本發(fā)明屬于劣質(zhì)油品加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種對(duì)煤焦油進(jìn)行處理的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
：隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)對(duì)化石能源的需求將會(huì)日益增加。我國“富煤、貧油、少氣”的能源格局，決定了煤炭在我國能源戰(zhàn)略中的主導(dǎo)地位，煤炭的清潔高效利用直接關(guān)系著國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前，我國石油對(duì)外依存度已近60％，因此通過煤炭生產(chǎn)清潔燃料是降低石油對(duì)外依存度的有效途徑。在煤的煉焦及煤炭分質(zhì)分級(jí)利用過程中生產(chǎn)較多的煤焦油，煤焦油深加工則是煤生產(chǎn)清潔燃料的一種重要方式。根據(jù)煤干餾溫度的不同，煤焦油可分為低溫焦油(450～650℃)、中低溫焦油(600～800℃)、中溫焦油(700～900℃)以及高溫焦油(900～1000℃)。煤焦油與常規(guī)石油有較大不同，隨著煤處理溫度的升高，煤焦油中的芳烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)以及雜原子(硫、氮、氧、金屬)含量增加。煤焦油只有很少一部分被深加工利用，大部分作為燃料直接燃燒，不僅造成環(huán)境污染而且也是一種極大的資源浪費(fèi)。隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)苛和對(duì)車用燃料需求的增加，煤焦油通過加氫技術(shù)生產(chǎn)輕質(zhì)燃料日益受到人們的關(guān)注?，F(xiàn)有技術(shù)提出一種煤焦油加氫改質(zhì)生產(chǎn)燃料油的方法，將預(yù)處理全餾分煤焦油與稀釋油按比例混合后，依次經(jīng)過裝有加氫保護(hù)劑、預(yù)加氫催化劑的淺度加氫單元和裝有主加氫催化劑的深度加氫單元，最終獲得輕質(zhì)油品。該方法中使用稀釋油來源于石油全餾分油、石油直餾餾分油或者煤焦油加氫輕生成油等，防結(jié)焦效果有限，煤焦油中重質(zhì)組分轉(zhuǎn)化率低。該方法的缺點(diǎn)是需要在焦油處理過程中引入一定量的稀釋油這樣做即增加了原料成本，又降低了焦油的處理量，影響了焦油處理的效率?，F(xiàn)有技術(shù)還提出一種重、渣油輕質(zhì)化方法，重、渣油經(jīng)懸浮床加氫方法裂解為輕質(zhì)產(chǎn)品，該方法選用加氫處理后的柴油餾分(170～350℃)作為供氫劑循環(huán)回懸浮床加氫反應(yīng)器。該方法類同于加入稀釋劑的加工方法，且加氫柴油循環(huán)量較大，并且在處理過程中降低了裝置的處理效率?，F(xiàn)有技術(shù)還提出一種煤焦油處理方法，選用四氫萘或十氫萘作為供氫劑，煤焦油與供氫劑按一定的比例混合后進(jìn)行加氫處理，其中供氫劑需在超臨界狀態(tài)或接近超臨界狀態(tài)條件下參與反應(yīng)，降低結(jié)焦率。在煤焦油和供氫劑反應(yīng)體系中加入水，在高溫、高壓條件下水與生成焦炭反應(yīng)生成氫氣用來恢復(fù)供氫劑的供氫能力。該方法中需要額外添加供氫劑，且在反應(yīng)體系中供氫劑的供氫能力恢復(fù)程度不能保證，需不斷補(bǔ)加新鮮供氫劑，而供氫劑價(jià)格相對(duì)較高，這樣就造成了處理成本的居高不下。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明旨在利用高壓反應(yīng)懸浮床裝置處理之后的高溫高壓氣相產(chǎn)品，直接進(jìn)行氣相產(chǎn)品中液相C2以上組分的直接收集處理，并且能夠脫除氣相產(chǎn)品中的H2S和NH3，使得氣相組分為氫氣，直接進(jìn)行壓縮之后可進(jìn)入懸浮床循環(huán)使用，這樣不僅能夠降低氣相產(chǎn)品中的C2+以上組分，直接收集該產(chǎn)品，并且大大縮短了氣相組分的處理流程。