剂的活性；

（3）煤焦油的密度很大，中低温煤焦油20℃时的密度均大于1；

（4）干点较高，中低温煤焦油80%的馏出温度基本超过700℃；

（5）金属、杂质及残炭含量很高，增大了加工难度；

（6）芳烃含量很高，增大了加工的难度；

（7）碳氢比高，原料的不饱和程度高，增大了加工的难度。

煤焦油的上述特征使采用常规的加氢精制/加氢裂化方法具有下列的局限性：

a）催化剂水蒸汽的耐受性不高，使催化剂寿命短，造成装置操作周期短；

b）原料杂质含量高，反应器压降大，增大压缩机的动力消耗；

c）精制反应化学耗氢高，反应放热量大，消耗大量的急冷氢。

本发明所要解决的技术问题在于克服上述煤焦油加工中所遇到的难点，提供一种加氢系统及方法，生产出高附加值的清洁燃料油，保证装置的长周期稳定运行。

中国专利申请CN101240191A公布了一种煤焦油重馏分加氢生产轻质燃料油的方法，该方法采用加氢精制-加氢裂化组合工艺，煤焦油重馏分与氢气混合后进入加氢精制反应区，所得的加氢精制反应流出物经降压、分离、分馏系统后，得到富氢气体、石脑油、柴油、重馏分和水，其中石脑油和柴油作为产品直接出装置，重馏分进入加氢裂化反应区，所得的加氢裂化流出物部分或全部循环作为加氢精制的进料，剩余部分进入共用的分离、分馏系统。该方法在加氢精制反应器与加氢裂化反应器间设置了复杂的分离、分馏系统，需要一系列的降压、换热、分离、传质、升压等工序，流程复杂，投资和操作费用较高。

中国专利申请CN101250433A公布了一种煤焦油加氢工艺，该工艺包括煤焦油进行预处理后得到煤焦油加氢进料；所得煤焦油加氢进料自下而上进入预加氢固定床反应器；所得预加氢生成油自上而下进入主加氢固定床反应器；所得主加氢生成油进入分馏系统，得到汽油馏分和轻质燃料油馏分。该发明在预加氢反应器与主反应器间没有设置分离单元，且没有设置预加氢反应器的循环油系统和急冷油系统。该工艺无法稀释预加氢反应器内原料油杂质的浓度，且预加氢反应生成的水、氨、硫化氢等不经脱除直接与主加氢催化剂接触，影响主加氢催化剂的活性。因此不适合杂质含量高的煤焦油原料，且装置运行周期有限。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种煤焦油加氢系统及方法，设备成本低，操作简单；能延长加氢精制反应器和加氢裂化反应器的催化剂寿命、能够适应条件更恶劣的原料油。