一種煤焦油全餾分預處理方法及實現該方法的裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種煤焦油全餾分預處理方法及實現該方法的裝置，主要解決了現有煤焦油資源浪費以及精制成本高的問題。該煤焦油全餾分預處理方法包括以下步驟：原料煤焦油與氫氣混合后，進入固定床加氫反應器，加入保護催化劑使混合后的物料在2.8-8.5MPa進行加氫反應；然后經過分離器進行分離，分離后的精制煤焦油一部分輸出，其余部分返回固定床加氫反應器進行循環利用。本發明在較低的操作壓力下進行反應，采用特定的保護催化劑及裝填方法，降低了整個裝置的操作要求和成本，并且精制出的煤焦油含金屬含量低，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。
【專利說明】一種煤焦油全餾分預處理方法及實現該方法的裝置
【技術領域】[0001]本發明涉及一種煤焦油全餾分預處理方法及實現該方法的裝置，屬于煤化工領域。
【背景技術】
[0002]煤焦油是以芳香烴為主的有機混合物，可以加工成各種化學品，也可以加工成高品質燃料油，煤焦油是煉焦工業及煤氣化工業的重要副產品，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，現我國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，而煤焦油實際深加工量不足800萬噸/年，資源浪費嚴重。隨著煤焦化產業的發展，煤焦油的產量在不斷增加，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；同時因煤焦油全餾分中的金屬含量很高，通常高于200 μ g/g，有的高達400 μ g/g以上，嚴重制約了主加氫裝置的運行周期。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種煤焦油全餾分預處理方法及實現該方法的裝置，主要解決了現有煤焦油資源浪費以及精制成本高的問題。
[0005]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下:
一種煤焦油全餾分預處理方法，包括以下步驟:
(O原料煤焦油與氫氣分別經第一管線和第二管線從固定床加氫反應器底部進入，同時在固定床加氫反應器加入保護催化劑，所述保護催化劑包括保護催化劑1、保護催化劑
2、保護催化劑3，從下至上依次裝填于固定床加氫反應器；
(2)加氫反應后的物料從固定床加氫反應器頂部經第三管線進入熱高壓分離器進行分離，分離后的一部分產物從底部輸出經第四管線進入熱低壓分離器，然后從熱低壓分離器的底部輸出；其余部分產物從頂部輸出經第六管線進入冷高壓分離器進行氣液分離，分離后的水由該冷高壓分離器底部經第七管線排出，分離后的油相經第八管線進入冷低壓分離器，然后從該冷低壓分離器的底部輸出，經第九管線與來自熱低壓分離器的底部輸出的產物混合，混合后得到精制煤焦油。
[0006]具體地，所述步驟(2)中冷高壓分離器分離后產生氣體，該氣體從冷高壓分離器頂部輸出經第十管線進入循環壓縮機，再經第十一管線與氫氣混合，所述精制煤焦油一部分由第十三管線輸出，其余部分經第十二管線返回固定床加氫反應器底部入口。
[0007]進一步地，所述步驟(1)中反應條件為反應壓力2.8~8.5MPa，反應溫度20(T38(TC，空速0.2^2.0tT1，液流線速度為0.3^2.0cm/s，保護催化劑1、保護催化劑2、保護催化劑3緊密堆積的床層膨脹率均為29TlO%，氫氣與原料煤焦油體積比為300-1000。[0008]再進一步地，所述保護催化劑I具有如下特征: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，催化劑以對應的金屬氧化物質量計含有0.1%~?.0%的第VIII族金屬和0.5%~3.0%的第VIB族金屬；
保護催化劑2具有如下特征: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，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；
保護催化劑3具有如下特征: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]另外，所述保護催化劑1、保護催化劑2、保護催化劑3緊密堆積的床層空隙率分別為55%~65%、50%~60%、45%~55%，其中保護催化劑I的裝填量不低于保護催化劑總裝填量的30%，保護催化劑3的裝填量不低于總保護催化劑裝填量的40%。
