以芳烃为导向的低温煤焦油多级深加工装置制造方法

以芳烃为导向的低温煤焦油多级深加工装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种以芳烃为导向的低温煤焦油多级深加工装置，其包括分馏装置、抽提装置、加氢裂化装置、悬浮床加氢处理装置和芳烃联合装置，在生产对二甲苯的同时，副产苯、化工轻油及部分轻烃、燃料气等产品，最大程度的对低温煤焦油进行深加工，实现加工工艺之间有效地物料利用与热集成，在提高产品收率、降低能耗的同时减少环境污染。
【专利说明】以芳烃为导向的低温煤焦油多级深加工装置

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种以芳烃为导向的低温煤焦油多级深加工装置，属煤化工【技术领域】。

【背景技术】
[0002]对二甲苯(PX)是重要的基本有机原料。随着国内PX下游PTA、聚酯生产能力的迅速扩张(年均增长率超过20% )，市场上PX供给严重不足，至2012年，我国对二甲苯对外依存度已高达44.1%，供需缺口进一步加大，对外依存度逐年提高。面对石油短缺，石油路线受原材料限制较多的情况下，基于我国“缺油、少气、富煤”的基本国情，考虑煤基原料生产对二甲苯PX及其他芳烃衍生物具有重要的现实意义。
[0003]低温煤焦油主要是以不粘煤和弱粘煤等含有丰富有机质的非主焦煤为原料，通过低温干馏和气化所得到，是一种优质的原料油，可以生产成品油，也是燃料油的替代产品。作为煤炭大国，近年来煤化工行业得到了迅速发展，全国低温煤焦油的产能约为400万t/年，具有非常大的开发潜力。
[0004]低温煤焦油是干馏等过程的热裂化产物，因此组成非常复杂，主要组分有:芳香族化合物和烯烃；具有弱酸性的各种酚类等含氧化合物；具有弱碱性的吡啶喹啉及其衍生物等含氮氧化物；噻吩、硫醇、硫酚、硫醚等含硫化合物等。如果对其进行有效地深加工，可以分离得到轻油、酚、萘、咔唑、浙青等系列产品，可以进行更深度的加工，作为基础原料生产合成塑料、合成纤维、染料等高附加值下游化工品。总体而言，低温煤焦油是一种有价值的化工原料，在提供多环芳烃和高碳原料方面具有不可替代的作用。
[0005]目前国内低温煤焦油加工技术的研究仍相对较少，处在发展的瓶颈期，各焦油加工装置的规模普遍偏小，工艺落后，加工深度不够，高质量、高附加值产品较少，加工过程污染环境，因此生产企业适应市场能力较差。近年来，广大研究者对低温煤焦油加工工艺进行了深入的研究，并开发了多种加工技术。对低温煤焦油进行加氢精制、加氢裂化、延迟焦化，抽提等深加工，提高了低温煤焦油的利用率。但是由于低温煤焦油的特殊性质及组分组成，单一装置或者多装置的组合并不能完全实现其有效利用。现有技术路线存在以下多种不足:
[0006](I)延迟焦化路线:低温煤焦油的密度大，黏度、残碳和灰分都较高，性质与重质油类似。但是全馏分低温煤焦油进行延迟焦化会使其中的轻馏分变成重馏分或干气，影响收率；如预先将其中的轻馏分分离，只将重馏分进行焦化反应，则会显著提升轻油收率；
[0007](2)加氢精制/加氢裂化路线:全馏分低温煤焦油通过加氢精制/加氢裂化过程，重油或浙青转化成轻馏分油、石脑油和柴油，最大限度的提高轻油收率。但是其中的重组分会导致气产率提高，轻油收率降低，高附加值酚类产品损失，氢耗提高，过程操作不稳定。
[0008](3)抽提+延迟焦化路线:低温煤焦油中含有的酚类是腐蚀性物质，通过抽提将其分离有利于防止设备腐蚀，但是分立后的脱酚油属于轻质馏分油，对其进行延迟焦化降低了轻油收率。
[0009]煤焦油芳烃潜含量高，适宜走芳烃路线。如果能通过有效手段对其进行深加工，最大量的多产石脑油，作为生产芳烃原料，充分挖掘其芳烃潜力，能够实现多产对二甲苯及其他芳烃衍生物联产轻质油的目的，同时联产部分轻质油品，最大程度的提高高附加值产品的生产，实现了资源的高效利用，会创造显著的经济效益，也会创造明显的社会效益。
