CN101037616A - 一种富氧煤焦油加氢转化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种富氧煤焦油加氢转化方法。富氧煤焦油在分馏单元分离为富氧馏分和脱氧馏分，脱氧馏分在加氢单元完成加氢反应，得到一个富氢气相产物和一个主要由常规液体烃组成的加氢生成油液相产物。对富氧煤焦油的加氢转化过程，本发明可大幅度降低投资、并可延长操作周期。

Description

一种富氧煤焦油加氢转化方法

技术领域

本发明涉及一种富氧煤焦油加氢转化方法。

背景技术

专利CN 1676583A一种两段法中高温煤焦油加氢裂化工艺，涉及一种富氧煤焦油加氢转化方法。按照其实施例，原料氧含量达～8.1％(对原料重量)，原料20℃密度为1.0426g/cm³、原料沸程为128(初馏点)～455℃(80％馏出点)。第一段为加氢精制，反应条件为：保护剂与精制剂串联级配，催化剂体积空速为1.0hr^-1/0.8hr^-1、温度为240℃/370℃、压力为128MPa、氢气/原料油体积比为1200∶1，生成水量达9.12％(对原料重量)，精制油密度0.885g/cm³。其第一段反应(加氢精制)生成油在分馏部分分离出气体产品、汽油、柴油和更重馏分(尾油，常规沸点高于370℃)，其分馏部分存在柴油馏分和尾油的分离步骤；该更重馏分作为第二段反应(加氢裂化)过程的原料油。第二段为加氢裂化，裂化反应条件为：催化剂体积空速为0.8hr^-1、温度为380℃、压力为128MPa、氢气/原料油体积比为800∶1，大于370℃馏分转化率为～65％(对裂化原料重量)，加氢裂化部分有大于370℃馏分未转化油，其分馏部分沸点最高的产品不是柴油馏分，欲得到柴油馏分，其分馏部分存在柴油馏分和未转化油的分离步骤。同时，专利CN 1676583A中两段的生成油共用一个分馏塔，一段和两段的质量不同的汽油、柴油组分无法分开。

专利CN 1676583A的方法，没有合理利用原料中的含氧化合物(大部分属于酚类)，而是作为加氢原料，加剧了加氢原料受热缩合；酚类进入加氢过程以耗氢为代价，转化为水和烃，酚类加氢转化过程为降值过程；同时正由于原料有机氧含量高、产物水含量高，为降低加氢过程水分压被迫采用过大的氢气/原料油体积比、且精制和裂化过程不宜(甚至不能)采用一段串联流程(对裂化催化剂造成水热失活效应，催化剂寿命明显缩短)，从而大大增加了工程投资。

本发明的目的在于提供一种富氧煤焦油加氢转化方法，将富氧煤焦油先经脱氧分馏过程分离为富氧馏分和脱氧馏分，得到的脱氧馏分在加氢单元进行加氢反应。

发明内容

本发明一种富氧煤焦油加氢转化方法，其特征在于包含以下步骤：

①在分馏单元，富氧煤焦油分离为富氧馏分和脱氧馏分；

②在加氢单元，对所述脱氧馏分完成加氢反应，得到一个富氢气相产物和一个主要由常规液体烃组成的加氢生成油液相产物。

本发明特征进一步在于：加氢单元采用一段串联流程，使用加氢脱金属催化剂和加氢精制催化剂。

本发明特征进一步在于：加氢单元采用一段串联流程，使用加氢脱金属催化剂、加氢精制催化剂和加氢裂化催化剂。

本发明特征进一步在于：反应部分操作条件为：温度为200～440℃、压力为6.0～25.0MPa、催化剂体积空速为0.05～2.0hr^-1、氢气/原料油体积比为500∶1～3000∶1。

具体实施方式

以下详细描述本发明。

本发明所述的常规沸点指的是物质在一个大气压力下的汽、液平衡温度。本发明所述的常规液体烃指的是常规条件下呈液态的烃类，包括戊烷及其沸点更高的烃类。本发明所述的比重，除非特别说明，指的是常压、15.6℃条件下液体密度与常压、15.6℃条件下水密度的比值。本发明所述的组分的组成或浓度或含量值，除非特别说明，均为重量基准值。

本发明所述富氧煤焦油，指的是富含有机氧的煤焦油且适合于加氢处理，是来自煤热解或煤造气或其它过程的富氧煤焦油产品，通常是来自煤焦油产品的比煤沥青组分轻的富氧轻馏分。因此，可以是煤造气的副产物(低温煤焦油)的轻馏分(由常规沸点温度低于450℃馏分组成)、也可以是煤炼焦煤热解过程(包括低温炼焦、中炼焦、高温炼焦过程)副产物煤焦油或煤焦油轻馏分，其常规沸点温度通常低于530℃，本发明所述富氧煤焦油还可以是上述煤焦油的混合油。由于萘价格高(约7000元/吨)，对于高温煤焦油馏分，进入加氢装置之前，通常已将其中的萘分离回收。

由于原煤性质和炼焦或造气工艺条件均在一定范围内变化，煤焦油的性质也在一定范围内变化。本发明所述富氧煤焦油的性质，有机氧含量通常为2.5～11％、特别地为3.5～10％、更特别地为5～10％，比重通常为0.92～1.25，常规沸点一般为60～530℃通常为120～510℃，通常金属含量为5～80PPm、硫含量为0.4～0.8％、氮含量为0.6～1.4％、通常无机水含量为0.2～5.0％。

