一種煤焦油低壓脫金屬的方法
【專利摘要】本發明公開了一種煤焦油低壓脫金屬的方法，主要解決了現有煤焦油全餾分中的金屬含量很高，通常高于200μg/g，嚴重制約了主加氫裝置的運行周期等問題。該煤焦油低壓脫金屬的方法首先將煤焦油與氫氣混合后，從固定床加氫反應器頂部進入固定床加氫反應器，進行加氫精制反應，其中，固定床加氫反應器內至少裝填有加氫保護催化劑，該加氫保護催化劑包括從上至下依次裝填的第一保護催化劑、第二保護催化劑和第三保護催化劑；加氫精制反應的反應壓力為2.8~8.5MPa；然后，將固定床加氫反應器流出物進行氣液分離，得到總金屬含量低于2μg/g的精制煤焦油。本發明在較低的操作壓力下反應，通過低壓加氫生產總金屬含量小于2μg/g的精制煤焦油。
【專利說明】一種煤焦油低壓脫金屬的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種對煤焦油的加氫預處理技術，具體的說，是涉及一種煤焦油低壓脫金屬的方法。
【背景技術】
[0002]煤焦油是以芳香烴為主的有機混合物，是煉焦工業及煤氣化工業的重要副產品，其可以加工成各種化學品，也可以加工成高品質燃料油。隨著我國經濟建設特別是鋼鐵工業的不斷深入發展，焦化工業也隨之迅速發展起來，我國現已發展成為世界最大的焦炭和煤焦油生產國家。到2012年底，全國煤焦油產量已超過2500萬噸/年，隨著煤焦化產業的發展，煤焦油的產量在不斷增加，然而，煤焦油實際深加工量不足800萬噸/年，資源浪費嚴重，因此，煤焦油的清潔加工對我國的經濟發展有著深遠影響。
[0003]目前，國內大多數企業是直接將煤焦油出售，不僅附加值低，而且給環境造成了很大的污染。于是如何合理利用煤焦油資源，提高企業的經濟效益變的越來越重要并且越來越迫切。現有技術手段是以煤焦油為原料采用加氫工藝制取清潔燃料油，不僅符合國家開拓新能源、保護環境等政策的要求，同時也能為企業帶來良好的經濟效益，但是，煤焦油全餾分中的金屬含量很高，通常高于200μ g/g，嚴重制約了主加氫裝置的運行周期。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服上述缺陷，提供一種實現方便、成本低廉，通過低壓加氫生產總金屬含量小于2 μ g/g的精制煤焦油的煤焦油低壓脫金屬的方法。
[0005]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下:
一種煤焦油低壓脫金屬的方`法，首先，將煤焦油與氫氣混合后，從固定床加氫反應器頂部進入固定床加氫反應器，進行加氫精制反應，其中，固定床加氫反應器內至少裝填有加氫保護催化劑，該加氫保護催化劑包括從上至下依次裝填的第一保護催化劑、第二保護催化劑和第三保護催化劑；加氫精制反應的反應壓力為2.8~8.5MPa ;然后，將固定床加氫反應器流出物進行氣液分離，得到總金屬含量低于2 μ g/g的精制煤焦油。
[0006]上述三種催化劑的特征如下:
所述第一保護催化劑的載體含有80%~99%的ZrO2 ;孔體積為2.5^3.5mL/g ；比表面積為3(T60m2/g ;第一保護催化劑以對應的金屬氧化物質量計，含有0.1%~1.0%的第VIII族金屬和0.5%~3.0%的第VIB族金屬。
[0007]所述第二保護催化劑的載體含有80%~99%的ZrO2 ;孔體積為1.5^2.5mL/g ；比表面積為5(T80m2/g ;第二保護催化劑以對應的金屬氧化物質量計，含有0.3%~3.0%的第VIII族金屬和1.0%~4.0%的第VIB族金屬。
[0008]所述第三保護催化劑的載體含有80%~99%的ZrO2 ;孔體積為0.5~1.5mL/g ；比表面積為8(Tl00m2/g ;催化劑以對應的金屬氧化物質量計，含有0.5%~4.0%的第VIII族金屬和1.5%~5.0%的第VIB族金屬。[0009]進一步的，加氫精制反應的反應條件為反應溫度20(T38(TC，空速0.2^2.011，氫油體積比300~1000。
[0010]進一步的，第一保護催化劑、第二保護催化劑和第三保護催化劑的床層空隙率分別為 55%~65%、50%~60%、45%~55%。
[0011]本發明還采用了特殊的填充方式，第一保護催化劑、第二保護催化劑和第三保護催化劑由上至下依次填充，且第一保護催化劑的裝填量不低于加氫保護催化劑裝填量的40%,第三保護催化劑的裝填量不低于加氫保護催化劑裝填量的40%。
