一種對煤焦油進行處理的系統的製作方法

2023-06-11 16:10:16

本實用新型屬於劣質油品加工方法
技術領域：
，特別涉及一種對煤焦油進行處理的系統。
背景技術：
：隨著現代工業的迅速發展，在相當長的時期內對化石能源的需求將會日益增加。我國「富煤、貧油、少氣」的能源格局，決定了煤炭在我國能源戰略中的主導地位，煤炭的清潔高效利用直接關係著國民經濟的可持續發展。當前，我國石油對外依存度已近60％，因此通過煤炭生產清潔燃料是降低石油對外依存度的有效途徑。在煤的煉焦及煤炭分質分級利用過程中生產較多的煤焦油，煤焦油深加工則是煤生產清潔燃料的一種重要方式。根據煤乾餾溫度的不同，煤焦油可分為低溫焦油(450～650℃)、中低溫焦油(600～800℃)、中溫焦油(700～900℃)以及高溫焦油(900～1000℃)。煤焦油與常規石油有較大不同，隨著煤處理溫度的升高，煤焦油中的芳烴、膠質、瀝青質以及雜原子(硫、氮、氧、金屬)含量增加。煤焦油只有很少一部分被深加工利用，大部分作為燃料直接燃燒，不僅造成環境汙染而且也是一種極大的資源浪費。隨著環保法規的日益嚴苛和對車用燃料需求的增加，煤焦油通過加氫技術生產輕質燃料日益受到人們的關注。現有技術提出一種煤焦油加氫改質生產燃料油的方法，將預處理全餾分煤焦油與稀釋油按比例混合後，依次經過裝有加氫保護劑、預加氫催化劑的淺度加氫單元和裝有主加氫催化劑的深度加氫單元，最終獲得輕質油品。該方法中使用稀釋油來源於石油全餾分油、石油直餾餾分油或者煤焦油加氫輕生成油等，防結焦效果有限，煤焦油中重質組分轉化率低。該方法的缺點是需要在焦油處理過程中引入一定量的稀釋油這樣做即增加了原料成本，又降低了焦油的處理量，影響了焦油處理的效率。現有技術提出一種重、渣油輕質化方法，重、渣油經懸浮床加氫方法裂解為輕質產品，該方法選用加氫處理後的柴油餾分(170～350℃)作為供氫劑循環回懸浮床加氫反應器。該方法類同於加入稀釋劑的加工方法，且加氫柴油循環量較大，並且在處理過程中降低了裝置的處理效率。現有技術提出一種煤焦油處理方法，選用四氫萘或十氫萘作為供氫劑，煤焦油與供氫劑按一定的比例混合後進行加氫處理，其中供氫劑需在超臨界狀態或接近超臨界狀態條件下參與反應，降低結焦率。在煤焦油和供氫劑反應體系中加入水，在高溫、高壓條件下水與生成焦炭反應生成氫氣用來恢復供氫劑的供氫能力。該方法中需要額外添加供氫劑，且在反應體系中供氫劑的供氫能力恢復程度不能保證，需不斷補加新鮮供氫劑，而供氫劑價格相對較高，這樣就造成了處理成本的居高不下。技術實現要素：為解決現有技術中的問題，本實用新型旨在利用高壓反應懸浮床裝置處理之後的高溫高壓氣相產品，直接進行氣相產品中液相C2以上組分的直接收集處理，並且能夠脫除氣相產品中的H2S和NH3，使得氣相組分為氫氣，直接進行壓縮之後可進入懸浮床循環使用，這樣不僅能夠降低氣相產品中的C2+以上組分，直接收集該產品，並且大大縮短了氣相組分的處理流程。為實現上述目的，本實用新型提出了一種對煤焦油進行處理的系統，包括高壓懸浮床、C2+分離裝置及壓縮機；其中，所述高壓懸浮床包括高壓反應後氣體產物出口、第一氫氣入口、第二氫氣入口和煤焦油入口，所述高壓懸浮床用於煤焦油與氫氣的反應；所述C2+分離裝置包括高壓反應後氣體產物入口和分離後氣體產物出口，所述C2+分離單元用於液相產品分離，氣體經過分離處理後基本不含C2+以上組分；所述壓縮機包括分離後氣體產物入口和壓縮後氣體產物出口，所述壓縮機用於將分離後氣體產物直接進行壓縮循環加氫使用；所述壓縮後氣體產物出口和所述第二氫氣入口相連，所述高壓反應後氣體產物出口和所述高壓反應後氣體產物入口相連，所述分離後氣體產物出口和所述分離後氣體產物入口相連。