一种组合式煤焦油全馏分加氢处理的系统及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种煤焦油全馏分处理工艺，特别是以煤焦油全馏分为原料，同时也适用于煤焦油、页岩油、渣油等劣质原料的加工过程，用组合式加氢处理工艺生产清洁轻质燃料的方法和系统。
【背景技术】
[0002]煤焦油是煤在干馏和气化过程中获得的液体产物之一，它是一种组成极其复杂的混合物，主要采用分离的手段用来生产苯、甲苯、二甲苯，及萘、蒽、苊、芘等化学产品及沥青
τ?: 口广PR ο
[0003]由于国际市场原油价格剧升，轻质石油产品市场需求量大，价格相应上涨，因此，从煤焦油中生产轻质燃料油产品，是综合利用煤炭资源，提高企业经济效益的有效途径之
O
[0004]采用环境友好的加氢法工艺，利用煤焦油中合适馏分，生产清洁柴油馏分和副产芳潜较高的催化重整原料或清洁车用汽油调和组分，已经在工业装置上成功应用，并进行了长期稳定运转，产品质量达到设计要求。
[0005]煤焦油加氢为多相催化反应，在加氢过程汇总，发生的主要反应有:加氢脱硫反应、加氢脱氮反应、加氢脱金属、烯烃和芳烃加氢饱和以及加氢裂化等反应。
[0006]有关煤焦油加氢方法也有如下报道:
[0007]CN1351130A将煤焦油先分馏，轻馏分进行加氢改质，其主要不足之处在于没有将原料充分利用。并且，直接分馏得到的轻馏分中氧含量较高，在反应过程中生成较多的水，对催化剂运转周期有影响。
[0008]CN200810166722.9(公开号为CN101760237A)涉及一种含重馏份煤焦油的加氢转化方法；CN101962571A也公开了一种煤焦油重馏分悬浮床加氢裂化方法及系统。该方法可使煤焦油重馏分轻质化，有效的提高煤焦油加氢生成燃料油品的产率。但只对煤焦油的重馏分进行加工，也没有对煤焦油进行完全利用。
[0009]CN200810166599.0 (公开号为CN101629101A)涉及一种不同沸程煤焦油馏份的加氢转化组合方法，主要由煤焦油轻馏份组成的第一烃馏份在第一加氢精制反应部分完成转化，主要由煤焦油重馏份组成的第二烃馏份在第二加氢精制反应部分完成转化，第一加氢精制反应流出物和第二加氢精制反应流出物混合后进行分离回收。
[0010]CN146403IA介绍了一种煤焦油加氢工艺和催化剂。该专利中提到直接加工未经处理的煤焦油时，在加氢反应器前增设一到四个切换保护反应器。切换保护反应器内装有加氢预精制催化剂。该催化剂以氧化铝和氧化钛的混合物为载体，以钼、镍、钴等的金属硫化物为活性金属组分。加氢反应器可以为悬浮床反应器，固定床反应器，移动床反应器或沸腾床反应器，反应器中使用以氧化铝和氧化钛为载体，钼、镍、钴等的金属硫化物为活性金属组分，分子筛为助催化剂的负载型催化剂。该工艺中虽然也提到使用移动床反应器，但对于加工未处理的煤焦油而言，由于未处理煤焦油中杂质含量高，易发生床层阻塞现象，要保持长周期运转，得经常更换催化剂，催化剂用量大，增加了成本，使工艺复杂，且切换反应器出来的产品含有相当量的水，未经处理直接进入加氢反应器，对加氢催化剂(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。
[0011 ] CNlO 1250433A公开了一种煤焦油加氢工艺。该方法采用上流式固定床反应器可使煤焦油加氢轻质化，有效的提高煤焦油加氢生成燃料油品的产率。但上流式固定床如果不能形成具有一定膨胀度的移动床，移动床的灵活作用就发挥不出来；另外未考虑加氢精制过程中生成的水和NH3会对裂化催化剂的造成影响，不能做到长周期运行。
[0012]但是上述方法均不能克服使用通常固定床加氢装置直接加工未经处理的煤焦油全馏分会发生床层阻塞，不能长周期运转的问题。现有技术中常用的煤焦油全馏分中氧含量高(8-10wt% )，反应生成大量的水或水蒸气，还有部分NHjPH2S,在高压长周期的加氢运转条件下，使用常规的负载型双功能催化剂直接处理煤焦油全馏分，水和NH3会对催化剂的活性产生致命的影响，从而影响产品质量和分布，最终影响运转周期。
