煤焦油加氫預處理方法
2023-04-29 10:25:51
煤焦油加氫預處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種煤焦油加氫預處理方法，主要解決了現有技術中存在的煤焦油全餾分中的金屬含量很高，這嚴重製約了主加氫裝置的運行周期，阻礙了氫加工的持續發展的問題。該煤焦油加氫預處理方法為：在較低的反應壓力下將煤焦油與氫氣混合後，首先在高溫高空速下將混合物通入漿態床加氫反應器，然後在低溫低空速下通入固定床加氫反應器，最後導入氣液分離系統進行分離。通過上述方案，本發明達到了有效確保主加氫裝置的長周期運轉和氫加工的持續發展的目的，具有很高的實用價值和推廣價值。
【專利說明】煤焦油加氫預處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種煤焦油加氫預處理方法。
【背景技術】
[0002]煤焦油是焦化工業的重要產品之一，其產量約佔裝爐煤的3%~4%，其組成極為複雜，以芳香烴為主，多數情況下是由煤焦油工業專門進行分離、提純後加以利用。煤焦油經進一步加工可分離出各種化學品，也可以加工成高品質燃料油。
[0003]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，直至2012年底全國煤焦油產量已超過2500萬噸/年,然而,我國的煤焦油實際深加工量卻不足800萬噸/年,深加工量的嚴重不足，這將造成極大的資源浪費和環境汙染，隨著煤焦化產業的發展，如何實現對煤焦油的深加工、清潔加工成為行業發展的重要課題。
[0004]目前，各企業大都採用加氫工藝製取清潔燃料油，這種清潔加工方式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，然而，煤焦油全餾分中的金屬含量很高，通常高於200 μ g/g,浙青質含量也很高，通常高於10%，這嚴重製約了主加氫裝置的運行周期，阻礙了氫加工的持續發展。
【發明內容】
[0005]本發明的目的 在於提供一種煤焦油加氫預處理方法，主要解決現有技術中存在的煤焦油全餾分中的金屬含量很高，這嚴重製約了主加氫裝置的運行周期，阻礙了氫加工的持續發展的問題。
[0006]為了實現上述目的，本發明採用的技術方案如下:
煤焦油加氫預處理方法，包括以下步驟:
(1)在反應壓力2.8~8.5MPa，反應溫度320~480 °C，空速1.0~5.0tT1，氫油體積比300-1000的條件下將煤焦油與氫氣混合後導入裝有加氫催化劑的漿態床反應器進行加氫反應;
(2)在反應壓力2.8~8.5MPa，反應溫度260~380 °C，空速0.2~1.0tT1，氫油體積比300^1000的條件下將漿態床反應器流出物全部導入裝有保護催化劑的固定床反應器進行二次加氫反應；
(3)將固定床反應器流出物導入氣液分離系統，將氣體、水、精緻煤焦油進行分離。
[0007]作為優選，所述步驟(1)中的加氫催化劑為載體含有80%~99%的ZrO2的N1-W型加氫催化劑。
[0008]具體地說，所述步驟(2)中的保護催化劑至少包括保護催化劑1、保護催化劑2和保護催化劑3，該三種保護催化劑在固定床反應器中從上至下依次裝填，其中，所述保護催化劑I的特徵為: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 ；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的特徵為: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 ；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的特徵為: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 ;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]進一步地，所述保護催化劑1、保護催化劑2和保護催化劑3的床層空隙率分別為55%~65%、50%~60%、45%~55%，其中，保護催化劑I的裝填量佔總保護催化劑裝填量的20%~40%，保護催化劑3的裝填量不低於總保護催化劑裝填量的40%。
[0010]作為優選，所述保護催化劑1、保護催化劑2和保護催化劑3均為Co-Mo型加氫催化劑。
[0011]本發明中，所述步驟(1)中的反應條件為:反應壓力3.5飛.5MPa，反應溫度36(T450°C，空速1.0-2.0h-1，氫油體積比500~1000 ;所述步驟(2)中的反應條件為:反應壓力3.5~6.5MPa，反應溫度30(T380°C，空速0.3~0.8h-1，氫油體積比500~1000 ;所述步驟(1)中的煤焦油為煤焦油全餾分，其內總金屬含量為l(T500yg/g，浙青質含量為1%~30%。
[0012]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
(I)本發明突破了傳統的加氫反應溫度分布局限，在前段反應器中採用高溫加氫，後段採用低溫加氫的模式，在高溫加工過程中，利用漿態床反應器抗結焦性能好的優點，對煤焦油進行高溫處理，使難加氫解聚的烴類進行結焦處理，從而有效降低了後續固定床反應器的加工難度，為後期的氫加工提供了較好的基礎，解決了現有技術中的難題，符合技術發展需求。
[0013](2)通過使用本發明，不僅可以對高金屬含量及高浙青質含量的煤焦油進行深加工處理，還可以對劣質煤焦油進行深加工處理，從而有效確保了主加氫裝置的長周期運轉和氫加工的持續發展。
[0014](3)本發明中，在漿態床反應器和固定床反應器中設置了不同類型的催化劑，且在固定床反應器中使用特定的方式和比例設置多種催化劑，從而最大程度地確保了反應的充分度，便於後期氣液分離系統的充分分離，設計十分巧妙，符合實際需求，適合大規模推廣應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明的流程示意圖。
[0016]上述附圖中，附圖標記對應的部件名稱如下:
1-眾態床反應器，2-固定床反應器,3-氣液分離系統。
【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於下列實施例。
[0018]實施例1為了解決現有技術中存在的煤焦油全餾分中的金屬含量很高，嚴重製約了主加氫裝置的運行周期，阻礙了氫加工的持續發展的問題，如圖1所示，本發明公開了一種煤焦油加氫預處理方法，在較低的反應壓力下將煤焦油與氫氣混合後，首先在高溫高空速下將混合物通入漿態床加氫反應器，然後在低溫低空速下通入固定床加氫反應器，便能最終生產出總金屬含量不高於2 μ g/g的精製煤焦油，經驗證，本發明尤其適用於高浙青質含量的煤焦油原料的加工。
[0019]本發明的具體實現方法如下:
將煤焦油與氫氣混合後，導入裝有N1-W型加氫催化劑的漿態床反應器I進行加氫反應，漿態床反應器的操作條件為反應壓力2.8~8.5MPa，反應溫度32(T480°C，空速
1.0~5.0tT1，氫油體積比300~1000 ；
將漿態床反應器流出物全部導入裝有至少三種保護催化劑的固定床反應器2進行二次加氫反應，固定床反應器的操作條件為反應壓力2.8~8.5MPa,反應溫度26(T380°C，空速
0.2^1.0 h—1，氫油體積比300-1000，將三種保護催化劑分別命名為保護催化劑1、保護催化劑2和保護催化劑3，且將該三種保護催化劑在固定床反應器中從上至下依次裝填為保護催化劑1、保護催化劑2和保護催化劑3，則保護催化劑1、保護催化劑2和保護催化劑3的床層空隙率分別為55%~65%、50%~60%、45%~55%，其中保護催化劑I的裝填量需佔總保護催化劑裝填量的20%~40%，保護催化劑3的裝填量不低於總保護催化劑裝填量的40% ；
作為優選，保護催化劑I具有如下特徵:載體含有80%~99%的Zr02、孔體積為
2.5^3.5mL/g、比表面積為3(T60m2/g、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具有如下特徵: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、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具有如下特徵: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、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；
將固定床反應器流出物導入氣液分離系統3，將氣體、水、精製煤焦油分離。
[0020]為了證明本發明的實施效果，本發明提供了在使用以下性質催化劑的條件下的工作流程和處理結果。
[0021]加氫保護催化劑(固定床反應器內的保護催化劑)為試驗室製備，催化劑物化性質如表1所示:
表 1
【權利要求】
1.煤焦油加氫預處理方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)在反應壓力2.8~8.5MPa，反應溫度320~480 °C，空速1.0~5.0tT1，氫油體積比300-1000的條件下將煤焦油與氫氣混合後導入裝有加氫催化劑的漿態床反應器進行加氫反應; (2)在反應壓力2.8~8.5MPa，反應溫度260~380 °C，空速0.2~1.0tT1，氫油體積比300^1000的條件下將漿態床反應器流出物全部導入裝有保護催化劑的固定床反應器進行二次加氫反應； (3)將固定床反應器流出物導入氣液分離系統，將氣體、水、精緻煤焦油進行分離。
2.根據權利要求1所述的煤焦油加氫預處理方法，其特徵在於，所述步驟(1)中的加氫催化劑為載體含有80%~99%的ZrO2的N1-W型加氫催化劑。
3.根據權利要求1所述的煤焦油加氫預處理方法，其特徵在於，所述步驟(2)中的保護催化劑至少包括保護催化劑1、保護催化劑2和保護催化劑3，該三種保護催化劑在固定床反應器中從上至下依次裝填，其中，所述保護催化劑I的特徵為: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 ；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的特徵為: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 ；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的特徵為: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 ;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。
4.根據權利要求3所述的煤焦油加氫預處理方法，其特徵在於，所述保護催化劑1、保護催化劑2和保護催化劑3的床層空隙率分別為55%~65%、50%~60%、45%~55%，其中，保護催化劑I的裝填量佔總保護催化劑裝填量的20%~40%，保護催化劑3的裝填量不低於總保護催化劑裝填量的40%。
5.根據權利要求4所述的煤焦油加氫預處理方法，其特徵在於，所述保護催化劑1、保護催化劑2和保護催化劑3均為Co-Mo型加氫催化劑。
6.根據權利要求1所述的煤焦油加氫預處理方法，其特徵在於，所述步驟(1)中的反應條件為:反應壓力3.5~6.5MPa，反應溫度36(T450°C，空速1.0~2.0h-1，氫油體積比500~1000。
7.根據權利要求1所述的煤焦油加氫預處理方法，其特徵在於，所述步驟(2)中的反應條件為:反應壓力3.5~6.5MPa，反應溫度30(T380°C，空速0.3~0.8h-1，氫油體積比500~1000。
8.根據權利要求1所述的煤焦油加氫預處理方法，其特徵在於，所述步驟(1)中的煤焦油為煤焦油全餾分，其內總金屬含量為10-500μ g/g，浙青質含量為1%~30%。
【文檔編號】C10G65/04GK103642521SQ201310734405
【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