[0012]在一種實施方案中，所述步驟(1)中的煤焦油為煤焦油全餾分，其總金屬含量高于300 μ g/g,浙青質含量低于18%。
[0013]與現有技術相比，本發明的有益效果在于:
(I)本發明采用特定的加氫保護催化劑體系，且催化劑采用三層由上至下的裝填方式，在較低的操作壓力下反應，通過低壓加氫生產總金屬含量小于2 μ g/g的精制煤焦油，為主加氫裝置提供優良的原料，一方面，降低了裝置操作成本，另一方面，提高了催化劑容金屬量，從而提高了裝置運轉周期。
[0014](2)本發明可以處理總金屬含量高于300 μ g/g的煤焦油全餾分，對煤焦油中浙青質含量限制低于18%。
[0015](3)本發明采用合理的加氫保護催化劑的填充方式，將煤焦油全餾分中的Fe、Ca、Na進行分級脫除，將Fe、Ca、Na合理地分配到每層保護催化劑中，有效地避免了因鐵比較容易脫除而造成反應器頂部結蓋的問題。
【具體實施方式】
[0016]下面結合實施例對本發明作進一步說明。本發明的實施方式包括但不限于下列實施例。
實施例
[0017]本實施例提供了一種煤焦油低壓脫金屬的方法，該方法采用特定的催化劑體系及裝填方法，在較低的操作壓力下反應，提高催化劑容金屬量，從而提高裝置運轉周期。
[0018]為了使得本領域技術人員對本發明有更清晰的了解和認識，下面對其進行詳細說明:
首先，將煤焦油與氫氣混合后，從固定床加氫反應器頂部進入固定床加氫反應器，進
行加氫精制反應，優選的，加氫精制反應的反應條件為:反應壓力2.8~8.5MPa,反應溫度
20(T380°C，空速0.2~2.0h—1，氫油體積比300~1000。煤焦油為煤焦油全餾分，其總金屬含量
高于300 μ g/g，浙青質含量低于18%。本實施例采用的煤焦油全餾分原料性質見下表:
表1.煤焦油全餾分原料性質
【權利要求】
1.一種煤焦油低壓脫金屬的方法，其特征在于，首先，將煤焦油與氫氣混合后，從固定床加氫反應器頂部進入固定床加氫反應器，進行加氫精制反應，其中，固定床加氫反應器內至少裝填有加氫保護催化劑，該加氫保護催化劑包括從上至下依次裝填的第一保護催化劑、第二保護催化劑和第三保護催化劑；加氫精制反應的反應壓力為2.8~8.5MPa ;然后，將固定床加氫反應器流出物進行氣液分離，得到總金屬含量低于2 μ g/g的精制煤焦油。
2.根據權利要求1所述的一種煤焦油低壓脫金屬的方法，其特征在于，所述第一保護催化劑的載體含有80%~99%的ZrO2 ;孔體積為2.5~3.5mL/g ;比表面積為3(T60m2/g ;第一保護催化劑以對應的金屬氧化物質量計，含有0.1%~1.0%的第VIII族金屬和0.5%~3.0%的第VIB族金屬。
3.根據權利要求1所述的一種煤焦油低壓脫金屬的方法，其特征在于，所述第二保護催化劑的載體含有80%~99%的ZrO2 ;孔體積為1.5~2.5mL/g ;比表面積為5(T80m2/g ;第二保護催化劑以對應的金屬氧化物質量計，含有0.3%~3.0%的第VIII族金屬和1.0%~4.0%的第VIB族金屬。
4.根據權利要求1所述的一種煤焦油低壓脫金屬的方法，其特征在于，所述第三保護催化劑的載體含有80%~99%的ZrO2 ;孔體積為0.5~1.5mL/g ;比表面積為8(Tl00m2/g ;催化劑以對應的金屬氧化物質量計，含有0.5%~4.0%的第VIII族金屬和1.5%~5.0%的第VIB族金屬。
5.根據權利要求1所述的一種煤焦油低壓脫金屬的方法，其特征在于，加氫精制反應的反應條件為反應溫度20(T380°C，空速0.2~2.0h-1，氫油體積比300~1000。
6.根據權利要求1所述的一種煤焦油低壓脫金屬的方法，其特征在于，所述第一保護催化劑、第二保護催化劑和第三保護催化劑的床層空隙率分別為55%~65%、50%~60%、45%~55%。
7.根據權利要求1所述的一種煤焦油低壓脫金屬的方法，其特征在于，所述第一保護催化劑的裝填量不低于加氫保護催化劑裝填量的40%，第三保護催化劑的裝填量不低于加氫保護催化劑裝填量的40%。
8.根據權利要求1所述的一種煤焦油低壓脫金屬的方法，其特征在于，所述步驟(1)中的煤焦油為煤焦油全餾分，其總金屬含量高于300 μ g/g，浙青質含量低于18%。
【文檔編號】C10G67/02GK103725324SQ201310734278
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】吳建明 申請人:成都博晟能源科技有限公司