本實用新型屬于煤化工
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種處理高固含量的含塵煤焦油沸騰床加氫系統(tǒng)，尤其涉及一種粉煤熱解得到的高固含量的含塵煤焦油沸騰床催化加氫系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：我國是一個以煤炭為主要能源的國家，近幾年國內(nèi)煤化工得到快速發(fā)展，煤制油已初具規(guī)模。煤焦油是煤熱解制焦炭的主要副產(chǎn)品，組分一般較為復雜，稠環(huán)芳烴、灰分、膠質(zhì)以瀝青質(zhì)含量高，并且含有氮、硫等雜原子物質(zhì)，直接作為燃料不僅降低資源價值，而且對環(huán)境造成重大污染，因此煤焦油加氫提質(zhì)是煤化工中常采用的工藝方法。根據(jù)焦油加氫反應器類型，可把焦油加氫分為固定床、懸浮床和沸騰床。固定床加氫技術(shù)比較成熟，投資和操作費用低、運行安全簡單，獲得較普遍應用。但是固定床加氫技術(shù)對于原料要求比較苛刻，一般要求原料中固體雜質(zhì)含量小于0.01％，雜質(zhì)的存在不僅會給床層帶來較大的壓降，影響裝置的長周期穩(wěn)定運行，而且會對催化劑的活性和選擇性造成不可逆的影響。然而固體雜質(zhì)含量高是煤焦油不同于石油原料的特征之一，尤其是粉煤(粒徑＜6mm)熱解焦油，其固體雜質(zhì)含量可能高于20％。對于當前產(chǎn)量快速增長的煤焦油，固定床技術(shù)已難以適應生產(chǎn)過程對大型化和長周期的需要。沸騰床加氫工藝中，催化劑成膨脹流化狀態(tài)，并且通過新鮮催化劑的在線加入和排出來維持催化劑的活性，故而能處理固含量較高的原料，且不致床層堵塞，生產(chǎn)周期長，床層溫度易于控制，是一種很好的處理高固含量的煤焦油加氫工藝。CN103773483A公開了一種煤液化油沸騰床加氫處理工藝，該方法將加氫改質(zhì)后的催化裂化油漿作為供氫劑，與煤液化油一起送入沸騰床反應器，進行加氫處理，大大增加了煤液化油加氫后的輕油收率，取得良好的經(jīng)濟效益。CN103789026A公開了一種非均相催化劑的煤焦油沸騰床加氫的工藝方法，該方法首先將煤焦油進行離心脫水和機械除雜，然后對其進行餾分切割，將得到的煤焦油重質(zhì)餾分與催化劑制成油漿，與氫氣一起送入沸騰床進行加氫裂化。CN101962572A公開了煤焦油重餾分沸騰床加氫裂化的方法及系統(tǒng)，所述煤焦油重餾分沸騰床加氫裂化系統(tǒng)包括沸騰床反應器、高壓分離器及分餾塔，沸騰床反應器底部設(shè)有物料入口，頂部設(shè)有催化劑入口和反應物出口，反應物出口與高壓分離器入口連通，高壓分離器設(shè)有氣相出口和液相出口，氣相出口連通物料入口，液相出口連通分餾塔進口，分餾塔分餾的餾分接各收集器。CN103789026A公開了一種非均相催化劑的煤焦油沸騰床加氫的工藝方法，其中煤焦油重質(zhì)餾分的沸騰床加氫裂化包括如下步驟：重質(zhì)餾分的沸騰床加氫裂化，將催化劑油漿從沸騰床的催化劑床層以上的位置進入沸騰床反應器；將步驟(2)中得到的大于370℃的重質(zhì)餾分油或全餾分油與氫氣混合均勻后從反應器底部進入沸騰床加氫反應器進行裂化；沸騰床加氫反應器反應流出物經(jīng)分離器分離后得到液相混合物流和富氫氣體；富氫氣體用作循環(huán)氫繼續(xù)反應；液相混合物流進入常壓分餾塔，塔頂?shù)玫叫∮?70℃輕質(zhì)餾分油，塔底得到大于370℃常底重油，常底重油作為循環(huán)油直接循環(huán)到沸騰床加氫反應器內(nèi)進行加氫裂化反應；反應后的催化劑從沸騰床加氫反應器的底部排出后再生。雖然現(xiàn)有工藝方法已經(jīng)能夠很大程度上解決煤焦油加氫過程中的技術(shù)問題，但這些工藝一般對原料油要求較高，無法處理高固含量的煤焦油，對于含塵煤焦油，原料油進入反應系統(tǒng)前需先進行復雜的除雜過程，大大增加了設(shè)備投資和工藝流程的復雜性。