[0013]因此，需要提供一种新的装置或方法改进上述问题。
[0014]关于煤焦油加氢装置，煤焦油中生产轻质燃料油的方法是煤焦油加氢技术，就是采用固定床加氢处理技术将煤焦油所含的金属杂质、灰分和S、N、O等杂原子脱除，并将其中的烯烃和芳烃类化合物进行饱和来生产质量优良的石脑油馏分和柴油馏分。
[0015]现有装置组成一般为:见附图2。
[0016]现有装置制备流程为:原料由脱盐脱水脱杂质精制系统I (采用储罐沉降脱盐脱水，普通离心机脱渣，不设电脱盐装置深度脱盐脱水)精制，通过加氢进料泵12分别与氢气压缩机11提供的氢气混合与固定床加氢精制反应器4相连，固定床加氢精制反应器4与分离器5相连，分离器5分别与氢气精制系统10、闪蒸塔6 (现有工艺一般不设闪蒸塔)相连，闪蒸塔6通过加氢进料泵12与固定床加氢裂化反应器7相连，随后与固定床加氢精制反应器8、分离器5、分饱塔9依次相连。
[0017]1、脱盐脱水脱杂质反应:是保持加氢反应高活性运行的前提，金属盐附着在催化催化剂上会使活性中心中毒失活，水在高温下的膨胀会使催化剂崩溃破碎，残渣会堵塞催化剂孔洞，降低催化剂的表面积。现有装置工艺较为简单，无法达到深度脱盐、脱水、脱渣的目的。
[0018]2、加氢处理过程:现有装置加氢过程采用两段固定床串联式反应过程，一段加氢精制和二段加氢裂化全部采用下流式固定床反应器，一、二段反应器中间不设分离器，这样流程缩短了，但是一段加氢产生的水和碱性氨氮会对二段反应器的酸性催化剂产生致命的中毒伤害，二段加氢异构降凝的作用就失去效果了，因此现有柴油的十六烷值只能维持在40以下。
[0019]基于以上论述可知针对现有系统和方法，需要提供一种改进的利用现有的加氢方法和系统，为煤焦油的全面合理利用提供一种可行的方案，提高煤焦油的利用率，同时提高轻质油品的收率。
【发明内容】
[0020]针对现有技术的不足，本发明提供一种煤焦油全馏分组合式加氢处理生产高附加值汽油和柴油或其调和组分的方法，本发明同时也适用于煤焦油、页岩油、渣油等劣质原料的加工过程，本发明方法具有流程简单、转化率和收率高、运转稳定等特点。
[0021]本发明提供了一种组合式煤焦油全馏分加氢处理的系统，由脱盐脱水脱杂质精制系统1，通过加氢进料泵12分别与氢气压缩机11、上流式移动床加氢精制反应器3相连，后者与催化剂在线加料系统2、两个串联的固定床加氢精制反应器4分别相连，固定床加氢精制反应器4与分离器5相连，分离器5分别与氢气精制系统10、闪蒸塔6相连，闪蒸塔6通过加氢进料泵12与固定床加氢裂化反应器7相连，随后与固定床加氢精制反应器8、分离器5、分馏塔9依次相连。
[0022]新氢通过氢气精制系统10与加氢进料泵12与上流式移动床加氢精制反应器3连接的管道相连接，同时通过氢气精制系统10与整个装置中存在的两个分离器5相连接。
[0023]上述系统中:
[0024]所述脱盐脱水脱杂质精制系统I由电脱盐罐、高速离心机以及配套的储存罐、机泵等组成，电脱盐罐是在罐体内设置两块电极板，依靠两块电极板形成强电场完成油水分离，过程中通过加入稀释剂和破乳剂加速分离过程；高速离心机是采用设置在筒体内的高速螺杆形成的离心力带动液体完成大分子胶团和小分子的分离过程，过程中通过调整螺杆转速改变脱除率。
[0025]催化剂在线加料系统2由低压催化剂料斗、高压催化剂料斗和催化剂洗涤和吹扫设施组成；
[0026]上流式移动床加氢精制反应器3采用下进上出的固定床，床层具有一定的流动性，床层膨胀度0-20%，液时空速0.5-3.0tT1，床层采用从下到上逐步缩小的球形催化剂分级配置，内设有多组冷氢盘管；
[0027]固定床加氢精制反应器4为气、液并流下流式反应器。固定床加氢精制反应器床层采用三叶草形、柱状或球形催化剂多段分级配置，其上层设有惰性催化剂床层和污垢回收装置；
[0028]固定床加氢裂化反应器7采用三叶草形、柱状或球形催化剂多段分级配置；
[0029]固定床加氢精制反应器8采用三叶草形、柱状或球形催化剂多段分级配置。