硫化氫回收補硫的煤焦油加氫系統的制作方法

本實用新型涉及一種硫化氫回收補硫的煤焦油加氫系統，該系統采用煤焦油加氫裝置降低硫化氫氣體排放量，減少或杜絕劇毒物二甲基二硫(DMDS)的用量，具有良好的經濟效益。

背景技術：

煤焦油加氫裝置正常操作時，反應系統循環氫中硫化氫濃度控制不小于300ppm。加氫裝置所用催化劑的活性金屬組分在硫化態時活性最高，因此催化劑在正常使用時是以硫化態形式存在的。使用過程中催化劑上形成硫化物的硫元素與循環氫中的硫化氫達到平衡，保證了催化劑上高價位金屬硫化物形態。當循環氫中硫化氫含量過低(小于300ppm)時，這種平衡被打破，氫將催化劑上的金屬硫化物還原成低價位金屬，甚至還原成單質金屬，催化劑活性喪失。為了避免金屬硫化物被氫還原，要求反應系統循環氫中硫化氫濃度控制不小于300ppm。

由于煤焦油有其特殊特點，與高硫原油不同，煤焦油組成中硫少氮多，一般情況下氮含量是硫含量的3～5倍。煤焦油經加氫后硫氮轉化為硫化氫(H₂S)和氨(NH₃)，在加氫產物冷卻過程中二者反應生成硫化銨或硫氫銨，易堵塞管道，所以需注水溶解氨鹽。由于氨多硫化氫少，且氨易溶于水，基本上循環氫中硫化氫、氨、銨鹽等全部溶于水或油相，導致循環氫中硫化氫含量極低，造成催化劑還原，所以煤焦油加氫過程中需要補硫。現有技術的硫化氫回收補硫的煤焦油加氫系統，具體的流程結構圖見圖1所示：該系統加熱爐3’、與除鹽水連接的注水罐4’、精制進料緩沖罐6’、加氫精制反應器8’、精制熱高分罐9’、精制冷高分罐10’、裂化進料緩沖罐11’、熱低分罐15’、冷低分罐16’、脫硫化氫汽提塔(穩定塔)17’、分餾塔1’8、精制冷高分罐10’、裂化進料緩沖罐11、加氫裂化反應器12’、裂化熱高分罐13’、裂化冷高分罐14’；所述的注水罐4’通過管道分別與精制熱高分罐9’和裂化熱高分罐13’連接；所述的裂化熱高分罐13’分別通過管道與裂化冷高分罐14和熱低分罐15’連接；所述的精制熱高分罐9通過管道分別與精制冷高分罐10’和熱低分罐15’連接；所述的裂化冷高分罐14’分別通過管道與加熱爐3’和冷低分罐16’連接，且與加熱爐連接的管道上設置有循環氫壓縮機19’；所述的加熱爐通過管路與加氫裂化反應器12’連接、且加熱爐通過管路還連接有與新氫源連通的新氫壓縮機20’，所述的熱爐3’通過管道還連接有注硫罐1’，注硫罐的一端設置有供硫化劑進入的進料管、另一端通過注硫泵2’與加熱爐連接；所述的熱低分罐15’與精制冷高分罐10’分別通過管道與冷低分罐16’連接；所述的冷低分罐16’通過管路與脫硫化氫汽提塔17’連接，冷低分罐16’上端設置有低分氣體排出管路；所述的脫硫化氫汽提塔17’上端設置有塔頂氣出口管，塔底部設置有與分餾塔18’中部連接的管路，所述的制進料緩沖罐6’的側壁設置有與料源連接的管路；所述的加氫裂化反應器12’的底部通過管路與裂化熱高分罐13’連接，所述的加氫裂化反應器12’的上端通過管路與裂化進料緩沖罐11’連接，裂化進料緩沖罐11’的進料端與裂化進料源連接；在精制進料緩沖罐6’與加氫精制反應器8’連接的管路上設置有加氫精制進料泵7’作為管路中介質流動的動力源；在注水罐與裂化熱高分罐連接的管路(管道)上設置有注水泵5’作為管路中介質流動的動力源；在裂化進料緩沖罐與加氫裂化反應器連接的管路上設置有加氫裂化進料泵21’作為管路中介質流動的動力源。

