一种煤焦油全馏分液相加氢系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属煤焦油加氢领域，具体涉及一种煤焦油全馏分液相加氢系统及方法。
【背景技术】
[0002] 近10多年来，我国的煤焦油加氢制燃料油技术有了迅速发展，目前已实现工业化 生产的技术工艺主要是：煤焦油轻馏分加氢、煤焦油延迟焦化-加氢和煤焦油全馏分加氢， 虽然其技术工艺有所不同，但煤焦油加氢主体技术均采用传统的滴流床加氢反应技术工 艺。该技术工艺在生产过程中均需采用较大的氢油体积比，反应后富氢气通过循环压缩机 增压后，与补充的新氢共同作为反应的原料。煤焦油采用滴流床加氢技术工艺，容易造成液 相煤焦油和氢气混合不均，或液相煤焦油在催化剂床层出现沟流，以及局部催化剂外表面 的部分润湿，而显著的影响了催化剂反应性能，并容易在滴流床加氢反应器中造成催化剂 结焦、结块、床层阻力增大，致使催化剂寿命缩短。因此煤焦油滴流床加氢工艺存在投资高、 能耗高、催化剂利用效率低等问题。
[0003] 在专利CN102585899B中，对一种煤焦油的全液相加氢方法作了描述，但该技术存 在以下不足之处：
[0004] (1)按照煤焦油与溶剂油的重量比1:1~2:1加入助溶剂，制成加氢原料，由此会 显著降低加氢反应器对原料油的处理量，增加了加氢装置投资，降低了技术经济性。
[0005] (2)采用下流式反应器在实际生产操作时，为了保证生产稳定运行，并维持液位稳 定，需要复杂的反应器内构件和仪表控制来实现。
[0006] (3)在工艺流程中，仍设置了循环压缩机，不仅未能体现液相加氢工艺的优势，而 且使其工艺过程趋于复杂，增加了设备投资。
[0007] 鉴于上述原因，需提供一种设计合理、工艺过程可靠、安全性能稳定的煤焦油液相 加氢的技术工艺。
【发明内容】
[0008] 为了解决现有技术工艺的不足，本发明提供了一种煤焦油全馏分液相加氢系统及 方法。
[0009] 本发明是通过以下技术方案来实现：
[0010] 一种煤焦油全馏分液相加氢系统，包括液相反应器和溶氢器；溶氢器的进口上连 接有煤焦油预处理装置和氢气输送装置，溶氢器出口连接到液相反应器的下端进口处，液 相反应器顶端的反应生成产物出口与热高压分离器相连，热高压分离器的一个出口经循环 栗后与液相反应器下端进口相连，液相反应器包括液相反应器壁、补氢装置和多层催化剂 床层，液相反应器壁内部由下而上设置有多层催化剂床层，每两个相邻的催化剂床层之间 均设置有补氢装置，补氢装置与氢气输送装置相连通。
[0011] 所述的液相反应器壁内由下而上装有下床层、中床层和上床层三层催化剂床层， 下床层与中床层之间设置有补氢装置，中床层和上床层之间设置有补氢装置，其中，下床层 装填有加氢保护剂，中床层装填有加氢改质剂，上床层装填有加氢裂化剂。
[0012] 所述的煤焦油预处理装置包括净化装置、高压进料栗和加热炉，所述的净化装置 进口通入有煤焦油，净化装置出口经高压进料栗与加热炉相连，加热炉与溶氢器进口相连。
[0013] 所述的氢气输送装置包括氢气压缩机，氢气压缩机与溶氢器进口相连。
[0014] 所述的补氢装置包括溶气头和带有氢气进口的补氢管，补氢管带有氢气进口的一 端安装在液相反应器壁上，另一端伸入到液相反应器腔体内，补氢管与氢气输送装置相连， 补氢管上设置有与其相通的溶气头，溶气头上方设置有催化剂支撑板，催化剂支撑板上方 和下方均设有催化剂床层。
[0015] 所述的热高压分离器的另一个出口与蒸馏装置相连。
[0016] 所述的溶气头包括上盘和下盘，上盘和下盘通过固定销固定，并形成2~3mm的间 隙，下盘中间留有进气孔，进气孔下方通过支撑杆连接有进气管。
[0017] -种煤焦油全馏分液相加氢方法，包括以下步骤：