[0010]更進一步地，所述由第五管線輸出的精制煤焦油與返回固定床加氫反應器入口的精制煤焦油的比例為1:廣5:1。
[0011]所述原料煤焦油為煤焦油全餾分，其總金屬含量20(T500yg/g，浙青質含量低于25%，反應后得到的精制煤焦油總金屬含量低于2 μ g/g。
[0012]實現煤焦油全餾分預處理方法的裝置，包括用于原料輸入的第一管線、第二管線，底部同時與第一管線和第二管線連接的固定床加氫反應器，通過第三管線與固定床加氫反應器頂部連接的熱高壓分離器`，通過第四管線與熱高壓分離器底部連接的熱低壓分離器，通過第六管線與熱高壓分離器頂部連接的冷高壓分離器，通過第八管線與冷高壓分離器連接的冷低壓分離器，與冷低壓分離器底部連接的第九管線，與熱低壓分離器底部連接的第五管線，所述第九管線和第五管線相連，相連后連接有第十三管線。
[0013]具體地，還包括與冷高壓分離器頂部連接的第十管線，與第十管線連接的循環壓縮機，所述循環壓縮機通過第十一管線與第一管線相連，所述第九管線和第五管線相連后還連接有第十二管線連接，第十二管線的另一端與第二管線相連，所述冷高壓分離器底部還連接有第七管線。
[0014]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
(1)本發明在較低的操作壓力下進行反應，一方面降低了整個預處理裝置的操作要求，另一方面也降低了預處理裝置的操作成本；
(2)本發明采用特定的保護催化劑及裝填方法，提高了保護催化劑容金屬量，縮短裝置運轉周期；
(3)本發明采用上流式操作模式，通過精制煤焦油循環控制床層膨脹率，提高緊密堆積床層容金屬能力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明預處理裝置的結構示意圖。
[0016]其中，圖中附圖標記對應的名稱為:
1-第一管線，2-第二管線，3-固定床加氫反應器，4-第三管線，5-熱高壓分離器，6-第四管線，7-熱低壓分離器，8-第五管線，9-第六管線，10-冷高壓分離器，11-第七管線，12-第八管線，13-冷低壓分離器，14-第九管線，15-第十管線，16-循環壓縮機，17-第十一管線，18-第十二管線，19-第十三管線。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和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。
[0018]實施例1
一種煤焦油全餾分預處理方法，包括以下步驟:
(O原料煤焦油與氫氣分別經第一管線和第二管線從固定床加氫反應器底部進入，同時在固定床加氫反應器加入保護催化劑，所述保護催化劑包括保護催化劑1、保護催化劑
2、保護催化劑3，從下至上依次裝填于固定床加氫反應器；
(2)加氫反應后的物料從固定床加氫反應器頂部經第三管線進入熱高壓分離器進行分離，分離后的一部分產物從底部輸出經第四管線進入熱低壓分離器，然后從熱低壓分離器的底部輸出；其余部分產物從頂部輸出經第六管線進入冷高壓分離器進行氣液分離，分離后的水由該冷高壓分離器底部經第七管線排出，分離后的油相經第八管線進入冷低壓分離器，然后從該冷低壓分離器的底部輸出，經第九管線與來自熱低壓分離器的底部輸出的產物混合，混合后得到精制煤焦油。
[0019]為了回收利用所述步驟(2)中冷高壓分離器分離后產生的氫氣，將該氣體從冷高壓分離器頂部輸出經第十 管線進入循環壓縮機，再經第十一管線與氫氣混合，精制煤焦油一部分由第十三管線輸出，其余部分經第十二管線返回固定床加氫反應器底部入口，返回的目的在于穩定原料煤焦油與氫氣的反應。
[0020]在本實施例中，所述步驟(1)中反應條件為反應壓力5.010^，反應溫度3501:，新鮮原料空速0.5h-1，液流線速度為0.3^1.0cm/s，所述保護催化劑1、保護催化劑2、保護催化劑3緊密堆積的床層膨脹率均為2%~8%，精制煤焦油與新鮮原料煤焦油的比例為2:1，氫氣與原料煤焦油體積比為1000，保護催化劑1、保護催化劑2、保護催化劑3分別裝填于固定床加氫反應器的底部、中部和頂部。
[0021]在本實施例中，具體采用具有如表1性質的保護催化劑。
[0022]表1保護催化劑物化性質___
【權利要求】