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種高固含量煤焦油的沸騰床加氫系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于高固含量(固含量大于20wt％)的煤焦油的催化劑加氫反應無需進行預處理脫除固體雜質(zhì)，具有工藝流程簡單、操作靈活易控、轉(zhuǎn)化率高和運行周期長等特點。本實用新型如無特殊說明，所述wt％是指質(zhì)量百分含量。所述高固含量煤焦油是指固含量大于20wt％的煤焦油。本實用新型所述輕質(zhì)餾分是指餾程為65～185℃的煤焦油餾分(包括沸點是185℃的餾分)，所述中間餾分是指餾程為185～375℃的煤焦油餾分(不包括沸點是185℃的餾分，包括沸點為375℃的餾分)，所述重質(zhì)餾分是指餾程大于375℃的煤焦油餾分。本實用新型所述煤焦油轉(zhuǎn)化率是指轉(zhuǎn)化的煤焦油與原料煤焦油的質(zhì)量比；所述產(chǎn)品收率是以指產(chǎn)品中各物質(zhì)占總產(chǎn)品的質(zhì)量百分含量，所述總產(chǎn)品是指煤焦油轉(zhuǎn)化后得到的所有物質(zhì)。所述沸騰床加氫反應器即用于催化加氫的沸騰床反應器。為達此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：本實用新型的目的之一在于提供一種高固含量煤焦油的沸騰床加氫系統(tǒng)，包括沸騰床加氫反應器，所述系統(tǒng)還包括高固含量煤焦油供給裝置、氫氣供給裝置、催化劑在線供給裝置、催化劑在線卸料裝置、第一預熱器、第二預熱器、氣固分離裝置、氣液分離裝置和分餾裝置；所述沸騰床加氫反應器底部設(shè)置進料口，上部設(shè)置催化劑入口和反應產(chǎn)物出口，底部設(shè)置出料口；所述高固含量煤焦油供給裝置通過第一預熱器與沸騰床加氫反應器的進料口相連；所述氫氣供給裝置通過第二預熱器與沸騰床加氫反應器的進料口相連；所述催化劑在線供給裝置與沸騰床加氫反應器的催化劑入口相連，催化劑在線卸料裝置與沸騰床加氫反應器的出料口相連；氣液分離裝置設(shè)置進料口、氣體出口和液體出口；反應產(chǎn)物出口通過氣固分離裝置與氣液分離裝置的進料口相連，氣液分離裝置設(shè)置氫氣出口和產(chǎn)品油出口，產(chǎn)品油出口與分餾裝置的進料口相連。所述系統(tǒng)尤其適用于含固體雜質(zhì)較多的全餾分煤焦油，尤其針對粉煤熱解得到的含塵焦油。所述系統(tǒng)處理高固含量煤焦油時無需對高固含量煤焦油進行預處理，直接將預熱后的原料送入沸騰床加氫反應器即可。第一預熱器和第二預熱器的設(shè)置最大限度地充分利用反應熱，減少了煤焦油的加熱量，避免了煤焦油原料預熱不充分的問題。催化劑在線供給裝置和催化劑在線卸料裝置保證了沸騰床加氫反應器中催化劑的時時更新，避免了催化劑失活帶來的影響，因此，利用所述系統(tǒng)制得的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。如無特殊情況，所述系統(tǒng)可持續(xù)運行，能夠避免停產(chǎn)帶來的損失。所述催化劑在線置換裝置包括依次相連的新鮮催化劑儲罐、催化劑計量罐和催化劑加料罐，催化劑加料罐與沸騰床加氫反應器的催化劑入口相連。優(yōu)選物料在裝置中通過重力流流動。優(yōu)選地，所述催化劑在線卸料裝置包括與沸騰床加氫反應器的出料口依次相連的廢催化劑儲罐、催化劑冷卻罐和廢催化劑罐。優(yōu)選這些裝置之間的物料通過重力流流動。優(yōu)選地，所述氣固分離裝置包括旋風分離器。優(yōu)選地，所述氣固分離裝置包括二級旋風分離器。優(yōu)選地，所述氣固分離裝置的固體出口深入沸騰床加氫反應器的床層內(nèi)部。將分離出的固體顆粒返回沸騰床，從沸騰床的底部排出，也可直接將固體顆粒排到沸騰床加氫反應器外部。所述氣固分離器最大限度地降低了反應產(chǎn)物中的固體顆粒物質(zhì)的含量，降低了最終產(chǎn)品中固體雜質(zhì)的含量。所述分餾裝置設(shè)置輕質(zhì)餾分出口、中間餾分出口和重質(zhì)餾分出口，且以地面為水平面，所述輕質(zhì)餾分出口、中間餾分出口和重質(zhì)餾分出口的高度依次降低。