如果按照上述圖1的工藝路線，按每噸煤焦油對應3000Nm³/h循環氫，根據300ppm含量計算，需二甲基二硫(DMDS)1.89kg，按一年15萬噸產品油規模，一年需二甲基二硫(DMDS)283.5噸，二甲基二硫單價17000元/噸，一年注硫劑運行費用482萬元。

為了降低運行費用，煤焦油加氫行業嘗試各種方法，尚無有效措施。主要方法如下：

(1)采用二硫化碳(CS₂)代替二甲基二硫(DMDS)，由于二硫化碳售價較低，約5000元/噸，可有效降低成本；但二硫化碳沸點為46.5℃，易氣化，導致人員中毒。

(2)采用液態硫磺代替二甲基二硫(DMDS)，但這必須要求有硫磺回收裝置或外采硫磺，由于液態硫磺易凝固堵塞管道，所以較少采用。

(3)通過將酸性水汽提分離硫化氫，硫化氫經干燥后提壓補至新氫壓縮機入口，從而實現補硫。但是本工藝需要新氫壓縮機可抗硫化氫腐蝕，已建煤焦油加氫工廠基本不具備此條件；新建可考慮實施，但流程較長，投資相對較大。

鑒于各種補硫工藝的缺點，有必要開發一種新型工藝，關鍵在于回收硫化氫，且操作方便，可有效降低運行成本。

技術實現要素：

本實用新型針對現有技術的上述不足，提供一種采用油溶硫化氫做注硫劑、成本低、就地取材、充分利用裝置現有資源的硫化氫回收補硫的煤焦油加氫系統。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：一種硫化氫回收補硫的煤焦油加氫系統，該系統包括加熱爐、與除鹽水連接的注水罐、精制進料緩沖罐、加氫精制反應器、精制熱高分罐、精制冷高分罐、裂化進料緩沖罐、熱低分罐、冷低分罐、脫硫化氫汽提塔(穩定塔)、分餾塔、精制冷高分罐、裂化進料緩沖罐、加氫裂化反應器、裂化熱高分罐、裂化冷高分罐；

所述的注水罐通過管道分別與精制熱高分罐和裂化熱高分罐連接；所述的裂化熱高分罐分別通過管道與裂化冷高分罐和熱低分罐連接；所述的精制熱高分罐通過管道分別與精制冷高分罐和熱低分罐連接；所述的裂化冷高分罐分別通過管道與加熱爐和冷低分罐連接，且與加熱爐連接的管道上設置有循環氫壓縮機；所述的加熱爐通過管路與加氫裂化反應器連接、且加熱爐通過管路還連接有與新氫源連通的新氫壓縮機；所述的熱低分罐與精制冷高分罐分別通過管道與冷低分罐連接；所述的冷低分罐通過管路與脫硫化氫汽提塔連接，冷低分罐上端設置有低分氣體排出管路；所述的脫硫化氫汽提塔上端設置有塔頂氣出口管，靠近塔頂的側壁設置有與精制進料緩沖罐連通的管路，塔底部設置有與分餾塔中部連接的管路，所述的精制進料緩沖罐的側壁設置有與料源連接的管路、精制進料緩沖罐的底部通過管路與加氫精制反應器；所述的加氫裂化反應器的底部通過管路與裂化熱高分罐連接，所述的加氫裂化反應器的上端通過管路與裂化進料緩沖罐連接，裂化進料緩沖罐的進料端與裂化進料源連接。

