一種煤焦油全餾分液相加氫系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬煤焦油加氫領域，具體涉及一種煤焦油全餾分液相加氫系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002] 近10多年來，我國的煤焦油加氫制燃料油技術有了迅速發(fā)展，目前已實現(xiàn)工業(yè)化 生產的技術工藝主要是：煤焦油輕餾分加氫、煤焦油延遲焦化-加氫和煤焦油全餾分加氫， 雖然其技術工藝有所不同，但煤焦油加氫主體技術均采用傳統(tǒng)的滴流床加氫反應技術工 藝。該技術工藝在生產過程中均需采用較大的氫油體積比，反應后富氫氣通過循環(huán)壓縮機 增壓后，與補充的新氫共同作為反應的原料。煤焦油采用滴流床加氫技術工藝，容易造成液 相煤焦油和氫氣混合不均，或液相煤焦油在催化劑床層出現(xiàn)溝流，以及局部催化劑外表面 的部分潤濕，而顯著的影響了催化劑反應性能，并容易在滴流床加氫反應器中造成催化劑 結焦、結塊、床層阻力增大，致使催化劑壽命縮短。因此煤焦油滴流床加氫工藝存在投資高、 能耗高、催化劑利用效率低等問題。
[0003] 在專利CN102585899B中，對一種煤焦油的全液相加氫方法作了描述，但該技術存 在以下不足之處：
[0004] (1)按照煤焦油與溶劑油的重量比1:1~2:1加入助溶劑，制成加氫原料，由此會 顯著降低加氫反應器對原料油的處理量，增加了加氫裝置投資，降低了技術經(jīng)濟性。
[0005] (2)采用下流式反應器在實際生產操作時，為了保證生產穩(wěn)定運行，并維持液位穩(wěn) 定，需要復雜的反應器內構件和儀表控制來實現(xiàn)。
[0006] (3)在工藝流程中，仍設置了循環(huán)壓縮機，不僅未能體現(xiàn)液相加氫工藝的優(yōu)勢，而 且使其工藝過程趨于復雜，增加了設備投資。
[0007] 鑒于上述原因，需提供一種設計合理、工藝過程可靠、安全性能穩(wěn)定的煤焦油液相 加氫的技術工藝。

【發(fā)明內容】

[0008] 為了解決現(xiàn)有技術工藝的不足，本發(fā)明提供了一種煤焦油全餾分液相加氫系統(tǒng)及 方法。
[0009] 本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)：
[0010] 一種煤焦油全餾分液相加氫系統(tǒng)，包括液相反應器和溶氫器；溶氫器的進口上連 接有煤焦油預處理裝置和氫氣輸送裝置，溶氫器出口連接到液相反應器的下端進口處，液 相反應器頂端的反應生成產物出口與熱高壓分離器相連，熱高壓分離器的一個出口經(jīng)循環(huán) 栗后與液相反應器下端進口相連，液相反應器包括液相反應器壁、補氫裝置和多層催化劑 床層，液相反應器壁內部由下而上設置有多層催化劑床層，每兩個相鄰的催化劑床層之間 均設置有補氫裝置，補氫裝置與氫氣輸送裝置相連通。
[0011] 所述的液相反應器壁內由下而上裝有下床層、中床層和上床層三層催化劑床層， 下床層與中床層之間設置有補氫裝置，中床層和上床層之間設置有補氫裝置，其中，下床層 裝填有加氫保護劑，中床層裝填有加氫改質劑，上床層裝填有加氫裂化劑。
[0012] 所述的煤焦油預處理裝置包括凈化裝置、高壓進料栗和加熱爐，所述的凈化裝置 進口通入有煤焦油，凈化裝置出口經(jīng)高壓進料栗與加熱爐相連，加熱爐與溶氫器進口相連。
[0013] 所述的氫氣輸送裝置包括氫氣壓縮機，氫氣壓縮機與溶氫器進口相連。
[0014] 所述的補氫裝置包括溶氣頭和帶有氫氣進口的補氫管，補氫管帶有氫氣進口的一 端安裝在液相反應器壁上，另一端伸入到液相反應器腔體內，補氫管與氫氣輸送裝置相連， 補氫管上設置有與其相通的溶氣頭，溶氣頭上方設置有催化劑支撐板，催化劑支撐板上方 和下方均設有催化劑床層。
[0015] 所述的熱高壓分離器的另一個出口與蒸餾裝置相連。
[0016] 所述的溶氣頭包括上盤和下盤，上盤和下盤通過固定銷固定，并形成2~3mm的間 隙，下盤中間留有進氣孔，進氣孔下方通過支撐桿連接有進氣管。