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括液固分離裝置，所述液固分離裝置設(shè)置殘渣出口及尾油出口，所述重質(zhì)餾分出口與液固分離裝置的進料口相連，所述液固分離裝置的尾油出口與第一預熱器的進料口相連。優(yōu)選地，所述重質(zhì)餾分出口還與第一預熱器的進料口相連。所述液固分離裝置的尾油出口與分餾裝置的重質(zhì)餾分出口均與第一預熱器的進料口相連以充分回收煤焦油中的有用成分，提高產(chǎn)物的收率。所述高固含量煤焦油供給裝置、第一預熱器、沸騰床加氫反應器、高固含量煤焦油供給裝置與第一預熱器相連的管路及第一預熱器與沸騰床加氫反應器相連的管路中還設(shè)置耐磨層。以增加裝置的運行時間。優(yōu)選地，所述氣液分離裝置的氫氣出口與第二預熱器的進料口相連，以循環(huán)利用氫氣，減少氫氣的消耗量。本實用新型的目的之二在于提供一種高固含量煤焦油沸騰床加氫方法，所述方法包括如下步驟：(1)將高固含量煤焦油和氫氣分別預熱后從沸騰床加氫反應器的底部送入沸騰床加氫反應器，催化劑從沸騰床加氫反應器的頂部送入沸騰床加氫反應器，進行催化加氫反應，得到的反應產(chǎn)物從沸騰床加氫反應器頂部流出；(2)將反應產(chǎn)物分離出固體顆粒后再分離出氫氣，得到液相；(3)將液相進行分餾，得到催化加氫產(chǎn)品。所述工藝使用沸騰床加氫反應器能夠順利處理高固含量煤焦油，并且由于催化劑不斷從上部進入底部流出，因此，其可實時在線更新，避免催化劑失活，從而輕質(zhì)產(chǎn)品油質(zhì)量穩(wěn)定；能夠處理由粉煤熱解得到的含塵煤焦油，且原料無需預處理脫除固體雜質(zhì)，工藝流程簡單，投資低。另外，所述工藝流程簡單，操作靈活易控，轉(zhuǎn)化率高。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果為：本實用新型提供的高固含量煤焦油的沸騰床加氫系統(tǒng)可處理固含量大于20wt％的煤焦油原料，并且能夠處理由粉煤熱解得到的含塵煤焦油，且原料無需預處理脫除固體雜質(zhì)，工藝流程簡單，投資低；本實用新型提供的處理高固含量煤焦油的沸騰床加氫系統(tǒng)由于催化劑能夠?qū)崟r在線更新，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的長周期穩(wěn)定運行，如無特殊情況，可持續(xù)進行催化加氫反應；本實用新型提供的高固含量煤焦油的沸騰床加氫方法流程簡單，操作靈活易控，轉(zhuǎn)化率(單位質(zhì)量原料煤焦油加氫轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的質(zhì)量分率)為65％～85％，輕質(zhì)油產(chǎn)品(餾程為65-375℃)的收率為50％～70％。附圖說明圖1為實施例1提供的處理高固含量煤焦油的沸騰床加氫系統(tǒng)的連接示意圖。其中：1，第一預熱器；2，第二預熱器；3，沸騰床加氫反應器；4，氣液分離裝置；5，分餾裝置；6，液固分離裝置；7，氣固分離裝置；8，催化劑在線供給裝置；9，催化劑在線卸料裝置。具體實施方式下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本實用新型的技術(shù)方案。實施例1一種高固含量煤焦油的沸騰床加氫系統(tǒng)，如圖1所示。所述系統(tǒng)包括沸騰床加氫反應器3，所述系統(tǒng)還包括高固含量煤焦油供給裝置、氫氣供給裝置、催化劑在線供給裝置8、催化劑在線卸料裝置9、第一預熱器1、第二預熱器2、氣固分離裝置7、氣液分離裝置4和分餾裝置5；所述沸騰床加氫反應器3底部設(shè)置進料口，上部設(shè)置催化劑入口和反應產(chǎn)物出口，底部設(shè)置出料口；所述高固含量煤焦油供給裝置通過第一預熱器1與沸騰床加氫反應器3的進料口相連；所述氫氣供給裝置通過第二預熱器2與沸騰床加氫反應器3的進料口相連；所述催化劑在線供給裝置8與沸騰床加氫反應器3的催化劑入口相連，催化劑在線卸料裝置9與沸騰床加氫反應器3的出料