采用上述結構，不需要外加硫化膠、注硫罐、注硫泵等設備；加氫反應產物經冷卻后，送至脫硫化氫汽提塔中脫除硫化氫，然后進分餾塔分餾得到產品石腦油組分和柴油組分。在脫硫化氫汽提塔操作過程中，塔底物料不含硫化氫，硫化氫在塔頂部富集，塔頂回流氣相作為含硫燃料氣外送脫硫(塔頂氣)，而塔頂的輕油相則會溶解有大量硫化氫，含量高達7500ppm；因此，本實用創造性的在脫硫化氫汽提塔輕油匯集處與精制進料緩沖罐直接設置了一根連通管路，則就可以將塔頂輕油部分回注至加氫裝置的精制進料緩沖罐內與原料充分混合，即原料中含有大量硫化氫，即可實現有效補充注硫劑；無需外部添加硫化劑；如果按每噸煤焦油對應3000Nm³/h循環氫，根據300ppm含量計算，需要回注汽提塔塔頂輕油0.16噸(相對每噸原料)即可滿足要求，此外，脫硫化氫汽提塔塔頂輕油回注，還能起到稀釋原料油的作用，緩和加氫反應。

與其它注硫方案相比，本實用結構簡單、可行高，只需要充分利用裝置現有設備和物料，不需要額外增加設備，利用煤焦油組成中自有的硫進行補充，簡單可行，方便裝置改造。即在原有的工藝流程中，從脫硫化氫汽提塔塔頂回流泵出口增設一條跨線接至原料緩沖罐入口，二者充分混合，再通過加氫精制進料泵送至反應系統，可保證催化劑的安全運行。因此，本工藝方法針對15萬噸/年煤焦油加氫，節省了482萬元/年，經濟效益很好。另外，本發明與其它現有額外注入硫化劑的方案相比，有效減少了硫化氫的排放，降低了硫化氫的處理費用，具有一定的環保效益。

作為優選，本實用所述的脫硫化氫汽提塔與精制進料緩沖罐連通的管路的高度高于精制進料緩沖罐與料源連接的管路的高度；采用該結構可以使得脫硫化氫汽提塔塔頂輕油回注后與原料充分混合接觸、稀釋原料油，緩和加氫反應。

作為優選，本實用所述的脫硫化氫汽提塔上、與精制進料緩沖罐連通的管路的接口位于脫硫化氫汽提塔塔頂輕油匯集處；采用該結構可以保證塔頂輕油充分回注到精制進料緩沖罐內，起到補硫和稀釋原料油的作用。

附圖說明

附圖1現有技術硫化氫回收補硫的煤焦油加氫系統的結構示意圖。

附圖2本實用新型硫化氫回收補硫的煤焦油加氫系統結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖進一步詳細描述本實用新型，但本實用新型不僅僅局限于以下實施例。

如附圖2所示，本實用新型采用的技術方案為：一種硫化氫回收補硫的煤焦油加氫系統，該系統包括

加熱爐3、與除鹽水連接的注水罐4、精制進料緩沖罐6、加氫精制反應器8、精制熱高分罐9、精制冷高分罐10、裂化進料緩沖罐11、熱低分罐15、冷低分罐16、脫硫化氫汽提塔(穩定塔)17、分餾塔18、精制冷高分罐、裂化進料緩沖罐11、加氫裂化反應器12、裂化熱高分罐13、裂化冷高分罐14；

所述的注水罐4通過管道分別與精制熱高分罐9和裂化熱高分罐13連接；

所述的裂化熱高分罐13分別通過管道與裂化冷高分罐14和熱低分罐15連接；

所述的精制熱高分罐9通過管道分別與精制冷高分罐10和熱低分罐15連接；

所述的裂化冷高分罐14分別通過管道與加熱爐3和冷低分罐16連接，且與加熱爐連接的管道上設置有循環氫壓縮機；所述的加熱爐通過管路與加氫裂化反應器12連接、且加熱爐通過管路還連接有與新氫源連通的新氫壓縮機；