按照本发明，在分馏单元，富氧煤焦油分离为富氧馏分和脱氧馏分。富氧煤焦油中的有机氧，多数(通常占50～85％)分布在酚类化合物中，这些酚类化合物沸点集中在160～250℃范围内、特别是集中在180～220℃范围内。采用常用的煤焦油蒸馏方法，将其分离为富氧馏分(酚油)并进一步得到粗酚，粗酚价格约4000～5000元/吨。分馏单元同时具有脱水功能。富氧煤焦油进入分馏单元前通常经过物理脱水和过滤除固体颗粒的过程。

按照本发明，在加氢单元，对所述脱氧馏分完成加氢反应，得到一个富氢气相产物和一个主要由常规液体烃组成的加氢生成油液相产物。在加氢单元通常采用一段串联流程，使用加氢脱金属催化剂和加氢精制催化剂，进行加氢精制反应。所述加氢精制催化剂可以是一种或两种或多种催化剂的串联组合和混装。加氢精制催化剂可以是合适的石油炼制柴油和/或蜡油的加氢精制过程使用的加氢脱硫剂、加氢脱氮剂、加氢芳烃饱和剂等加氢精制催化剂及其组合。由于富氧煤焦油金属含量通常较高，故在加氢精制催化剂前使用加氢脱金属剂。

按照本发明，由于降低了加氢原料的氧含量，因此有以下优点：

①降低了原料酸值，减轻了设备和器材的腐蚀；

②降低了加氢反应器原料油加热过程缩合物的产量，利于延长装置运转周期，提高换热器、加热炉等设备的效率；

③降低了氢气耗量；

④降低了反应生成水数量，降低了水蒸汽分压，可降低氢气/原料油体积比，降低循环氢用量，降低氢气循环系统规模，降低工程投资，降低能耗；

⑤当脱氧馏分的氧含量降低至预期水平使加氢裂化催化剂和加氢精制催化剂可以一段串联使用时，比如降低至氧含量小于2.0％甚至小于1.5％时，本发明加氢单元可采用一段流程，串联使用加氢脱金属催化剂、和加氢裂化催化剂(比如无定型硅铝加氢裂化催化剂，主要对大分子进行裂化)，不采用二段流程，可大幅度降低工程投资。

按照本发明，加氢单元反应部分操作条件通常为：温度为200～440℃、压力为6.0～25.0MPa、催化剂体积空速为0.05～2.0hr^-1、氢气/原料油体积比为500∶1～3000∶1。

实施例

富氧中温煤焦油加氢装置，处理能力为60万吨/年，原料煤焦油有机氧含量为7.6％，在分馏部分分为富氧馏分(酚油)和脱氧馏分(有机氧含量为2.1％)，富氧馏分(酚油)分离为粗酚和脱酚油，脱酚油作为脱氧馏分的一部分使用。脱氧馏分在加氢单元，采用“加氢脱金属--加氢精制”一段串联加氢工艺，进行加氢处理。脱氧馏分加氢处理工艺与富氧煤焦油加氢处理工艺相比，优点如下：

①降低了原料酸值，减轻了设备和器材的腐蚀；

②降低了加氢反应器原料油加热过程缩合物的产量，利于延长装置运转周期，提高换热器、加热炉等设备的效率，加氢脱金属反应器入口温度从241℃升至265℃，提高了催化剂效率；

③氢气耗量降低了～6.8％；

④反应生成水数量降低了～70％，降低了水蒸汽分压，反应器入口氢气/原料油体积比由1550∶1降低至1100∶1，占原设计反应器入口氢气/原料油体积比的29％，降低了循环氢用量，降低了氢气循环系统规模，降低了工程投资，降低了能耗；

⑤在分馏部分对原料进行深度脱氧，提高酚回收率，使脱氧馏分的有机氧含量小于1.5％时，本发明加氢单元采用一段流程，串联使用加氢脱金属催化剂、和无定型硅铝加氢裂化催化剂，不采用二段流程，大幅度降低了工程投资。

Claims (10)

1、一种富氧煤焦油加氢转化方法，其特征在于包含以下步骤：

①在分馏单元，富氧煤焦油分离为富氧馏分和脱氧馏分；

②在加氢单元，对所述脱氧馏分完成加氢反应，得到一个富氢气相产物和一个主要由常规液体烃组成的加氢生成油液相产物。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：加氢单元采用一段串联流程，使用加氢脱金属催化剂和加氢精制催化剂。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：加氢单元采用一段串联流程，使用加氢脱金属催化剂、加氢精制催化剂和加氢裂化催化剂。

4、根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：反应部分操作条件为：温度为200～440℃、压力为6.0～25.0MPa、催化剂体积空速为0.05～2.0hr^-1、氢气/原料油体积比为500∶1～3000∶1。

5、根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：富氧煤焦油有机氧含量大于5％。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于：富氧煤焦油有机氧含量大于3.5％。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于：富氧煤焦油有机氧含量大于2.5％。

8、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：富氧煤焦油有机氧含量大于5％。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于：富氧煤焦油有机氧含量大于3.5％。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于：富氧煤焦油有机氧含量大于2.5％。