1.一種煤焦油全餾分預處理方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)原料煤焦油與氫氣分別經第一管線和第二管線從固定床加氫反應器底部進入，同時在固定床加氫反應器加入保護催化劑，所述保護催化劑包括保護催化劑1、保護催化劑2、保護催化劑3，從下至上依次裝填于固定床加氫反應器； (2)加氫反應后的物料從固定床加氫反應器頂部經第三管線進入熱高壓分離器進行分離，分離后的一部分產物從底部輸出經第四管線進入熱低壓分離器，然后從熱低壓分離器的底部輸出；其余部分產物從頂部輸出經第六管線進入冷高壓分離器進行氣液分離，分離后的水由該冷高壓分離器底部經第七管線排出，分離后的油相經第八管線進入冷低壓分離器，然后從該冷低壓分離器的底部輸出，經第九管線與來自熱低壓分離器的底部輸出的產物混合，混合后得到精制煤焦油。
2.根據權利要求1所述的一種煤焦油全餾分預處理方法，其特征在于，所述步驟(2)中冷高壓分離器分離后產生氣體，該氣體從冷高壓分離器頂部輸出經第十管線進入循環壓縮機，再經第十一管線與氫氣混合，所述精制煤焦油一部分由第十三管線輸出，其余部分經第十二管線返回固定床加氫反應器底部入口。
3.根據權利要求2所述的一種煤焦油全餾分預處理方法，其特征在于，所述步驟(1)中反應條件為反應壓力2.8~8.5MPa，反應溫度200~380°C，空速0.2~2.0h—1，液流線速度為0.3^2.0cm/s，保護催化劑1、保護催化劑2、保護催化劑3緊密堆積的床層膨脹率均為2%~10%，氫氣與原料煤焦油體積比為300~1000:1。
4.根據權利要求3所述的一種煤焦油全餾分預處理方法，其特征在于，所述保護催化劑I具有如下特征: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，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； 保護催化劑2具有如下特征: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，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； 保護催化劑3具有如下特征: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4所述的一種煤焦油全餾分預處理方法，其特征在于，所述保護催化劑1、保護催化劑2、保護催化劑3緊密堆積的床層空隙率分別為55%~65%、50%~60%、45%~55%，其中保護催化劑I的裝填量不低于保護催化劑總裝填量的30%，保護催化劑3的裝填量不低于總保護催化劑裝填量的40%。
6.根據權利要求5所述的一種煤焦油全餾分預處理方法，其特征在于，所述由第五管線輸出的精制煤焦油與返回固定床加氫反應器入口的精制煤焦油的比例為1:廣5:1。
7.根據權利要求6所述的一種煤焦油全餾分預處理方法，其特征在于，所述原料煤焦油為煤焦油全餾分，其總金屬含量200-500 μ g/g，浙青質含量低于25%，反應后得到的精制煤焦油總金屬含量低于2 μ g/g。
8.實現權利要求f7任意一項所述的煤焦油全餾分預處理方法的裝置，其特征在于，包括用于原料輸入的第一管線(I)、第二管線(2)，底部同時與第一管線和第二管線連接的固定床加氫反應器(3)，通過第三管線(4)與固定床加氫反應器頂部連接的熱高壓分離器(5)，通過第四管線(6)與熱高壓分離器底部連接的熱低壓分離器(7)，通過第六管線(9)與熱高壓分離器頂部連接的冷高壓分離器(10)，通過第八管線(12)與冷高壓分離器連接的冷低壓分離器(13)，與冷低壓分離器底部連接的第九管線(14)，與熱低壓分離器底部連接的第五管線(8)，所述第九管線和第五管線相連，相連后連接有第十三管線(19)。
9.根據權利要求8所述的實現煤焦油全餾分預處理方法的裝置，其特征在于，還包括與冷高壓分離器頂部連接的第十管線(15)，與第十管線連接的循環壓縮機(16)，所述循環壓縮機通過第十一管線(17)與第一管線相連，所述第九管線和第五管線相連后還連接有第十二管線(18)連接，第十二管線的另一端與第二管線相連，所述冷高壓分離器底部還連接有第七管線(11)。
【文檔編號】C10G67/00GK103642522SQ201310734872
【公開日】2014年3月19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