一种煤直接液化油加氢稳定方法_2

文档序号:9212214阅读:来源:国知局
够通过气体即可。优选地, 所述基体上的通孔的平均孔径为Inm至1000 μ m,如50-150 μ m。
[0038] 所述构件的形状可以根据液体通道和气体通道的位置关系进行选择,以能够使得 所述液体通道和所述气体通道通过该构件邻接为准。
[0039] 在本发明的一种实施方式中,所述构件为具有至少一个通道的管道。所述管道的 管壁上具有通孔,且所述通孔的平均孔径为前文所述的纳米尺寸。
[0040] 在本发明的另一种实施方式中,所述构件为具有至少一条通道的管道,所述管道 的外壁和/或通道的内壁上附着有多孔膜,所述管壁具有通孔,所述多孔膜上的孔为平均 孔径为纳米尺寸的孔,以下将这种构件称为膜管。具体地,如图1-3所示,所述构件为具有 至少一个通道的膜管。所述膜管以管壁2上具有通孔的管道作为基体,所述管道具有至 少一条通道1,所述管道的通道1的内壁和/或管道的外壁上附着有多孔膜3。管壁2上 的通孔的平均孔径没有特别限定,只要能使氢气通过即可,一般可以为Inm至1000 μ m,如 50-150 μ m ;所述多孔膜上的孔为前文所述的平均孔径为纳米尺寸的孔。
[0041] 在上述两种实施方式中,所述管道或所述膜管上的通道的数量优选为至少两条, 如4-20条。
[0042] 在实际操作过程中,在所述构件为管道或膜管时,如图4所示,构件4可以与一壳 体5配合使用。即,所述第一混合装置还可以包括壳体5,将至少一个构件4置于壳体5中, 并使构件4的外壁与壳体5的内壁之间存在空间。所述构件上的通道作为用于容纳煤直接 液化油的所述液体通道,所述构件的外壁与所述壳体的内壁形成的空间作为用于容纳氢气 的所述气体通道;或者,所述构件上的通道作为用于容纳氢气的所述气体通道,所述构件的 外壁与所述壳体的内壁形成的空间作为用于容纳煤直接液化油的所述液体通道。优选地, 所述构件上的通道作为用于容纳煤直接液化油的所述液体通道,所述构件的外壁与所述壳 体的内壁形成的空间作为用于容纳氢气的所述气体通道。
[0043] 所述构件在所述壳体中的填充率一般可以为20-70% (如40-60%)。所述填充率是 指构件占据的空间与壳体的总容积的百分比值。
[0044] 在所述构件上的通道作为用于容纳煤直接液化油的液体通道,所述构件的外壁与 所述壳体的内壁形成的空间作为用于容纳氢气的气体通道时,如图4所示,壳体5可以包括 气体入口 6、液体入口 7和液体出口 8,将氢气通过气体入口 6送入壳体5中,将煤直接液化 油送入构件4的通道中,在压力差的作用下,使氢气通过管壁上的孔进入所述煤直接液化 油中,从而得到含氢液化油。
[0045] 形成所述构件的材料可以为无机材料(如无机陶瓷),也可以为有机材料,只要形 成该构件的材料不会与氢气以及煤直接液化油发生化学相互作用即可。
[0046] 送入煤直接液化油中的氢气的量可以根据加氢处理的目的进行选择。现有的固 定床加氢工艺中,氢气的用量大,氢气与煤直接液化油的体积比高;现有的液相循环加氢工 艺,出于为加氢处理提供足够的氢源的目的,需要大量使用稀释油和/或循环油。本发明的 方法将氢气通过平均孔径为纳米尺寸的孔送入煤直接液化油中,能够使氢气高度分散并溶 解在煤直接液化油中,从而为加氢反应提供足够的氢源。因此,本发明的方法即使不向煤 直接液化油中大量送入氢气,同时不使用稀释油和/或循环油,也能获得良好的加氢处理 效果,并降低催化剂生焦的趋势。一般地,本发明的方法中,氢气与煤直接液化油的体积比 (即,氢油比)为30-120即可。优选地,本发明的方法中,氢气与煤直接液化油的体积比为 100 以下,如 45-90。
[0047] 根据本发明的方法,优选将氢气送入加热的煤直接液化油中,这样能够使氢气更 好地溶解并分散在煤直接液化油中,并且也有利于煤直接液化油的输运。优选地,将氢气送 入温度和压力处于加氢温度和加氢压力下的煤直接液化油中,这样能够进一步降低氢气从 含氢液化油中逸出的趋势。具体地,可以将氢气送入温度为250-450°C且压力为4-20MPa (以表压计)的煤直接液化油中。
[0048] 所述管式反应器是指具有较大高径比的反应器。具体地,所述管式反应器的高度 与内径的比值(即,高径比)可以为5-200:1 (10-50:1)。所述管式反应器的内径可以为常 规选择,例如可以为20-2000mm。与釜式反应器相比,采用管式反应器一方面能够减少反应 器的体积,另一方面在通过前文所述的气液混合器(特别是在所述构件为管道或膜管)时, 直接将所述气液混合器设置在所述管式反应器的物料入口管路上即可,操作灵活且方便。