所述的熱低分罐15與精制冷高分罐10分別通過管道與冷低分罐16連接；

所述的冷低分罐16通過管路與脫硫化氫汽提塔17連接，冷低分罐16上端設置有低分氣體排出管路；

所述的脫硫化氫汽提塔17上端設置有塔頂氣出口管，靠近塔頂的側壁設置有與精制進料緩沖罐6連通的管路，塔底部設置有與分餾塔18中部連接的管路，所述的精制進料緩沖罐6的側壁設置有與料源連接的管路、精制進料緩沖罐的底部通過管路與加氫精制反應器8；

所述的加氫裂化反應器12的底部通過管路與裂化熱高分罐13連接，所述的加氫裂化反應器12的上端通過管路與裂化進料緩沖罐11連接，裂化進料緩沖罐11的進料端與裂化進料源連接。

采用上述結構，不需要外加硫化膠、注硫罐、注硫泵等設備；加氫反應產物經冷卻后，送至脫硫化氫汽提塔中脫除硫化氫，然后進分餾塔分餾得到產品石腦油組分和柴油組分。在脫硫化氫汽提塔操作過程中，塔底物料不含硫化氫，硫化氫在塔頂部富集，塔頂回流氣相作為含硫燃料氣外送脫硫(塔頂氣)，而塔頂的輕油相則會溶解有大量硫化氫，含量高達7500ppm；因此，本實用創造性的在脫硫化氫汽提塔輕油匯集處與精制進料緩沖罐直接設置了一根連通管路，則就可以將塔頂輕油部分回注至加氫裝置的精制進料緩沖罐內與原料充分混合，即原料中含有大量硫化氫，即可實現有效補充注硫劑；無需外部添加硫化劑；如果按每噸煤焦油對應3000Nm³/h循環氫，根據300ppm含量計算，需要回注汽提塔塔頂輕油0.16噸(相對每噸原料)即可滿足要求，此外，脫硫化氫汽提塔塔頂輕油回注，還能起到稀釋原料油的作用，緩和加氫反應。

與其它注硫方案相比，本實用結構簡單、可行高，只需要充分利用裝置現有設備和物料，不需要額外增加設備，利用煤焦油組成中自有的硫進行補充，簡單可行，方便裝置改造。即在原有的工藝流程中，從脫硫化氫汽提塔塔頂回流泵出口增設一條跨線接至原料緩沖罐入口，二者充分混合，再通過加氫精制進料泵送至反應系統，可保證催化劑的安全運行。因此，本工藝方法針對15萬噸/年煤焦油加氫，節省了482萬元/年，經濟效益很好。另外，本發明與其它現有額外注入硫化劑的方案相比，有效減少了硫化氫的排放，降低了硫化氫的處理費用，具有一定的環保效益。

本實用所述的脫硫化氫汽提塔17與精制進料緩沖罐6連通的管路的高度高于精制進料緩沖罐與料源連接的管路的高度；采用該結構可以使得脫硫化氫汽提塔塔頂輕油回注后與原料充分混合接觸、稀釋原料油，緩和加氫反應。

本實用所述的脫硫化氫汽提塔17上、與精制進料緩沖罐6連通的管路的接口位于脫硫化氫汽提塔塔頂輕油匯集處；采用該結構可以保證塔頂輕油充分回注到精制進料緩沖罐6內，起到補硫和稀釋原料油的作用。

本實用新型，在精制進料緩沖罐6與加氫精制反應器8連接的管路上設置有加氫精制進料泵7作為管路中介質流動的動力源；在注水罐與裂化熱高分罐連接的管路(管道)上設置有注水泵5作為管路中介質流動的動力源；在裂化進料緩沖罐與加氫裂化反應器連接的管路上設置有加氫裂化進料泵21作為管路中介質流動的動力源。

本實用新型，所述的分餾塔，中間與穩定塔的管道連接，上部設置有石腦油組分出料管、下部設置有未轉化的油的出料管、側壁位于中部靠下設置有柴油組分出料管；本發明的各個設備均為行業的常規設備，管路中的介質走向按照附圖箭頭所指方向。