一种煤焦油多段加氢处理工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种煤焦油多段加氢处理工艺，特别是以煤焦油馏分油或全馏分为原 料，采用多段加氢工艺生产清洁轻质燃料的工艺方法。
【背景技术】
[0002] 煤焦油是煤炼焦、干馏和气化的副产物。煤焦油是煤干馏和气化过程中得到的液 体产物，其产量与冶金等行业发展息息相关，2007年我国冶金焦和半焦产量分别为3. 3亿 吨和2050万吨，相应煤焦油产量约1230万吨，根据煤清洁利用规划估算中远期可达到5000 万吨；煤焦油产量已达较大规模，开发适宜的处理技术和加工流程，对资源高效利用、减少 环境污染、补充石油资源不足均有积极意义。
[0003] 煤焦油不同于天然石油，具有沸点高、高密度、杂原子多、氧原子高、高残炭、H/C比 低、金属含量高等特点，加工难度较大，基于煤焦油性质的特殊性，在进入固定床加氢装置 前必须进行预处理工段；经过预处理的煤焦油通过选择适宜的加氢精制和加氢裂化催化 齐U，采用适宜的工艺流程将全馏分煤焦油馏分完全轻质化。
[0004] ZL02122573. 7中，是将煤焦油全馏分先经闪蒸脱除小于C5轻烃后，再由4台切换 保护反应器进行预加氢精制，然后进入沸腾床加氢反应器，在M〇03-W03-Ni0-P-Ti02催化剂 作用下，加氢反应器入口压力不大于15.0MPa(氢分压)，初始反应温度为300-390°C(催化 剂床层平均温度)，体积空速〇. 4-4.OtT1，氢油比500-3000Nm3/m3。该生产方法实际是固定床 与沸腾床联合工艺过程，但由于焦油中杂质含量高，并且在高温条件下反应易结焦，导致催 化剂床层阻塞现象严重，要保持长周期运转，需经常更换催化剂，催化剂用量大，增加了成 本，使工艺复杂。加之切换反应器出来的产物含有相当量的水，未经处理直接进入加氢反应 器，对催化剂(尤其是含有分子筛的催化剂）活性影响很大，会导致催化剂活性大大降低。
[0005] CN1676583A介绍了一种中高温煤焦油加氢裂化工艺。工艺过程为：中高温煤焦油 经加热炉加热到250-30(TC，与氢气混合进入加氢精制反应器，精制生成油经蒸馏装置，分 馏出汽油、柴油、润滑油及加氢尾油，加氢尾油经裂化加热炉加热后，与氢气混合后进入裂 化反应器，进一步生产汽柴油馏分。该工艺煤焦油直接进入高温加热炉会导致炉管结焦，影 响装置的正常运转周期。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的不足，本发明提供一种多段煤焦油加氢工艺，本发明方法可以保 证装置的长周期运转。
[0007] 本发明的一种煤焦油多段加氢处理工艺包括以下内容： a) 将煤焦油原料与步骤b)得到的塔顶组分混合，并经换热后去原料预处理（电脱盐） 单元，脱除煤焦油原料中含有的水、无机氯离子和金属杂质； b) 步骤a)脱盐后的物流进入闪蒸分馏塔，分离出的塔顶组分不经冷却降温而直接去与 步骤a)的外来煤焦油原料混合，以降低混后原料油密度和粘度； C)步骤b)闪蒸分馏塔塔底出来的物流与氢气混合后，经加热炉加热后进入沸腾床加氢 反应器，进行加氢预处理反应； d) 步骤C)得到的反应流出物进入分离器进行气液分离和分馏，得到富氢气体、气体烃、 液体产物和残渣； e) 步骤d)得到的富氢气体经过净化处理后循环使用，步骤d)所得液体产物与氢气混 合后，进入加氢精制反应器进行加氢精制反应； f) 步骤e)得到反应流出物进入加氢裂化反应器，在加氢裂化催化剂和氢气存在下进行 加氢裂化反应； g) 步骤f)得到反应流出物进行分离，液体经分馏得到石脑油组分、柴油组分和未转化 油。
[0008] 本发明的煤焦油加氢方法中，其中步骤a)中，所述的煤焦油为煤炭经过焦化反应 得到的液体产物。本发明中，煤焦油原料优选中低温煤焦油。所述的中低温煤焦油氮含量 一般为1500yg/g以上，优选为2500yg/g以上，最优选为2500~15000yg/g。煤焦油原 料的初馏点一般为160~450°C，优选为300~420°C，终馏点一般为500~750°C。所说的 预处理装置为电脱盐装置，一般进行三级电脱盐，以脱除煤焦油原料中含有的水、无机氯离 子和钠、钙、镁、铁等金属杂质，要求脱后原料油盐含量低于3ppm。