[0010]此外，悬浮床加氢裂化技术已经得到了广泛研究与初步应用，该技术是在高温高氢压下的渣油临氢热裂化工艺，少量催化剂与原料渣油和氢气在反应器中充分接触，呈全返混状态，呈溶解状态的催化剂抑制了渣油在裂化过程中的生焦，从而实现高转化率、低生焦量生产，具有轻油收率高，柴汽比高、产品质量好，适宜加工劣质稠油等优点。
实用新型内容
[0011]本发明的目的在于提供一种以芳烃为导向的低温煤焦油多级深加工方法，以弥补现有加工技术的不足，最大程度的对低温煤焦油进行深加工，尽可能多地提供石脑油原料，生产高附加值的对二甲苯产品同时联产部分化工轻油、轻烃与燃料气，实现加工工艺之间有效地物料利用与热集成，在提高产品收率、降低能耗的同时减少环境污染。
[0012]本实用新型所采用的技术方案:
[0013]一种以芳烃为导向的低温煤焦油多级深加工装置，其包括
[0014]分馏装置，用于对低温煤焦油进行分馏，根据低温煤焦油中组分馏出点不同，得到轻质酚油、轻中馏分与重馏分，设有轻质酚油输出装置、轻中馏分输出装置与重馏分输出装置；
[0015]抽提装置，用于对所述分馏装置输出的轻质酚油进行抽提，得到酚类产品与脱酚油，设有酚类产品输出装置与脱酚油输出装置，所述分馏装置的轻质酚油输出装置接入所述抽提装置；
[0016]加氢裂化装置，用于对所述分馏装置输出的轻中馏分与所述抽提装置输出的脱酚油共同进行加氢裂化，得到加氢石脑油、轻烃及燃料气，设有加氢石脑油输出装置与轻烃及燃料气输出装置，所述分馏装置的轻中馏分输出装置与所述抽提装置的脱酚油输出装置接入所述加氢裂化装置；
[0017]悬浮床加氢处理装置，用于对所述分馏装置输出的重馏分进行悬浮床加氢裂化处理，得到加氢石脑油、轻烃、燃料气、柴油、蜡油和尾油，设有加氢石脑油输出装置、轻烃及燃料气输出装置、柴油蜡油输出装置及尾油输出装置，所述分馏装置的重馏分输出装置接入所述悬浮床加氢处理装置；
[0018]芳烃联合装置，用于对所述加氢裂化装置输出的加氢石脑油与所述悬浮床加氢处理装置输出的加氢石脑油共同进行芳烃联合反应及分离，生成苯、对二甲苯、重芳烃及化工轻油，设有苯输出装置、对二甲苯输出装置、重芳烃输出装置及化工轻油输出装置，所述加氢裂化装置的加氢石脑油输出装置与所述悬浮床加氢处理装置的加氢石脑油输出装置接入所述芳烃联合装置。
[0019]优选地，所述芳烃联合装置的重芳烃输出装置、所述悬浮床加氢处理装置的柴油蜡油输出装置也接入所述加氢裂化装置也接入所述加氢裂化装置。
[0020]优选地，所述分馏装置的前面设有预处理装置，用于对分馏前的低温煤焦油进行预处理，脱除其中含有的机械杂质与水分，设有预处理后低温煤焦油输出装置，所述低温煤焦油输出装置接入所述分馏装置。
[0021]优选地，所述预处理装置包括电脱盐脱水装置、旋液分离装置和离心过滤装置。
[0022]优选地，所述分馏装置采用常压分馏塔和/或减压分馏塔。
[0023]优选地，所述抽提装置为采用酸碱抽提方法进行脱酚处理的抽提装置。
[0024]优选地，所述加氢裂化装置可以采用固定床加氢裂化装置。
[0025]优选地，所述加氢裂化装置还可以采用流化床加氢裂化装置。
[0026]优选地，所述芳烃联合装置包含重整单元、抽提单元、歧化单元、异构化单元、吸附分离单元和二甲苯分馏单元。
[0027]优选地，所述芳烃联合装置的重整单元设有氢气回收管道，所述重整单元的氢气回收管道接入回收氢气净化和提浓系统。
[0028]优选地，所述回收氢气净化和提浓系统设有净化浓缩氢气输出管道，所述净化浓缩氢气输出管道连接所述加氢裂化装置的氢气入口。
[0029]本实用新型的有益效果为:
[0030](I)整个工艺以利用芳烃含量高的低温煤焦油生产高附加值的对二甲苯为目的，抽提、加氢裂化、悬浮床加氢过程不以生产汽油、柴油、蜡油等轻质油组分为目的，而是最大程度的调整工艺过程和生产参数，控制中间产品循环加工深度，为芳烃联合装置生产对二甲苯提供尽可能多的高芳潜含量的石脑油原料。在生产对二甲苯的同时，副产苯、化工轻油及部分轻烃、燃料气等产品。
[0031](2)对低温煤焦油进行分馏预处理，依据其终馏点不同将其分为轻质酚油、轻中馏分与重馏分，有利于依据其组分特性选择合适的后续工艺对其进行分别加工。
