本发明属于劣质油品加工方法
技术领域：
，特别涉及一种对煤焦油进行处理的系统和方法。
背景技术：
：随着现代工业的迅速发展，在相当长的时期内对化石能源的需求将会日益增加。我国“富煤、贫油、少气”的能源格局，决定了煤炭在我国能源战略中的主导地位，煤炭的清洁高效利用直接关系着国民经济的可持续发展。当前，我国石油对外依存度已近60％，因此通过煤炭生产清洁燃料是降低石油对外依存度的有效途径。在煤的炼焦及煤炭分质分级利用过程中生产较多的煤焦油，煤焦油深加工则是煤生产清洁燃料的一种重要方式。根据煤干馏温度的不同，煤焦油可分为低温焦油(450～650℃)、中低温焦油(600～800℃)、中温焦油(700～900℃)以及高温焦油(900～1000℃)。煤焦油与常规石油有较大不同，随着煤处理温度的升高，煤焦油中的芳烃、胶质、沥青质以及杂原子(硫、氮、氧、金属)含量增加。煤焦油只有很少一部分被深加工利用，大部分作为燃料直接燃烧，不仅造成环境污染而且也是一种极大的资源浪费。随着环保法规的日益严苛和对车用燃料需求的增加，煤焦油通过加氢技术生产轻质燃料日益受到人们的关注。现有技术提出一种煤焦油加氢改质生产燃料油的方法，将预处理全馏分煤焦油与稀释油按比例混合后，依次经过装有加氢保护剂、预加氢催化剂的浅度加氢单元和装有主加氢催化剂的深度加氢单元，最终获得轻质油品。该方法中使用稀释油来源于石油全馏分油、石油直馏馏分油或者煤焦油加氢轻生成油等，防结焦效果有限，煤焦油中重质组分转化率低。该方法的缺点是需要在焦油处理过程中引入一定量的稀释油这样做即增加了原料成本，又降低了焦油的处理量，影响了焦油处理的效率。现有技术还提出一种重、渣油轻质化方法，重、渣油经悬浮床加氢方法裂解为轻质产品，该方法选用加氢处理后的柴油馏分(170～350℃)作为供氢剂循环回悬浮床加氢反应器。该方法类同于加入稀释剂的加工方法，且加氢柴油循环量较大，并且在处理过程中降低了装置的处理效率。现有技术还提出一种煤焦油处理方法，选用四氢萘或十氢萘作为供氢剂，煤焦油与供氢剂按一定的比例混合后进行加氢处理，其中供氢剂需在超临界状态或接近超临界状态条件下参与反应，降低结焦率。在煤焦油和供氢剂反应体系中加入水，在高温、高压条件下水与生成焦炭反应生成氢气用来恢复供氢剂的供氢能力。该方法中需要额外添加供氢剂，且在反应体系中供氢剂的供氢能力恢复程度不能保证，需不断补加新鲜供氢剂，而供氢剂价格相对较高，这样就造成了处理成本的居高不下。技术实现要素：为解决现有技术中的问题，本发明旨在利用高压反应悬浮床装置处理之后的高温高压气相产品，直接进行气相产品中液相C2以上组分的直接收集处理，并且能够脱除气相产品中的H2S和NH3，使得气相组分为氢气，直接进行压缩之后可进入悬浮床循环使用，这样不仅能够降低气相产品中的C2+以上组分，直接收集该产品，并且大大缩短了气相组分的处理流程。为实现上述目的，本发明提出了一种对煤焦油进行处理的系统，包括高压悬浮床、C2+分离装置及压缩机；其中，所述高压悬浮床包括高压反应后气体产物出口、第一氢气入口、第二氢气入口和煤焦油入口，所述高压悬浮床用于煤焦油与氢气的反应；所述C2+分离装置包括高压反应后气体产物入口和分离后气体产物出口，所述C2+分离单元用于液相产品分离，气体经过分离处理后基本不含C2+以上组分；所述压缩机包括分离后气体产物入口和压缩后气体产物出口，所述压缩机用于将分离后气体产物直接进行压缩循环加氢使用；所述压缩后气体产物出口和所述第二氢气入口相连，所述高压反应后气体产物出口和所述高压反应后气体产物入口相连，所述分离后气体产物出口和所述分离后气体产物入口相连。