[0009] 步骤a)中，一般控制煤焦油原料与步骤b)得到的塔顶组分混合后的20°C密度稳 定在0? 800~0? 960g/cm3之间，优选控制在0? 850~0? 900g/cm3。
[0010] 其中步骤a)所说的提供热源的热油可以为预处理单元或加氢裂化段反应后的部 分循环物流，或其它的经加热炉加热后的石油馏分，如沸点范围在1〇〇~300°c石油馏分。
[0011] 本发明的煤焦油加氢方法中，其中在步骤b)中，步骤a)脱盐后的物流先经过滤器 过滤后，再进入闪蒸分馏塔。或者在步骤c)中，步骤b)闪蒸分馏塔得到塔底物流在经过过 滤器后再进入沸腾床加氢反应器。
[0012] 步骤c)所述的沸腾床加氢反应器为本领域的常规沸腾床反应器。该反应器配置 有通常液相循环系统、物流分布系统、催化剂料位监控系统、催化剂在线加/排系统等。所 述沸腾床加氢反应器内装填有沸腾床催化剂，所述的催化剂为专用条形催化剂。催化剂组 成以重量百分比计包括氧化钥1%~10%，氧化镍0. 1%~5%，催化剂中可以含有常规助剂， 其余为含硅氧化铝或氧化铝等耐熔氧化物载体。沸腾床催化剂的孔容为〇. 40~0. 42mL/g， 比表面积为170~180m2/g。
[0013] 本发明的煤焦油加氢方法中，步骤c)中所述的沸腾床加氢反应器的工艺条件一般 为：反应压力12~20MPa，平均反应温度：380~400°C，氢油体积比500~1000,新鲜原料 体积空速为0. 1~10.Oh4。步骤d)所得液体产物的干点一般控制450~550°C，优选为 470~530°C。步骤d)中得到残渣循环回步骤c)的沸腾床加氢反应器。
[0014] 步骤e)所述的加氢精制反应器采用本领域的常规固定床反应器。即原料油自上 而下流过加氢催化剂床层。选择的催化剂为常规加氢精制催化剂，所述的加氢精制催化剂 由载体和载在载体上的加氢金属组分组成，催化剂包括元素周期表中第VIB族活性金属组 分以金属氧化物重量计8%~35%，以及第W族活性金属组分以金属氧化物重量计1%~7%， 催化剂中可以含有常规助剂，其余为含硅氧化铝或氧化铝等耐熔氧化物载体。催化剂孔容 为不小于0. 32mL/g，比表面为不小于160m2/g。加氢精制催化剂使用的载体是无机耐熔氧 化物，如氧化铝、无定型硅铝、氧化硅、氧化钛等。
[0015] 本发明方法，其中在步骤e)中，可以选择原料油与氢气并流向下通过加氢精制催 化剂床层的常规工艺流程。本发明中步骤e)中，推荐加氢精制反应器采用以下工艺流程： 加氢精制反应器包括上部的气液并流反应区和下部的气液逆流反应区，步骤d)得到的液体 产物首先和氢气进入并流反应区，并流反应区使用加氢精制催化剂；并流反应流出物进入 中间的气液分离区进行分离，气体引出反应器；液体则进入下部的逆流反应区，与反应器底 部引入的氢气进行逆流接触反应。
[0016] 本发明方法中，特别推荐在并流反应区中使用具有以下性质的催化剂：催化剂的 平均孔直径为7. 5~9. 5nm，优选8~9nm;孔直径4~10nm的孔的孔容占总孔容的体积分 数为70%~90%，优选为75%~85% ;〈4nm孔的孔容占总孔容的5%以下。具有该性质的催 化剂通常为由氯化物方法制备载体生产的催化剂，催化剂的焙烧温度一般在480°C左右。而 在逆流反应区中推荐使用以下性质的催化剂：催化剂的平均孔直径为4至小于7. 5nm，优选 5~7nm;其中孔直径为4~10nm的孔的孔容占总孔容的体积分数为50~75%，优选55~ 65% ;〈4nm的孔的孔容占总孔容的体积分数一般低于10%。其中与并流反应区中的精制催 化剂相比较，逆流反应区所用加氢精制催化剂的平均孔直径要小〇. 5~3nm，优选小1. 0~ 2. 5nm;孔径4~10nm的孔占总孔容