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種對(duì)煤焦油進(jìn)行處理的系統(tǒng)，包括高壓懸浮床、C2+分離裝置及壓縮機(jī)；其中，所述高壓懸浮床包括高壓反應(yīng)后氣體產(chǎn)物出口、第一氫氣入口、第二氫氣入口和煤焦油入口，所述高壓懸浮床用于煤焦油與氫氣的反應(yīng)；所述C2+分離裝置包括高壓反應(yīng)后氣體產(chǎn)物入口和分離后氣體產(chǎn)物出口，所述C2+分離單元用于液相產(chǎn)品分離，氣體經(jīng)過分離處理后基本不含C2+以上組分；所述壓縮機(jī)包括分離后氣體產(chǎn)物入口和壓縮后氣體產(chǎn)物出口，所述壓縮機(jī)用于將分離后氣體產(chǎn)物直接進(jìn)行壓縮循環(huán)加氫使用；所述壓縮后氣體產(chǎn)物出口和所述第二氫氣入口相連，所述高壓反應(yīng)后氣體產(chǎn)物出口和所述高壓反應(yīng)后氣體產(chǎn)物入口相連，所述分離后氣體產(chǎn)物出口和所述分離后氣體產(chǎn)物入口相連。具體地，所述系統(tǒng)還包括換熱器，在所述換熱器中煤焦油在進(jìn)入所述高壓懸浮床之前先與所述高壓反應(yīng)后氣體產(chǎn)物換熱，煤焦油換熱后進(jìn)入所述高壓懸浮床，高壓反應(yīng)后氣體產(chǎn)物換熱后進(jìn)入所述C2+分離裝置。本發(fā)明還提供一種對(duì)煤焦油進(jìn)行處理的方法，包括如下步驟：A.高壓反應(yīng)：將所述煤焦油和所述氫氣輸入至所述高壓懸浮床中,在高壓反應(yīng)床裝置內(nèi)催化劑懸浮在焦油中，所述煤焦油和所述氫氣接觸進(jìn)行反應(yīng)；B.C2+分離：將所述高壓懸浮床反應(yīng)結(jié)束后的氣相產(chǎn)品輸入至所述C2+分離裝置，進(jìn)行液相產(chǎn)品分離，氣體經(jīng)過分離處理后基本不含C2+以上組分；C.氣體壓縮：將分離之后的氣體產(chǎn)物直接進(jìn)行壓縮后通過所述第二氫氣入口輸入至所述高壓懸浮床，循環(huán)使用。進(jìn)一步地，所述方法還包括換熱：所述煤焦油在進(jìn)入所述高壓懸浮床之前先與所述高壓反應(yīng)后氣體產(chǎn)物進(jìn)行換熱，將換熱后的煤焦油輸入至所述高壓懸浮床，將換熱后的高壓反應(yīng)氣體產(chǎn)物輸至所述C2+分離裝置。具體地，將步驟A中高壓反應(yīng)的溫度控制在360～500℃，壓力控制在8～25Mpa。進(jìn)一步地，將換熱之后所述高壓反應(yīng)后氣體產(chǎn)物的溫度降低到60～120℃，壓力降至6～20Mpa。進(jìn)一步地，在所述C2+分離器將氣體的壓力能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，將產(chǎn)品氣最低點(diǎn)溫度降到-100～-200℃，速度升至1～3M，在出口處將氣體速度降低至8～11m/s，溫度升高至60～80℃，壓力控制在4.2～14Mpa。本發(fā)明能夠利用懸浮床高反應(yīng)壓力直接回收氣相產(chǎn)品中的C2+組分，分離效果好，經(jīng)過分離后氣體直接進(jìn)行壓縮循環(huán)進(jìn)入高壓懸浮床進(jìn)行加氫反應(yīng)，該工藝流程簡(jiǎn)單并且能夠保證氣相產(chǎn)品高的C2+液相回收率。反應(yīng)出來的高溫氣相產(chǎn)品先對(duì)原料油品進(jìn)行換熱回收了氣相產(chǎn)品的熱量。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。附圖說明圖1是本發(fā)明的煤焦油加氫反應(yīng)系統(tǒng)流程圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說明的目的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。