具体地，所述系统还包括换热器，在所述换热器中煤焦油在进入所述高压悬浮床之前先与所述高压反应后气体产物换热，煤焦油换热后进入所述高压悬浮床，高压反应后气体产物换热后进入所述C2+分离装置。本发明还提供一种对煤焦油进行处理的方法，包括如下步骤：A.高压反应：将所述煤焦油和所述氢气输入至所述高压悬浮床中,在高压反应床装置内催化剂悬浮在焦油中，所述煤焦油和所述氢气接触进行反应；B.C2+分离：将所述高压悬浮床反应结束后的气相产品输入至所述C2+分离装置，进行液相产品分离，气体经过分离处理后基本不含C2+以上组分；C.气体压缩：将分离之后的气体产物直接进行压缩后通过所述第二氢气入口输入至所述高压悬浮床，循环使用。进一步地，所述方法还包括换热：所述煤焦油在进入所述高压悬浮床之前先与所述高压反应后气体产物进行换热，将换热后的煤焦油输入至所述高压悬浮床，将换热后的高压反应气体产物输至所述C2+分离装置。具体地，将步骤A中高压反应的温度控制在360～500℃，压力控制在8～25Mpa。进一步地，将换热之后所述高压反应后气体产物的温度降低到60～120℃，压力降至6～20Mpa。进一步地，在所述C2+分离器将气体的压力能和内能转化为动能，将产品气最低点温度降到-100～-200℃，速度升至1～3M，在出口处将气体速度降低至8～11m/s，温度升高至60～80℃，压力控制在4.2～14Mpa。本发明能够利用悬浮床高反应压力直接回收气相产品中的C2+组分，分离效果好，经过分离后气体直接进行压缩循环进入高压悬浮床进行加氢反应，该工艺流程简单并且能够保证气相产品高的C2+液相回收率。反应出来的高温气相产品先对原料油品进行换热回收了气相产品的热量。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明图1是本发明的煤焦油加氢反应系统流程图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。本发明所述的一种焦油处理系统包括：高压悬浮床反应器，换热器、C2+分离器及压缩机。煤焦油进入高压悬浮床反应器中与氢气进行反应，反应之后的气相产品与原料油进行换热，换热之后气相产品进入C2+分离装置，脱除C2+组分，分离之后直接进入压缩机压缩循环加氢使用。详细过程如下：所述的煤焦油高温高压反应系统是指一种煤焦油高温高压悬浮床，在高压反应床装置内催化剂悬浮在焦油中并且和氢气接触进行反应，反应温度为360～500℃，压力为8～25Mpa。反应之后的产品气体经过与原料气进行换热，换热之后气体温度降低到60～120℃压力为6～20Mpa。经换热之后的气体进入C2+分离器，该装置能够将气体的压力能和内能转化为动能，在气体获得较高动能时，压力能和内能降低，因此在该装置中产品气最低点温度降到-100～-200℃，速度达到1～3M，在此过程中回收C2+以上馏分(C2+烃类的气化温度为-150℃左右，能够达到回收的目的)，在装置出口处，气体速度降低至8～11m/s，温度升高至60～80℃，压力为4.2～14Mpa。在经过C2+分离装置处理之后气相产品的压力降为30～40％。经过C2+分离装置处理后，气相产品中的C2+组分<0.5％，CO2也得到了脱除<0.2％。并且氢气含量为97％以上。经处理之后的产品气经过压缩可以直接进入高压悬浮床进行循环反应。本发明所述的出口气体可直接经过压缩后进入煤焦油高温高压反应系统循环使用，可不用再设氢气提纯单元。本发明所述的一种煤焦油高压反应系统及相应气相组分液相产品的收集系统流程图如图1所示。