[0017] -種煤焦油全餾分液相加氫方法，包括以下步驟：
[0018] 1)將凈化并加熱至260~320°C的煤焦油送入溶氫器，并將壓縮后的氫氣送入溶 氫器中，在溶氫器中加熱后的煤焦油與氫氣，在260~320°C，11~16MPa的條件下，溶氫時 間為5~15min，使煤焦油達到溶氫飽和狀態(tài)，使其成為溶氫煤焦油；
[0019] 2)將溶氫煤焦油從液相反應器底部通入，液相反應器底部進口溫度為260~ 320°C，壓力為11~16MPa;溶氫煤焦油自下而上按照0. 28~2. 5h1的體積空速通過液相 反應器中的各層催化劑床層，使得催化劑床層的催化劑全部均勻的被溶氫煤焦油浸潤并發(fā) 生反應，得到反應生成產物；
[0020] 3)反應生成產物由溫度為350~420°C、壓力為10~14MPa的液相反應器頂部出 口送入熱高壓分離器，由熱高壓分離器側部將反應生成油送入精餾裝置，用常規(guī)方法，切割 出石腦油、柴油餾分和重質油；由熱高壓分離器底部將其一部分反應生成油作為循環(huán)油，經(jīng) 循環(huán)栗增壓后與步驟1中的溶氫煤焦油混合送入液相反應器，其中，循環(huán)油的循環(huán)量為反 應生成油總量的20%~55%。
[0021] 所述的步驟1)之前還包括以下步驟：
[0022] 4)煤焦油全餾分采用公知的方法在凈化裝置中進行處理，脫除煤焦油中的水分， 金屬和固體雜質；將凈化后的煤焦油由高壓進料栗送入加熱爐中加熱至260~320°C后，送 入溶氫器，其中，所述的煤焦油為低溫煤焦油、中/低溫煤焦油和中溫煤焦油中的一種或混 合物；
[0023] 5)將氫氣經(jīng)氫氣壓縮機后送入溶氫器中。
[0024] 步驟3)還包括：在熱高壓分離器上端出口，將干氣送出，進入下游常規(guī)的處理裝 置進行加工。
[0025] 所述的步驟2)具體為：
[0026]將溶氫煤焦油從液相反應器底部通入，液相反應器底部進口溫度為260~320°C， 壓力為11~16MPa;溶氫煤焦油自下而上按照0. 28~2. 5h1的體積空速通過液相反應器中 裝填的三層催化劑床層，并在上床層與中床層之間，中床層與下床層之間均補入氫氣，使得 催化劑床層的催化劑全部均勻的被溶氫煤焦油浸潤并發(fā)生反應，得到反應生成產物；其中， 所述下床層裝填了加氫保護劑，在液相反應器床層中所占體積比為20%~30%，中床層裝 填了加氫改質劑，在液相反應器床層中所占體積比為40%~50%，上床層裝填了加氫裂化 劑，在液相反應器床層中所占體積比為20%~25%。
[0027] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益的技術效果：
[0028] (1)在液相反應器中，液相反應物溶氫煤焦油自下而上通過催化劑床層，能使催化 劑全部均勻的被反應物料浸潤，使催化劑作用得到充分發(fā)揮，可以有效提高反應產物收率， 液相溶氫煤焦油的熱容較大，可使床層溫度得到有效的控制。
[0029] (2)液相反應器內部的催化劑床層進行分層設置，在催化劑上下床層之間增加溶 解氫補氫裝置，進而補充液相溶解氫的消耗。
[0030] (3)采用液相反應器，取消了復雜的入口氣液兩相分布裝置和催化劑床層之間的 再分布裝置、催化劑床層之間冷卻裝置，大大提高了液相反應器的內部空間利用率，減少了 設備投資。
[0031] (4)催化劑床層之間設置溶解氫補氫裝置，該裝置具有溶氫能力強，結構簡單、安 裝方便的特點。
【附圖說明】
[0032] 附圖1是本發(fā)明提供的一種煤焦油全餾分液相加氫系統(tǒng)的示意圖。圖中序號1為 凈化裝置，2為高壓進料栗，3為加熱爐，4為溶氫器，5為液相反應器，6為氫氣壓縮機，7為 熱高壓分離器，8為循環(huán)栗，9為蒸餾裝置，B-I為下床層，B-2為中床層，B-3為上床層，a為 煤焦油，b為氫氣，c為干氣，d為石腦油，e為柴油餾分，f為重質油，A和B均為補充氫。
[0033] 附圖2是本發(fā)明的補氫裝置結構示意圖。圖中序號11為液相反應器壁，12和15 為催化劑