本發(fā)明所述的一種焦油處理系統(tǒng)包括：高壓懸浮床反應(yīng)器，換熱器、C2+分離器及壓縮機(jī)。煤焦油進(jìn)入高壓懸浮床反應(yīng)器中與氫氣進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)之后的氣相產(chǎn)品與原料油進(jìn)行換熱，換熱之后氣相產(chǎn)品進(jìn)入C2+分離裝置，脫除C2+組分，分離之后直接進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮循環(huán)加氫使用。詳細(xì)過程如下：所述的煤焦油高溫高壓反應(yīng)系統(tǒng)是指一種煤焦油高溫高壓懸浮床，在高壓反應(yīng)床裝置內(nèi)催化劑懸浮在焦油中并且和氫氣接觸進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度為360～500℃，壓力為8～25Mpa。反應(yīng)之后的產(chǎn)品氣體經(jīng)過與原料氣進(jìn)行換熱，換熱之后氣體溫度降低到60～120℃壓力為6～20Mpa。經(jīng)換熱之后的氣體進(jìn)入C2+分離器，該裝置能夠?qū)怏w的壓力能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，在氣體獲得較高動(dòng)能時(shí)，壓力能和內(nèi)能降低，因此在該裝置中產(chǎn)品氣最低點(diǎn)溫度降到-100～-200℃，速度達(dá)到1～3M，在此過程中回收C2+以上餾分(C2+烴類的氣化溫度為-150℃左右，能夠達(dá)到回收的目的)，在裝置出口處，氣體速度降低至8～11m/s，溫度升高至60～80℃，壓力為4.2～14Mpa。在經(jīng)過C2+分離裝置處理之后氣相產(chǎn)品的壓力降為30～40％。經(jīng)過C2+分離裝置處理后，氣相產(chǎn)品中的C2+組分<0.5％，CO2也得到了脫除<0.2％。并且氫氣含量為97％以上。經(jīng)處理之后的產(chǎn)品氣經(jīng)過壓縮可以直接進(jìn)入高壓懸浮床進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)。本發(fā)明所述的出口氣體可直接經(jīng)過壓縮后進(jìn)入煤焦油高溫高壓反應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)使用，可不用再設(shè)氫氣提純單元。本發(fā)明所述的一種煤焦油高壓反應(yīng)系統(tǒng)及相應(yīng)氣相組分液相產(chǎn)品的收集系統(tǒng)流程圖如圖1所示。下面參考具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，需要說明的是，這些實(shí)施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。實(shí)施例1本實(shí)施例提出了一種對(duì)煤焦油進(jìn)行處理的系統(tǒng)，包括高壓懸浮床、換熱器、C2+分離裝置及壓縮機(jī)，過程如下：氫氣入口壓力為8Mpa，高壓懸浮床反應(yīng)器溫度為500℃，氣相出口溫度為380℃。出口反應(yīng)氣與煤焦油進(jìn)行換熱，換熱之后溫度為60℃，壓力降低為6Mpa，之后氣體進(jìn)入C2+分離裝置，進(jìn)行分離，在所述C2+分離器將氣體的壓力能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，將產(chǎn)品氣最低點(diǎn)溫度降到-100℃，速度升至1M，在出口處將氣體速度降低至11m/s，溫度升高至80℃，壓力控制在12Mpa，分離滯后氣體中C2以上有機(jī)氣體組分大幅降低，之后再進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮直接與氫氣原料氣混合后進(jìn)入高壓懸浮床參與反應(yīng)。