[0032](3)在原料进行加氢及焦化深加工之前，对分离出的酚油进行抽提，得到酚类产品以及脱酚油，即实现了对具有高附加值但同时又有强腐蚀作用的酚类产品的提取，减少了对后续设备的腐蚀，延长了全装置的使用寿命，又为有效地继续深加工提供了轻组分原料。
[0033](4)脱酚油与分馏生产的轻中馏分进行加氢裂化，通过操作参数的调整及反应条件的控制，采取适当加氢深度，脱除其中硫、氧、氮及金属杂质等有害组分，控制保留单环芳烃，不产出汽油、柴油、等轻组分油品，而是最大程度地生产加氢石脑油，有效地提高了轻质组分的利用率。
[0034](5)低温煤焦油分馏得到的重馏分油进行悬浮床加氢处理，利用悬浮床加氢技术的独特优点将其中的柴油、蜡油等组分进一步分离，并送至加氢裂化装置，进一步为芳烃联合装置补充提供了石脑油原料，又出产了一部分轻烃、燃料气，充分提高了装置的物料利用率。采用悬浮床加氢裂化，省去了渣油加氢、延迟焦化等重馏分加工步骤，有效地减少了设备投资与消耗。
[0035](6)加氢裂化装置原料为低温煤焦油的轻中馏分、轻质酚油抽提后的脱酚油以及悬浮床加氢产生的柴油、蜡油，通过调整生产参数，不产生加氢尾油，有效提高了原料的利用率。
[0036](7)芳烃联合装置生产对二甲苯作为主要产品的同时，产生的重芳烃返回至加氢裂化过程，作为加氢原料继续生产石脑油，单元之间的物流联合提高了产品的利用率，进而提闻了广品的收率。
[0037](8)重整单元副产氢气，延迟焦化、煤干馏、煤气化等过程也产生部分氢气，高纯度的氢气可直接送往加氢裂化单元作为氢源参与反应，低浓度氢气经过变压吸附提浓后送往上述用氢单元，产物的回收利用提高了反应原料与产物的利用率。

【专利附图】

【附图说明】
[0038]图1是本实用新型的结构示意图。

【具体实施方式】
[0039]参见图1，用作原料的低温煤焦油经低温煤焦油管道I先进入预处理装置60进行预处理，所述预处理为通过电脱盐脱水、旋液分离、离心过滤脱除水分及机械杂质，预处理后的低温煤焦油经低温煤焦油输出装置61进入分馏装置10进行进行减压蒸馏，根据组分性质不同分馏出轻质酚油(终馏点为250°C )、轻中馏分(250-500°C )和重馏分(初馏点高于500°C )，经分馏得到的轻质酚油经轻质酚油输出装置11送入抽提装置20进行抽提分离，所述抽提装置优选采用酸碱抽提方法进行脱酚处理的抽提装置，操作温度为60°C，NaOH质量分数为20%，H2SO4质量分数为60%，抽提时间lOmin，分离后得到的酚类产品作为粗酚产品经酚类产品输出装置21送出，进入酚精制装置进行进一步的酚类精制，从分馏装置得到的轻中馏分与从抽提装置得到的脱酚油分别通过轻中馏分输出装置12和脱酚油输输出装置22送入加氢裂化装置30，在加氢裂化装置中共同进行加氢裂化处理，得到加氢石脑油、轻烃和燃料气，所述加氢裂化装置可以固定床加氢裂化装置，也可以流化床加氢裂化装置，采用固定床操作的反应温度为390°C、压力ll.0MPa，氢油比为1000:1，液时体积空速0.5h-l。分馏装置得到的重馏分经重馏分输出装置13进入悬浮床加氢处理装置40进行加氢裂化处理，得到轻烃、燃料气、柴油、蜡油及排出尾油，悬浮床加氢处理装置的加氢反应温度为445°C、压力12.0MPa，氢油比为800:1，液时体积空速1.2h_l，加氢裂化装置得到的加氢石脑油和悬浮床加氢处理装置得到加氢石脑油分别经过各自的加氢石脑油输出装置32、44进入芳烃联合装置50，经过一系列处理后生成苯、对二甲苯、重芳烃及化工轻油，所述的芳烃联合装置为常规装置，包含重整、抽提、歧化、异构化、吸附分离、二甲苯分馏单元，具体流程同常规芳烃联合装置，芳烃联合装置生产出来的苯、对二甲苯及化工轻油分别经过各自的输出装置52、53、54送出，芳烃联合装置输出的重芳烃经重芳烃输出装置51返回加氢裂化装置，与分馏装置得到的轻中馏分、抽提装置得到的脱酚油、悬浮床加氢处理装置得到的柴油、蜡油共同进行加氢裂化反应，相应的重芳烃输出装置、轻中馏分输出装置、脱酚油输出装置、悬浮床加氢处理装置的柴油蜡油输出装置43均接入加氢裂化装置，加氢裂化装置产生的轻烃、燃料气和悬浮床加氢处理装置产生的轻烃、燃料气分别经过各自的输出装置31、41送出，所述悬浮床加氢处理装置产生的尾油经尾油输出装置42排出。