[0049] 根据本发明的方法,含氢液化油以向上流动的方式被送入所述管式反应器中。可 以将所述含氢液化油从所述管式反应器的底部送入,与装填在所述管式反应器的催化剂床 层中的加氢催化剂接触,并将接触得到的加氢后物流从所述管式反应器的顶部输出。由于 本发明能够采用较低的氢油体积比,反应流出物可直接通过减压阀排至低压气液分离罐, 与传统工艺流程相比,可降低设备投资。
[0050] 所述含氢液化油与加氢催化剂的接触可以在液相加氢处理条件下进行。所述液相 加氢处理是指在加氢处理条件下的连续相为液相,全部或基本全部气相作为分散相分散在 液相中。一般地,本发明的方法中,加氢处理可以在温度为240-450°C (如320-400°C)的条 件下进行。管式反应器中的压力可以为4-20MPa (如8-15MPa)(以表压计)。在上述条件 下,加氢反应过程中,催化剂床层浸没在液体物料中,煤直接液化油以及溶解在煤直接液化 油中的氢气共同作用在加氢催化剂的活性位点,完成加氢反应。所述含氢液化油的空速也 可以为常规选择,如〇. l-l〇h-l。本发明的方法,即使所述含氢液化油以较高的空速通过加 氢催化剂床层,也能获得较好的加氢效果。因此,根据本发明的方法,所述含氢液化油的体 积空速优选为Ι?1 (如3-50。
[0051] 根据本发明的方法,所述管式反应器的数量可以为1个,也可以为2个以上。在所 述管式反应器的数量为2个以上时,所述管式反应器可以为串联连接,也可以为并联连接, 还可以为串联与并联的组合。所述串联连接是指前一个管式反应器输出的加氢后物流为下 一个管式反应器的进料;所述并联连接是指管式反应器之间没有物料交换。
[0052] 采用前文所述的气液混合器将氢气注入煤直接液化油,以得到含氢液化油,并 将含氢液化油送入管式反应器时,所述气液混合器上用于输出含氢液化油的出口的内径 为A,所述反应器上用于输入含氢液化油的入口的内径为r2, IVr2=O. 6-1 ;优选地,!T1/ r2=0. 85-1。连接所述出口和所述入口的管的内径为r3, 6/^=0.85-1.5 ;优选地,rl/ r3=0. 85-1。这样含氢液化油在输运过程中更为稳定,从而能够获得更好的加氢效果。
[0053] 图5所不是根据本发明的方法的一种优选的实施方式。在该实施方式中,在气液 混合器9中将氢气10注入煤直接液化油11中,得到含氢液化油。含氢液化油进入管式反 应器12中与加氢催化剂接触,从而进行加氢反应。根据该实施方式,可以设置多个管式反 应器,多个管式反应器之间可以为串联连接,也可以为并联连接,还可以为串联与并联的组 合。在多个管式反应器串联连接时,沿物料的流动方向,可以将气液混合器设置在第一个管 式反应器的入口端;也可以如图6所示,在每个管式反应器12的入口端分别设置气液混合 器9。在多个管式反应器并联连接时,可以仅设置一个气液混合器,将煤直接液化油与氢气 混合,然后将得到的含氢液化油分别送入并联连接的多个管式反应器中;也可以如图7所 示在每个管式反应器12的入口端分别设置气液混合器9。
[0054] 可以采用各种方式将气液混合器连接在入口管路上,例如:可以在气液混合器的 两端各设置一个法兰盘(图8示出了其中一个法兰盘13),各自与相应的入口管路上的法兰 盘密封连接(如图8所示,气液混合器一端的法兰盘13与入口管路上的法兰盘14密封连 接);入口管路的另一端通过法兰盘15与管式反应器12的入口端的法兰盘16相连。
[0055] 本发明对于所述加氢催化剂的种类没有特别限定,可以为常用的具有加氢催化作 用的催化剂。在本发明的一种优选实施方式中,所述加氢催化剂包括载体以及负载在所述 载体上的第VIB族金属和第VIII族金属。所述第VIB族金属可以为Mo和/或W,所述第 VIII族金属可以为Co和/或Ni。
[0056] 本发明的方法可以对各种来源的煤直接液化油进行处理。一般地,所述煤直接液 化油的馏程可以为65-520°C,优选为160-480°C。
[0057] 根据本发明的方法,煤直接液化油在进行加氢处理前可以采用本领域常用的方法 进行预处理,例如:将煤直接液化油进行过滤,以除去其中夹带的机械杂质。
[0058] 以下结合实施例和对比例对本发明进行详细说明,但是
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