表1C2分離裝置出口氣體成分如表所示實(shí)施例2本實(shí)施例與上述實(shí)施例1所用系統(tǒng)一樣，但工藝條件不同，如下所述：氫氣入口壓力為15Mpa，高壓懸浮床反應(yīng)器溫度為400℃，氣相出口溫度為350℃。出口反應(yīng)氣與煤焦油進(jìn)行換熱，換熱之后溫度為120℃，壓力降低為9Mpa，之后氣體進(jìn)入C2+分離裝置，進(jìn)行分離，在所述C2+分離器將氣體的壓力能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，將產(chǎn)品氣最低點(diǎn)溫度降到-150℃，速度升至3M，在出口處將氣體速度降低至9m/s，溫度升高至60℃，壓力控制在8.4Mpa，分離之后氣體中不含有C2以上有機(jī)氣體，之后再進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮直接與氫氣原料氣混合后進(jìn)入高壓懸浮床參與反應(yīng)。表2C2分離裝置出口氣體成分如表所示氫氣甲烷C2+COCO298.8％1.0％未檢出0.2％未檢出實(shí)施例3本實(shí)施例與上述實(shí)施例1所用系統(tǒng)一樣，但工藝條件不同，如下所述：氫氣入口壓力為25Mpa，高壓懸浮床反應(yīng)器溫度為360℃，氣相出口溫度為300℃。出口反應(yīng)氣與煤焦油進(jìn)行換熱，換熱之后溫度為100℃，壓力降低為20Mpa，之后氣體進(jìn)入C2+分離裝置，進(jìn)行分離，在所述C2+分離器將氣體的壓力能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，將產(chǎn)品氣最低點(diǎn)溫度降到-200℃，速度升至3M，在出口處將氣體速度降低至10m/s，溫度升高至70℃，壓力控制在4.2Mpa，分離之后氣體中不含有C2以上有機(jī)氣體，之后再進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮直接與氫氣原料氣混合后進(jìn)入高壓懸浮床參與反應(yīng)。表3C2分離裝置出口氣體成分如表所示氫氣甲烷C2+COCO298.5％1.1％未檢出0.2％0.2％實(shí)施例4本實(shí)施例與上述實(shí)施例1所用系統(tǒng)一樣，但工藝條件不同，如下所述：氫氣入口壓力為20Mpa，高壓懸浮床反應(yīng)器溫度為400℃，氣相出口溫度為370℃。出口反應(yīng)氣與煤焦油進(jìn)行換熱，換熱之后溫度為80℃，壓力降低為14Mpa，之后氣體進(jìn)入C2+分離裝置，進(jìn)行分離，在所述C2+分離器將氣體的壓力能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，將產(chǎn)品氣最低點(diǎn)溫度降到-100℃，速度升至2M，在出口處將氣體速度降低至8m/s，溫度升高至70℃，壓力控制在14Mpa，分離之后氣體中不含有C2以上有機(jī)氣體，之后再進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮直接與氫氣原料氣混合后進(jìn)入高壓懸浮床參與反應(yīng)。表4C2分離裝置出口氣體成分如表所示氫氣甲烷C2+COCO296.4％2.0％1.2％0.2％0.1％盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。本發(fā)明公開的內(nèi)容論及的是示例性實(shí)施例，在不脫離權(quán)利要求書界定的保護(hù)范圍的情況下，可以對(duì)本申請(qǐng)的各個(gè)實(shí)施例進(jìn)行各種改變和修改。因此，所描述的實(shí)施例旨在涵蓋落在所附權(quán)利要求書的保護(hù)范圍內(nèi)的所有此類改變、修改和變形。此外，除上下文另有所指外，以單數(shù)形式出現(xiàn)的詞包括復(fù)數(shù)形式，反之亦然。另外，除非特別說明，那么任何實(shí)施例的全部或一部分可結(jié)合任何其它實(shí)施例的全部或一部分使用。當(dāng)前第1頁1 2 3