具體地，所述系統還包括換熱器，在所述換熱器中煤焦油在進入所述高壓懸浮床之前先與所述高壓反應後氣體產物換熱，煤焦油換熱後進入所述高壓懸浮床，高壓反應後氣體產物換熱後進入所述C2+分離裝置。本實用新型能夠利用懸浮床高反應壓力直接回收氣相產品中的C2+組分，分離效果好，經過分離後氣體直接進行壓縮循環進入高壓懸浮床進行加氫反應，該工藝流程簡單並且能夠保證氣相產品高的C2+液相回收率。反應出來的高溫氣相產品先對原料油品進行換熱回收了氣相產品的熱量。本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。附圖說明圖1是本實用新型的煤焦油加氫反應系統流程圖。具體實施方式以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式進行更加詳細的說明，以便能夠更好地理解本實用新型的方案及其各個方面的優點。然而，以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的，而不是對本實用新型的限制。本實用新型所述的一種焦油處理系統包括：高壓懸浮床反應器，換熱器、C2+分離器及壓縮機。煤焦油進入高壓懸浮床反應器中與氫氣進行反應，反應之後的氣相產品與原料油進行換熱，換熱之後氣相產品進入C2+分離裝置，脫除C2+組分，分離之後直接進入壓縮機壓縮循環加氫使用。詳細過程如下：所述的煤焦油高溫高壓反應系統是指一種煤焦油高溫高壓懸浮床，在高壓反應床裝置內催化劑懸浮在焦油中並且和氫氣接觸進行反應，反應溫度為300～500℃，壓力為8～25Mpa。反應之後的產品氣體經過與原料氣進行換熱，換熱之後氣體溫度降低到60～120℃壓力為6～20Mpa。經換熱之後的氣體進入C2+分離器，該裝置能夠將氣體的壓力能和內能轉化為動能，在氣體獲得較高動能時，壓力能和內能降低，因此在該裝置中產品氣最低點溫度降到-100～-200℃，速度達到1～3M，在此過程中回收C2+以上餾分(C2+烴類的氣化溫度為-150℃左右，能夠達到回收的目的)，在裝置出口處，氣體速度降低至8～11m/s，溫度升高至60～80℃，壓力為4.2～14Mpa。在經過C2+分離裝置處理之後氣相產品的壓力降為30～40％。經過C2+分離裝置處理後，氣相產品中的C2+組分<0.5％，CO2也得到了脫除<0.2％。並且氫氣含量為97％以上。經處理之後的產品氣經過壓縮可以直接進入高壓懸浮床進行循環反應。本實用新型所述的出口氣體可直接經過壓縮後進入煤焦油高溫高壓反應系統循環使用，可不用再設氫氣提純單元。本實用新型所述的一種煤焦油高壓反應系統及相應氣相組分液相產品的收集系統流程圖如圖1所示。下面參考具體實施例，對本實用新型進行描述，需要說明的是，這些實施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本實用新型。實施例1本實施例提出了一種對煤焦油進行處理的系統，包括高壓懸浮床、換熱器、C2+分離裝置及壓縮機，過程如下：氫氣入口壓力為8Mpa，高壓懸浮床反應器溫度為500℃，氣相出口溫度為380℃。