口相連；氣液分離裝置4設(shè)置進料口、氣體出口和液體出口；反應產(chǎn)物出口通過氣固分離裝置7與氣液分離裝置4的進料口相連，氣液分離裝置4設(shè)置氫氣出口和產(chǎn)品油出口，產(chǎn)品油出口與分餾裝置5的進料口相連；所述催化劑在線置換裝置包括依次相連的新鮮催化劑儲罐、催化劑計量罐和催化劑加料罐，催化劑加料罐與沸騰床加氫反應器3的催化劑入口相連；所述催化劑在線卸料裝置9包括與沸騰床加氫反應器3的出料口依次相連的廢催化劑儲罐、催化劑冷卻罐和廢催化劑罐；所述氣固分離裝置7包括旋風分離器；所述氣固分離裝置7包括二級旋風分離器；所述氣固分離裝置7的固體出口深入沸騰床加氫反應器3的床層內(nèi)部；所述分餾裝置5設(shè)置輕質(zhì)餾分出口、中間餾分出口和重質(zhì)餾分出口，且以地面為水平面，所述輕質(zhì)餾分出口、中間餾分出口和重質(zhì)餾分出口的高度依次降低；所述系統(tǒng)還包括液固分離裝置6，所述液固分離裝置6設(shè)置殘渣出口及尾油出口，所述重質(zhì)餾分出口與液固分離裝置6的進料口相連，所述液固分離裝置6的尾油出口與第一預熱器1的進料口相連；所述重質(zhì)餾分出口還與第一預熱器1的進料口相連；所述高固含量煤焦油供給裝置、第一預熱器1、沸騰床加氫反應器3、高固含量煤焦油供給裝置與第一預熱器1相連的管路及第一預熱器1與沸騰床加氫反應器3相連的管路中還設(shè)置耐磨層；所述氣液分離裝置4的氫氣出口與第二預熱器2的進料口相連。所述氣液分離裝置4包括熱高壓分離器；所述分餾裝置包括分餾塔。一種高固含量煤焦油催化加氫方法，包括如下步驟：(1)將固含量大于20wt％的煤焦油和氫氣分別預熱后從沸騰床加氫反應器的底部送入沸騰床加氫反應器，催化劑從沸騰床加氫反應器的頂部送入沸騰床加氫反應器，進行催化加氫反應，得到的反應產(chǎn)物從沸騰床加氫反應器頂部流出；(2)將反應產(chǎn)物分離出固體顆粒后再分離出氫氣，得到液相，所述氫氣返回步驟(1)用于催化加氫反應；(3)將液相進行分餾，得到餾程為65～185℃的輕質(zhì)餾分(包括沸點是185℃的餾分)、餾程為185～375℃的中間餾分(不包括沸點是185℃的餾分，包括沸點是375℃的餾分)和餾程＞375℃的重質(zhì)餾分，所述重質(zhì)餾分一部分返回步驟(1)用作高固含量煤焦油，其余部分進行固液分離，得到尾油和殘渣，所述尾油返回步驟(1)用作高固含量煤焦油。利用所述方法處理高固含量煤焦油，原料油無需經(jīng)過預處理脫除固體雜質(zhì)，可直接與氫氣混合進入沸騰床加氫反應器進行加氫裂化，具有工藝流程簡單、操作靈活易控、轉(zhuǎn)化率高(為65％～85％)、輕質(zhì)油產(chǎn)品(餾程為65-375℃)收率高(為50％～70％)、運行周期長的特點。實施例2一種粉煤熱解的高含固量焦油，原料性質(zhì)如表1所示。表1其中，所述IBP是指初餾點。利用實施例1所述的方法，以上述粉煤熱解的高含固量焦油為原料進行催化加氫反應，工藝條件和產(chǎn)品性質(zhì)如表2所示。其中，所述催化劑為負載型球形金屬合金催化劑，金屬成分為鈷和鎳，載體為改性氧化鋁，改性元素為硫；所述催化劑的直徑為0.1-0.5mm，比表面積為400～450m2/g，堆密度為0.8～1.2g/cm3，以全餾分煤焦油質(zhì)量為計算基準，催化劑加入量為200μg/g。表2工藝條件數(shù)值反應溫度，℃380反應壓力，MPa14空速，h-11.8氫油比，v/v800:1產(chǎn)品性質(zhì)硫，μg/g11氮，μg/g52煤焦油轉(zhuǎn)化率，％77.2產(chǎn)品收率，wt％65-180℃餾分6.3180-375℃餾分56.2375-535℃餾分32.1申請人聲明，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員應該明了，任何屬于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，均落在本實用新型的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3