[0040]本实用新型涉及的各种优选技术手段的选用不受技术方案中其他技术手段的影响，可以任意组合。
[0041]本实用新型涉及的各种物料处理/反应装置可以采用现有技术下任意适宜的能够实现相应处理/反应的装置，即可以采用现有技术下能够对相同性质的原料进行相同类型的处理/反应并生成相同性质的产出物的处理/反应装置，所述物料的性质指与相应反应有关的性质。
[0042]本实用新型涉及的各种物料输出装置可以采用现有技术下任意适宜的能够实现相应物料输送的装置，例如对于气体或液体物料通常可以采用输送管道(及必要时所需的阀门、泵等)作为其输出装置，对于固态物料则可以采用相应的带传送装置、移动料斗及送料小车等输送装置作为其输出装置。
[0043]本实用新型所称某输出装置接入某装置是指两者之间具有能够使该输出装置输送的物料进入该装置的联接方式和/或配套方式，这些联接方式和/或配套方式可以依据现有技术实现，本实用新型所称某装置设有某输出装置是指该输出装置与该装置连接或配套，能够输出该装置产出的相应物料。
【权利要求】
1.一种以芳烃为导向的低温煤焦油多级深加工装置，其特征在于包括 分馏装置，设有轻质酚油输出装置、轻中馏分输出装置与重馏分输出装置； 抽提装置，所述分馏装置的轻质酚油输出装置接入所述抽提装置； 加氢裂化装置，设有加氢石脑油输出装置与轻烃及燃料气输出装置，所述分馏装置的轻中馏分输出装置与所述抽提装置的脱酚油输出装置接入所述加氢裂化装置； 悬浮床加氢处理装置，设有加氢石脑油输出装置、轻烃及燃料气输出装置、柴油蜡油输出装置及尾油输出装置，所述分馏装置的重馏分输出装置接入所述悬浮床加氢处理装置； 芳烃联合装置，设有苯输出装置、对二甲苯输出装置、重芳烃输出装置及化工轻油输出装置，所述加氢裂化装置的加氢石脑油输出装置与所述悬浮床加氢处理装置的加氢石脑油输出装置接入所述芳烃联合装置。
2.如权利要求1所述的以芳烃为导向的低温煤焦油多级深加工装置，其特征在于所述芳烃联合装置的重芳烃输出装置、所述悬浮床加氢处理装置的柴油蜡油输出装置也接入所述加氢裂化装置。
3.如权利要求2所述的以芳烃为导向的低温煤焦油多级深加工装置，其特征在于所述分馏装置的前面设有预处理装置，设有预处理后低温煤焦油输出装置，所述低温煤焦油输出装置接入所述分馏装置。
4.如权利要求3所述的以芳烃为导向的低温煤焦油多级深加工装置，其特征在于优所述预处理装置包括电脱盐脱水装置、旋液分离装置和离心过滤装置。
5.如权利要求1、2、3或4所述的以芳烃为导向的低温煤焦油多级深加工装置，其特征在于所述分馏装置采用常压分馏塔和/或减压分馏塔。
6.如权利要求1、2、3或4所述的以芳烃为导向的低温煤焦油多级深加工装置，其特征在于所述抽提装置为采用酸碱抽提方法进行脱酚处理的抽提装置。
7.如权利要求1、2、3或4所述的以芳烃为导向的低温煤焦油多级深加工装置，其特征在于所述加氢裂化过程采用固定床加氢裂化装置。
8.如权利要求1、2、3或4所述的以芳烃为导向的低温煤焦油多级深加工装置，其特征在于所述加氢裂化过程采用流化床加氢裂化装置。
9.如权利要求1、2、3或4所述的以芳烃为导向的低温煤焦油多级深加工装置，其特征在于所述芳烃联合装置包含重整单元、抽提单元、歧化单元、异构化单元、吸附分离单元和二甲苯分馏单元。
10.如权利要求9所述的以芳烃为导向的低温煤焦油多级深加工装置，其特征在于所述芳烃联合装置的重整单元设有氢气回收管道，所述重整单元的氢气回收管道接入回收氢气净化和提浓系统，所述回收氢气净化和提浓系统设有净化浓缩氢气输出管道，所述净化浓缩氢气输出管道连接所述加氢裂化装置的氢气入口。
【文档编号】C07C15/04GK204151301SQ201420482098
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年8月25日 优先权日:2014年8月25日
【发明者】周华堂, 许贤文, 劳国瑞, 刘林洋, 孙富伟, 卢秀荣, 刘德新, 李盛兴 申请人:中国昆仑工程公司, 中国纺织工业设计院