下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。实施例1本实施例提出了一种对煤焦油进行处理的系统，包括高压悬浮床、换热器、C2+分离装置及压缩机，过程如下：氢气入口压力为8Mpa，高压悬浮床反应器温度为500℃，气相出口温度为380℃。出口反应气与煤焦油进行换热，换热之后温度为60℃，压力降低为6Mpa，之后气体进入C2+分离装置，进行分离，在所述C2+分离器将气体的压力能和内能转化为动能，将产品气最低点温度降到-100℃，速度升至1M，在出口处将气体速度降低至11m/s，温度升高至80℃，压力控制在12Mpa，分离滞后气体中C2以上有机气体组分大幅降低，之后再进入压缩机进行压缩直接与氢气原料气混合后进入高压悬浮床参与反应。表1C2分离装置出口气体成分如表所示实施例2本实施例与上述实施例1所用系统一样，但工艺条件不同，如下所述：氢气入口压力为15Mpa，高压悬浮床反应器温度为400℃，气相出口温度为350℃。出口反应气与煤焦油进行换热，换热之后温度为120℃，压力降低为9Mpa，之后气体进入C2+分离装置，进行分离，在所述C2+分离器将气体的压力能和内能转化为动能，将产品气最低点温度降到-150℃，速度升至3M，在出口处将气体速度降低至9m/s，温度升高至60℃，压力控制在8.4Mpa，分离之后气体中不含有C2以上有机气体，之后再进入压缩机进行压缩直接与氢气原料气混合后进入高压悬浮床参与反应。表2C2分离装置出口气体成分如表所示氢气甲烷C2+COCO298.8％1.0％未检出0.2％未检出实施例3本实施例与上述实施例1所用系统一样，但工艺条件不同，如下所述：氢气入口压力为25Mpa，高压悬浮床反应器温度为360℃，气相出口温度为300℃。出口反应气与煤焦油进行换热，换热之后温度为100℃，压力降低为20Mpa，之后气体进入C2+分离装置，进行分离，在所述C2+分离器将气体的压力能和内能转化为动能，将产品气最低点温度降到-200℃，速度升至3M，在出口处将气体速度降低至10m/s，温度升高至70℃，压力控制在4.2Mpa，分离之后气体中不含有C2以上有机气体，之后再进入压缩机进行压缩直接与氢气原料气混合后进入高压悬浮床参与反应。表3C2分离装置出口气体成分如表所示氢气甲烷C2+COCO298.5％1.1％未检出0.2％0.2％实施例4本实施例与上述实施例1所用系统一样，但工艺条件不同，如下所述：氢气入口压力为20Mpa，高压悬浮床反应器温度为400℃，气相出口温度为370℃。出口反应气与煤焦油进行换热，换热之后温度为80℃，压力降低为14Mpa，之后气体进入C2+分离装置，进行分离，在所述C2+分离器将气体的压力能和内能转化为动能，将产品气最低点温度降到-100℃，速度升至2M，在出口处将气体速度降低至8m/s，温度升高至70℃，压力控制在14Mpa，分离之后气体中不含有C2以上有机气体，之后再进入压缩机进行压缩直接与氢气原料气混合后进入高压悬浮床参与反应。表4C2分离装置出口气体成分如表所示氢气甲烷C2+COCO296.4％2.0％1.2％0.2％0.1％尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明公开的内容论及的是示例性实施例，在不脱离权利要求书界定的保护范围的情况下，可以对本申请的各个实施例进行各种改变和修改。因此，所描述的实施例旨在涵盖落在所附权利要求书的保护范围内的所有此类改变、修改和变形。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分使用。当前第1页1 2 3