[0018] 1)将净化并加热至260~320°C的煤焦油送入溶氢器，并将压缩后的氢气送入溶 氢器中，在溶氢器中加热后的煤焦油与氢气，在260~320°C，11~16MPa的条件下，溶氢时 间为5~15min，使煤焦油达到溶氢饱和状态，使其成为溶氢煤焦油；
[0019] 2)将溶氢煤焦油从液相反应器底部通入，液相反应器底部进口温度为260~ 320°C，压力为11~16MPa;溶氢煤焦油自下而上按照0. 28~2. 5h1的体积空速通过液相 反应器中的各层催化剂床层，使得催化剂床层的催化剂全部均匀的被溶氢煤焦油浸润并发 生反应，得到反应生成产物；
[0020] 3)反应生成产物由温度为350~420°C、压力为10~14MPa的液相反应器顶部出 口送入热高压分离器，由热高压分离器侧部将反应生成油送入精馏装置，用常规方法，切割 出石脑油、柴油馏分和重质油；由热高压分离器底部将其一部分反应生成油作为循环油，经 循环栗增压后与步骤1中的溶氢煤焦油混合送入液相反应器，其中，循环油的循环量为反 应生成油总量的20%~55%。
[0021] 所述的步骤1)之前还包括以下步骤：
[0022] 4)煤焦油全馏分采用公知的方法在净化装置中进行处理，脱除煤焦油中的水分， 金属和固体杂质；将净化后的煤焦油由高压进料栗送入加热炉中加热至260~320°C后，送 入溶氢器，其中，所述的煤焦油为低温煤焦油、中/低温煤焦油和中温煤焦油中的一种或混 合物；
[0023] 5)将氢气经氢气压缩机后送入溶氢器中。
[0024] 步骤3)还包括：在热高压分离器上端出口，将干气送出，进入下游常规的处理装 置进行加工。
[0025] 所述的步骤2)具体为：
[0026]将溶氢煤焦油从液相反应器底部通入，液相反应器底部进口温度为260~320°C， 压力为11~16MPa;溶氢煤焦油自下而上按照0. 28~2. 5h1的体积空速通过液相反应器中 装填的三层催化剂床层，并在上床层与中床层之间，中床层与下床层之间均补入氢气，使得 催化剂床层的催化剂全部均匀的被溶氢煤焦油浸润并发生反应，得到反应生成产物；其中， 所述下床层装填了加氢保护剂，在液相反应器床层中所占体积比为20%~30%，中床层装 填了加氢改质剂，在液相反应器床层中所占体积比为40%~50%，上床层装填了加氢裂化 剂，在液相反应器床层中所占体积比为20%~25%。
[0027] 与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
[0028] (1)在液相反应器中，液相反应物溶氢煤焦油自下而上通过催化剂床层，能使催化 剂全部均匀的被反应物料浸润，使催化剂作用得到充分发挥，可以有效提高反应产物收率， 液相溶氢煤焦油的热容较大，可使床层温度得到有效的控制。
[0029] (2)液相反应器内部的催化剂床层进行分层设置，在催化剂上下床层之间增加溶 解氢补氢装置，进而补充液相溶解氢的消耗。
[0030] (3)采用液相反应器，取消了复杂的入口气液两相分布装置和催化剂床层之间的 再分布装置、催化剂床层之间冷却装置，大大提高了液相反应器的内部空间利用率，减少了 设备投资。
[0031] (4)催化剂床层之间设置溶解氢补氢装置，该装置具有溶氢能力强，结构简单、安 装方便的特点。
【附图说明】
[0032] 附图1是本发明提供的一种煤焦油全馏分液相加氢系统的示意图。图中序号1为 净化装置，2为高压进料栗，3为加热炉，4为溶氢器，5为液相反应器，6为氢气压缩机，7为 热高压分离器，8为循环栗，9为蒸馏装置，B-I为下床层，B-2为中床层，B-3为上床层，a为 煤焦油，b为氢气，c为干气，d为石脑油，e为柴油馏分，f为重质油，A和B均为补充氢。
[0033] 附图2是本发明的补氢装置结构示意图。图中序号11为液相反应器壁，12和15 为催化剂