出口反應氣與煤焦油進行換熱，換熱之後溫度為60℃，壓力降低為6Mpa，之後氣體進入C2+分離裝置，進行分離，在所述C2+分離器將氣體的壓力能和內能轉化為動能，將產品氣最低點溫度降到-100℃，速度升至1M，在出口處將氣體速度降低至11m/s，溫度升高至80℃，壓力控制在12Mpa，分離滯後氣體中C2以上有機氣體組分大幅降低，之後再進入壓縮機進行壓縮直接與氫氣原料氣混合後進入高壓懸浮床參與反應。表1C2分離裝置出口氣體成分如表所示氫氣甲烷C2+COCO297.3％1.8％0.3％0.4％0.2％實施例2本實施例與上述實施例1所用系統一樣，但工藝條件不同，如下所述：氫氣入口壓力為15Mpa，高壓懸浮床反應器溫度為400℃，氣相出口溫度為350℃。出口反應氣與煤焦油進行換熱，換熱之後溫度為120℃，壓力降低為9Mpa，之後氣體進入C2+分離裝置，進行分離，在所述C2+分離器將氣體的壓力能和內能轉化為動能，將產品氣最低點溫度降到-150℃，速度升至3M，在出口處將氣體速度降低至9m/s，溫度升高至60℃，壓力控制在8.4Mpa，分離之後氣體中不含有C2以上有機氣體，之後再進入壓縮機進行壓縮直接與氫氣原料氣混合後進入高壓懸浮床參與反應。表2C2分離裝置出口氣體成分如表所示氫氣甲烷C2+COCO298.8％1.0％未檢出0.2％未檢出實施例3本實施例與上述實施例1所用系統一樣，但工藝條件不同，如下所述：氫氣入口壓力為25Mpa，高壓懸浮床反應器溫度為360℃，氣相出口溫度為300℃。出口反應氣與煤焦油進行換熱，換熱之後溫度為100℃，壓力降低為20Mpa，之後氣體進入C2+分離裝置，進行分離，在所述C2+分離器將氣體的壓力能和內能轉化為動能，將產品氣最低點溫度降到-200℃，速度升至3M，在出口處將氣體速度降低至10m/s，溫度升高至70℃，壓力控制在4.2Mpa，分離之後氣體中不含有C2以上有機氣體，之後再進入壓縮機進行壓縮直接與氫氣原料氣混合後進入高壓懸浮床參與反應。表3C2分離裝置出口氣體成分如表所示氫氣甲烷C2+COCO298.5％1.1％未檢出0.2％0.2％實施例4本實施例與上述實施例1所用系統一樣，但工藝條件不同，如下所述：氫氣入口壓力為20Mpa，高壓懸浮床反應器溫度為400℃，氣相出口溫度為370℃。出口反應氣與煤焦油進行換熱，換熱之後溫度為80℃，壓力降低為14Mpa，之後氣體進入C2+分離裝置，進行分離，在所述C2+分離器將氣體的壓力能和內能轉化為動能，將產品氣最低點溫度降到-100℃，速度升至2M，在出口處將氣體速度降低至8m/s，溫度升高至70℃，壓力控制在14Mpa，分離之後氣體中不含有C2以上有機氣體，之後再進入壓縮機進行壓縮直接與氫氣原料氣混合後進入高壓懸浮床參與反應。表4C2分離裝置出口氣體成分如表所示氫氣甲烷C2+COCO296.4％2.0％1.2％0.2％0.1％儘管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。本實用新型公開的內容論及的是示例性實施例，在不脫離權利要求書界定的保護範圍的情況下，可以對本申請的各個實施例進行各種改變和修改。因此，所描述的實施例旨在涵蓋落在所附權利要求書的保護範圍內的所有此類改變、修改和變形。此外，除上下文另有所指外，以單數形式出現的詞包括複數形式，反之亦然。另外，除非特別說明，那麼任何實施例的全部或一部分可結合任何其它實施例的全部或一部分使用。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp