CN104862004A - 一种组合式煤焦油全馏分加氢处理的系统及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组合式煤焦油全馏分的加氢处理的系统及其应用，所述系统包括，脱盐脱水脱杂质精制系统1，通过加氢进料泵12分别与氢气压缩机11、上流式移动床加氢精制反应器3相连，后者与催化剂在线加料系统2、两个串联的固定床加氢精制反应器4分别相连，固定床加氢精制反应器4与分离器5相连，分离器5分别与氢气精制系统10、闪蒸塔6相连，闪蒸塔6通过加氢进料泵12与固定床加氢裂化反应器7相连，随后与固定床加氢精制反应器8、分离器5、分馏塔9依次相连。与现有技术相比，本发明提供的系统，过程简单、转化率高、运转稳定，产品性质优，可以用于各种煤焦油、页岩油、渣油等劣质原料生产优质轻质燃料的生产过程。

Description

一种组合式煤焦油全馏分加氢处理的系统及其应用

技术领域

本发明涉及一种煤焦油全馏分处理工艺，特别是以煤焦油全馏分为原料，同时也适用于煤焦油、页岩油、渣油等劣质原料的加工过程，用组合式加氢处理工艺生产清洁轻质燃料的方法和系统。

背景技术

煤焦油是煤在干馏和气化过程中获得的液体产物之一，它是一种组成极其复杂的混合物，主要采用分离的手段用来生产苯、甲苯、二甲苯，及萘、蒽、苊、芘等化学产品及沥青产品。

由于国际市场原油价格剧升，轻质石油产品市场需求量大，价格相应上涨，因此，从煤焦油中生产轻质燃料油产品，是综合利用煤炭资源，提高企业经济效益的有效途径之一。

采用环境友好的加氢法工艺，利用煤焦油中合适馏分，生产清洁柴油馏分和副产芳潜较高的催化重整原料或清洁车用汽油调和组分，已经在工业装置上成功应用，并进行了长期稳定运转，产品质量达到设计要求。

煤焦油加氢为多相催化反应，在加氢过程汇总，发生的主要反应有：加氢脱硫反应、加氢脱氮反应、加氢脱金属、烯烃和芳烃加氢饱和以及加氢裂化等反应。

有关煤焦油加氢方法也有如下报道：

CN1351130A将煤焦油先分馏，轻馏分进行加氢改质，其主要不足之处在于没有将原料充分利用。并且，直接分馏得到的轻馏分中氧含量较高，在反应过程中生成较多的水，对催化剂运转周期有影响。

CN200810166722.9(公开号为CN101760237A)涉及一种含重馏份煤焦油的加氢转化方法；CN101962571A也公开了一种煤焦油重馏分悬浮床加氢裂化方法及系统。该方法可使煤焦油重馏分轻质化，有效的提高煤焦油加氢生成燃料油品的产率。但只对煤焦油的重馏分进行加工，也没有对煤焦油进行完全利用。

CN200810166599.0(公开号为CN101629101A)涉及一种不同沸程煤焦油馏份的加氢转化组合方法，主要由煤焦油轻馏份组成的第一烃馏份在第一加氢精制反应部分完成转化，主要由煤焦油重馏份组成的第二烃馏份在第二加氢精制反应部分完成转化，第一加氢精制反应流出物和第二加氢精制反应流出物混合后进行分离回收。

CN1464031A介绍了一种煤焦油加氢工艺和催化剂。该专利中提到直接加工未经处理的煤焦油时，在加氢反应器前增设一到四个切换保护反应器。切换保护反应器内装有加氢预精制催化剂。该催化剂以氧化铝和氧化钛的混合物为载体，以钼、镍、钴等的金属硫化物为活性金属组分。加氢反应器可以为悬浮床反应器，固定床反应器，移动床反应器或沸腾床反应器，反应器中使用以氧化铝和氧化钛为载体，钼、镍、钴等的金属硫化物为活性金属组分，分子筛为助催化剂的负载型催化剂。该工艺中虽然也提到使用移动床反应器，但对于加工未处理的煤焦油而言，由于未处理煤焦油中杂质含量高，易发生床层阻塞现象，要保持长周期运转，得经常更换催化剂，催化剂用量大，增加了成本，使工艺复杂，且切换反应器出来的产品含有相当量的水，未经处理直接进入加氢反应器，对加氢催化剂(尤其是含有分子筛的催化剂)活性影响很大，会导致催化剂活性大大降低。

CN101250433A公开了一种煤焦油加氢工艺。该方法采用上流式固定床反应器可使煤焦油加氢轻质化，有效的提高煤焦油加氢生成燃料油品的产率。但上流式固定床如果不能形成具有一定膨胀度的移动床，移动床的灵活作用就发挥不出来；另外未考虑加氢精制过程中生成的水和NH₃会对裂化催化剂的造成影响，不能做到长周期运行。

但是上述方法均不能克服使用通常固定床加氢装置直接加工未经处理的煤焦油全馏分会发生床层阻塞，不能长周期运转的问题。现有技术中常用的煤焦油全馏分中氧含量高(8-10wt％)，反应生成大量的水或水蒸气，还有部分NH₃和H₂S，在高压长周期的加氢运转条件下，使用常规的负载型双功能催化剂直接处理煤焦油全馏分，水和NH₃会对催化剂的活性产生致命的影响，从而影响产品质量和分布，最终影响运转周期。

因此，需要提供一种新的装置或方法改进上述问题。

关于煤焦油加氢装置，煤焦油中生产轻质燃料油的方法是煤焦油加氢技术，就是采用固定床加氢处理技术将煤焦油所含的金属杂质、灰分和S、N、O等杂原子脱除，并将其中的烯烃和芳烃类化合物进行饱和来生产质量优良的石脑油馏分和柴油馏分。

现有装置组成一般为：见附图2。

现有装置制备流程为：原料由脱盐脱水脱杂质精制系统1(采用储罐沉降脱盐脱水，普通离心机脱渣，不设电脱盐装置深度脱盐脱水)精制，通过加氢进料泵12分别与氢气压缩机11提供的氢气混合与固定床加氢精制反应器4相连，固定床加氢精制反应器4与分离器5相连，分离器5分别与氢气精制系统10、闪蒸塔6(现有工艺一般不设闪蒸塔)相连，闪蒸塔6通过加氢进料泵12与固定床加氢裂化反应器7相连，随后与固定床加氢精制反应器8、分离器5、分馏塔9依次相连。

1、脱盐脱水脱杂质反应：是保持加氢反应高活性运行的前提，金属盐附着在催化催化剂上会使活性中心中毒失活，水在高温下的膨胀会使催化剂崩溃破碎，残渣会堵塞催化剂孔洞，降低催化剂的表面积。现有装置工艺较为简单，无法达到深度脱盐、脱水、脱渣的目的。

2、加氢处理过程：现有装置加氢过程采用两段固定床串联式反应过程，一段加氢精制和二段加氢裂化全部采用下流式固定床反应器，一、二段反应器中间不设分离器，这样流程缩短了，但是一段加氢产生的水和碱性氨氮会对二段反应器的酸性催化剂产生致命的中毒伤害，二段加氢异构降凝的作用就失去效果了，因此现有柴油的十六烷值只能维持在40以下。

基于以上论述可知针对现有系统和方法，需要提供一种改进的利用现有的加氢方法和系统，为煤焦油的全面合理利用提供一种可行的方案，提高煤焦油的利用率，同时提高轻质油品的收率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种煤焦油全馏分组合式加氢处理生产高附加值汽油和柴油或其调和组分的方法，本发明同时也适用于煤焦油、页岩油、渣油等劣质原料的加工过程，本发明方法具有流程简单、转化率和收率高、运转稳定等特点。

本发明提供了一种组合式煤焦油全馏分加氢处理的系统，由脱盐脱水脱杂质精制系统1，通过加氢进料泵12分别与氢气压缩机11、上流式移动床加氢精制反应器3相连，后者与催化剂在线加料系统2、两个串联的固定床加氢精制反应器4分别相连，固定床加氢精制反应器4与分离器5相连，分离器5分别与氢气精制系统10、闪蒸塔6相连，闪蒸塔6通过加氢进料泵12与固定床加氢裂化反应器7相连，随后与固定床加氢精制反应器8、分离器5、分馏塔9依次相连。

新氢通过氢气精制系统10与加氢进料泵12与上流式移动床加氢精制反应器3连接的管道相连接，同时通过氢气精制系统10与整个装置中存在的两个分离器5相连接。

上述系统中：

所述脱盐脱水脱杂质精制系统1由电脱盐罐、高速离心机以及配套的储存罐、机泵等组成，电脱盐罐是在罐体内设置两块电极板，依靠两块电极板形成强电场完成油水分离，过程中通过加入稀释剂和破乳剂加速分离过程；高速离心机是采用设置在筒体内的高速螺杆形成的离心力带动液体完成大分子胶团和小分子的分离过程，过程中通过调整螺杆转速改变脱除率。

催化剂在线加料系统2由低压催化剂料斗、高压催化剂料斗和催化剂洗涤和吹扫设施组成；

上流式移动床加氢精制反应器3采用下进上出的固定床，床层具有一定的流动性，床层膨胀度0-20％，液时空速0.5-3.0h^-1，床层采用从下到上逐步缩小的球形催化剂分级配置，内设有多组冷氢盘管；

固定床加氢精制反应器4为气、液并流下流式反应器。固定床加氢精制反应器床层采用三叶草形、柱状或球形催化剂多段分级配置，其上层设有惰性催化剂床层和污垢回收装置；

固定床加氢裂化反应器7采用三叶草形、柱状或球形催化剂多段分级配置；

固定床加氢精制反应器8采用三叶草形、柱状或球形催化剂多段分级配置。

本发明还提供了上述系统在煤焦油全馏分加氢处理方面的应用。

一种煤焦油全馏分加氢处理方法，该方法采用了组合式煤焦油全馏分加氢处理的系统，具体方法包括以下步骤：

1)脱盐脱水脱杂质处理：煤焦油全馏分经过脱盐脱水脱杂质精制系统1处理，精制后的煤焦油盐含量小于5mg/L，水含量小于4％；

2)加氢脱除重金属、残炭和部分硫：精制后的煤焦油通过加氢进料泵12与氢气混合，经过加压到10-20MPa、加热到320-450℃进入上流式移动床加氢精制反应器3进行加氢反应，脱除重金属、残炭和部分硫，催化剂在线加料系统2定期从上流式移动床加氢精制反应器3底部卸出结焦催化剂，从上流式移动床加氢精制反应器3顶部注入新鲜催化剂；

3)加氢精制反应：从上流式移动床加氢精制反应器3顶部出来的物流进入两个串联的固定床加氢精制反应器4，在10-20MPa、350-450℃条件进一步脱除硫、氮和氧等，精制后的物流经分离器5进入闪蒸塔6，切割出水、氨等对加氢裂化催化剂有毒性的轻组分气体，闪蒸后重组分中NH₃含量在10μg/g以下，进入固定床加氢裂化反应器7，在10-20MPa、350-480℃条件发生脱芳、异构和裂化反应，以提高柴油质量；

4)裂化产物送入固定床加氢精制反应器8，在10-20MPa、350-450℃条件对裂化后的产物进行加氢补充精制，反应产物再进入分离器5和分馏塔9，切割出石脑油、柴油和加氢尾油。

优选系，该方法包括以下步骤：

1)脱盐脱水脱杂质处理：煤焦油全馏分经过脱盐脱水脱杂质精制系统1处理，精制后的煤焦油盐含量小于5mg/L，水含量小于4％；

2)加氢脱除重金属、残炭和部分硫：精制后的煤焦油通过加氢进料泵12与氢气混合，进入上流式移动床加氢精制反应器3进行加氢反应，其反应条件为：温度320-450℃，压力为10-20MPa，氢油体积比600-2000，脱除重金属、残炭和部分硫，催化剂在线加料系统2定期从上流式移动床加氢精制反应器3底部卸出结焦催化剂，从上流式移动床加氢精制反应器3顶部注入新鲜催化剂；

3)加氢精制反应：从上流式移动床加氢精制反应器3顶部出来的物流进入两个串联的固定床加氢精制反应器4，反应条件为：温度320-390℃，压力为10-20MPa，液时空速0.3-2.5h^-1，氢油体积比600-1500，精制后的物流经分离器5进入闪蒸塔6，切割出对加氢裂化催化剂有毒性的轻组分气体，闪蒸后重组分中NH₃含量在10μg/g以下，进入固定床加氢裂化反应器7，在10-20MPa、350-480℃条件发生脱芳、异构和裂化反应；

4)裂化产物送入固定床加氢精制反应器8，反应条件为：温度320-390℃，压力为6-18MPa，液时空速0.5-2.5h^-1，氢油体积比600-1500，反应产物再进入分离器5和分馏塔9，切割出石脑油、柴油和加氢尾油。

所述步骤1)还包括以下步骤：

煤焦油全馏分先预处理，即先加入稀释剂和破乳剂。

具体的，煤焦油粘度控制在20mm.s^-2(100℃)，稀释剂的加入量相当于煤焦油重量的10-20％，破乳剂加入量相当于煤焦油重量的30-200ppm(ppm为百万分之一)。

所述稀释剂为芳烃溶剂油，芳烃溶剂油是以甲苯、二甲苯或三甲苯等芳烃组分为主要成分的石油烃类，其中芳烃含量80％-90％，优选地，所述芳烃溶剂油为混合二甲苯的稀释剂。

所述破乳剂是由水溶性的磺酸盐、羧酸盐、嵌段聚醚以及超高分子环氧烷类聚合物等一种或几种复配而成的混合物；优选为环氧烷类破乳剂。

破乳剂的加入量是以脱出水中的含油率作为参考数据，脱出水中含油率的控制数据不大于2％，破乳剂加入量30-200ppm。

其中：

煤焦油加氢催化剂由金属活性组分、分子筛和载体组成，其中：

活性组分为Mo、Ni、Co、W、Pd、Pt等金属氧化物一种或几种配伍，提供加氢活性中心；

分子筛为Y型、β型和ZSM分子筛等一种或几种组合，分子筛用于调节催化剂的孔隙率和酸度，用于提供异构和裂化活性；

载体为耐熔氧化铝和氧化硅载体，为活性组分和分子筛提供分布载体。

上流式移动床加氢精制反应器装填的加氢精制催化剂，主要功能是脱金属和胶质，同时具有脱硫脱氮的功能，金属活性相对较高，分子筛孔隙率最大、酸度较低，为了便于流动采用球形结构。

所述固定床加氢精制催化剂的主要功能是脱硫脱氮脱氧和加氢饱和的功能，金属活性最高，分子筛孔隙率相对较大、酸度较低，采用三叶草形或球形等，用于固定床反应器。

所述加氢处理催化剂的主要功能是分子裂化和异构重组的功能，金属活性较高，分子筛孔隙率相对较大、酸度最高，采用三叶草形或球形等，用于固定床反应器。

所述惰性催化剂的主要功能是保护催化剂，脱除有害杂质，进行气液体分布等功能，金属活性最低，分子筛孔隙率相对较大、酸度最低，采用三叶草形或球形等，用于固定床反应器顶层。

上流式移动床加氢精制催化剂、固定床加氢精制催化剂、加氢处理催化剂和惰性催化剂的混合物，四种催化剂的重量比为1:1-2:1-3:0.1-0.5。

其中：上流式移动床加氢精制催化剂加入到上流式移动床加氢精制反应器3中；

固定床加氢精制催化剂加入到两个串联的固定床加氢精制反应器4和固定床加氢精制反应器8；

加氢处理催化剂加入到固定床加氢裂化反应器7中；

惰性催化剂加入到串联的固定床加氢精制反应器4的第一个固定床加氢精制反应器4的顶部。

本发明提供的组合式煤焦油全馏分加氢处理的方法和系统具有如下优点：

1、前处理方法：煤焦油是一种性质极差的非天然油，不能简单套用现有的石油加工方法。根据原料的性质采用适宜的方法进行加氢处理，加氢处理的目的是把劣质原料用加氢的方法进行精制和重组，使之达到合格柴油的指标，在整个加氢过程中原料的性质是由劣质转到优质的过程。

在原料预处理时，要脱出大部分对加氢有害的水、金属盐和残炭，难度是煤焦油本身高粘度大分子量，采用传统的沉降分离办法达不到效果，发明人采用添加稀释剂和破乳剂的工艺，可以大大降低分离难度，选择合适的稀释剂是关键，太轻的组分挥发损失太大，不经济，太重的组分达不到稀释的效果，选用本发明的稀释剂、破乳剂，限定特定的配比，最终得到本发明的前处理方案。

2、与现有技术相比，本发明提供的装置具有以下四处区别(下面的编号是本发明的图1编号)：编号3的反应器是下进上出固定床，增加了编号6的分馏塔和编号2的在线加料系统，编号1的精制系统复杂化，关于装置的优势具有以下描述：

1)关于装置的增加：编号3的反应器下进上出，增加分流塔是常规技术人员可以想到，因为这是化工上的两种处理方式，在线加料系统和3和编号1的精制系统可能想不到，因为要实现这两种方式需要需要一定的技术条件。但是只有前面两种改进，没有后面两种改进，或者说四种改进方式缺任意两项，就达不到本发明提出的质量指标和运行指标。

上述反应器或装置改进的目的是保护设备编号7和8的反应器，使原料重组的作用发挥出来，实际上是在组合技术的前端加大技术力度，而现有工艺把前端简单化，全部靠后端进行深加工处理，本发明的主题思想是前端靠复杂的技术深化，提高原料品质，后端的重组活性大大提升。

2)脱盐脱水脱杂质反应：是保持加氢反应高活性运行的前提，金属盐附着在催化剂上会使活性中心中毒失活，水在高温下的膨胀会使催化剂崩溃破碎，残渣会堵塞催化剂孔洞，降低催化剂的表面积。

本发明原料精制系统采用电脱盐工艺利用电场原理进行油水分离，采用高速离心机进行脱渣，最关键的一点在过程中通过添加破乳剂和稀释剂调整煤焦油粘度，提高精制分离效果，精制后的煤焦油盐含量小于5mg/L，水含量小于4％。

脱水采用闪蒸、自然沉降、破乳等方式，脱出机械杂质采用电脱盐、离心过滤、洗涤、压力过滤、萃取等方式。精制系统采用一种或几种方式组合，控制加氢原料盐含量低于5mg/L；

3)加氢处理过程：现有装置加氢过程采用两段固定床串联式反应过程，一段加氢精制和二段加氢裂化全部采用下流式固定床反应器，一、二段反应器中间不设分离器，这样流程缩短了，但是一段加氢产生的水和碱性氨氮会对二段反应器的酸性催化剂产生致命的中毒伤害，二段加氢异构降凝的作用就失去效果了，因此现有柴油的十六烷值只能维持在40以下。

本发明使用1个上流式移动床反应器和1个固定床反应器组合的加氢精制过程作为一段加氢，二段加氢采用两个固定床反应器组合完成加氢裂化、加氢异构和加氢补充精制加氢过程，其中：

一段加氢精制是在预料预处理的基础上，再进行深度的加氢脱金属、脱硫、脱氮、脱氧和部分芳烃饱和，一段加氢主要是用于精制，对原料的性质改变不大，为二段加氢提供长周期操作的条件；

同时上流式移动床反应器设置有在线催化剂装卸的装置，可以卸出失活催化剂，保持一段加氢过程的加氢活性稳定。其中催化剂在线装卸装置，含有低压催化剂料斗、高压催化剂料斗和催化剂洗涤和吹扫设施，使用氢气、石脑油、柴油或加氢尾油等作为流化介质。催化剂采用从反应器顶部装剂、底部卸料的在线装卸方式。

一段加氢技术考虑到是加氢难度最大部位，催化剂堵塞、失活和中毒最严重的部位，发明人首先选择上流式移动床进行浅度加氢脱杂质，通过床层的适度移动达到催化剂的在线更换和活性稳定，控制合理的移动速度是移动床的难点。

本发明在一段加氢精制和二段加氢异构降凝设有分离器5，可以脱除一段产生的水和碱性氨氮等有害介质，保护二段加氢的活性。

二段加氢采用具有一定酸性的金属催化剂，具有很强的裂化、脱芳、异构和轻质化活性，另外由于采用了上述保护措施，二段加氢的反应的加氢活性得到保护，因此裂化和异构反应进行的很彻底，因此本发明生产的柴油十六烷值可以提高到45以上，加氢反应的运行周期大大延长。

组合工艺在还选择了两台串联的固定床反应器串联在移动床后，用于深度加氢精制，难点在于固定床怎么能避免移动床催化剂磨损产生的粉末造成的影响。本发明设有惰性床层和污垢回收装置用于减低和延缓堵塞。

4)二段加氢技术主要作用是将原料进行重组，需要用到高活性的催化剂，也是最敏感的催化剂，一段加氢产生的水分、碱性氨氮都是二段加氢催化剂的毒物。组合工艺设置了高效分离器进行脱毒物处理，用于保护二段加氢稳定运行。二段加氢采用两台固定床反应器，进行裂化、异构和再精制，二段加氢的难点是怎么保持毒物的危害最小，中毒失活的时间尽可能延长，传统的闪蒸效果不好，气提、汽提、负压等过程都有局限性，本发明的正压精馏效果会更好。

5)前端的预处理流程延长了，前端加稀释剂、加破乳剂、电脱盐、脱水、离心脱渣等操作采用的都是连续化的专用设备，操作难度并不会增加很多，投资会增加很多。增加投资的作用就是能把整体反应提升，加大反应深度，产品质量得到提升，同时还要延长开工周期。

采用上述流程和条件，可以实现以下功能：

(1)两段加氢可以提高加氢深度，提高产品的质量；

(2)装置操作稳定，运转周期长，充分考虑了煤焦油全馏分的组成特点，在保证装置长周期运转的情况下，最大量生产轻质车用燃料油或其调和组分。

总之，本发明方法为非天然油煤焦油全馏分充分利用提供一个新的加工方案，提供了一个新的轻质燃料，尤其是柴油的来源。

3、煤焦油所含的胶状沥青状组分通常是以分子量高达几千至几万甚至几十万的稳定结构集团，含有大量稠环芳烃单元并含有金属、硫、氮等元素，其加氢过程的主要任务是将这些大分子解缔、加氢饱和、裂化为较其原始物炭数少十倍、百倍甚至千倍的小分子，目前常用的是下流式固定床反应器进行加氢脱金属、加氢脱硫、加氢脱氮、加氢芳烃饱和等反应，常规的下流式固定床反应器中的加氢裂化催化剂活性中心因金属不断沉积和快速结焦被快速覆盖导致操作周期太短，无法维持工业化过程要求的最低的经济的运行周期。

为了克服上述固定床反应器系统的缺陷，反应器形式出现了上流式固定床、上流式微膨胀床、上流式在线置换床、上流式强膨胀床即沸腾床、上流式极限式膨胀床即悬浮床沸、下流式在线置换床等多种形式。沸腾床加氢裂化、悬浮床加氢裂化的高转化率是固定床反应器无法达到的，但是催化剂床层膨胀比较大，增加了系统的复杂性，降低了操作的平稳性，增加了催化剂的磨损和碰撞，增加了催化剂损失。

照本发明的方法加氢处理过程可以从6个月延长到一年以上，柴油十六烷值从40提高到45以上，柴油产品收率达到30-40％，油品总收率＞95％。

附图说明

图1为本发明的上流式移动床加氢精制反应器、固定床加氢裂化与固定床加氢精制组合使用的装置流程图；

图2为现有技术提供的装置图；

其中：1为脱盐脱水脱杂质精制系统，2为催化剂在线加料系统，3为上流式移动床加氢精制反应器，4为固定床加氢精制反应器，5为分离器，6为闪蒸塔，7为固定床加氢裂化反应器，8为固定床加氢精制反应器，9为分馏塔，10为氢气精制系统，11为氢气压缩机，12为加氢进料泵，其余为管线。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1：装置

脱盐脱水脱杂质精制系统1，通过加氢进料泵12分别与氢气压缩机11、上流式移动床加氢精制反应器3相连，后者与催化剂在线加料系统2、两个串联的固定床加氢精制反应器4分别相连，固定床加氢精制反应器4与分离器5相连，分离器5分别与氢气精制系统10、闪蒸塔6相连，闪蒸塔6通过加氢进料泵12与固定床加氢裂化反应器7相连，随后与固定床加氢精制反应器8、分离器5、分馏塔9依次相连，其中：

新氢通过氢气精制系统10与加氢进料泵12与3连接的管道相连接，同时通过氢气精制系统10与整个装置中存在的两个分离器5相连接。

中间的管道，根据温度和压力条件，加氢过程的高温临氢管道采用铬钼钢耐高温管道，非临氢的中、低温管道采用普通碳钢管道。

实施例2：

本发明的上流式移动床加氢精制反应器、固定床加氢裂化与固定床加氢精制组合工艺可以生产优质的石脑油和柴油组分，其他性能指标都符合国家标准。

其原则工艺流程简图(图1)：

1、脱盐脱水脱杂质处理：煤焦油全馏分中加入稀释剂芳烃溶剂油和破乳剂环氧烷类，然后经过脱盐脱水脱杂质精制系统1处理，精制后的煤焦油盐含量小于5mg/L，水含量小于4％。

稀释剂的加入量以煤焦油的粘度为参考数据，煤焦油控制粘度20mm.s^-2(100℃)，本实施例所用稀释剂采用石油化工厂生产的混合二甲苯为稀释剂，芳烃含量90％以上，加入量10％；

本实施采用的是长江(扬中)电脱盐设备有限公司生产的环氧烷类破乳剂，加入量100ppm。

2、加氢脱除重金属、残炭和部分硫：精制后的煤焦油通过加氢进料泵12与氢气混合，经过加压到18.5MPa、加热到370℃，在空速0.6h^-1条件下进入上流式移动床加氢精制反应器3进行加氢反应，脱除重金属、残炭和部分硫，催化剂在线加料系统2定期从上流式移动床加氢精制反应器3底部卸出结焦催化剂，从上流式移动床加氢精制反应器3顶部注入新鲜催化剂；

本发明所用的催化剂采用中国石油抚顺催化剂分公司生产的加氢催化剂，⑴上流式移动床加氢精制反应器装填的加氢精制催化剂采用牌号3936的预加氢球形催化剂；⑵固定床加氢精制催化剂采用牌号3996的加氢精制三叶草形催化剂；⑶加氢处理催化剂采用牌号3975和3963的加氢异构和加氢改质三叶草形催化剂组合；⑷惰性催化剂采用大孔径氧化铝活性瓷球。上述催化剂中⑴、⑵、⑶、⑷的装填重量比例为1:2:2:0.2。(反应器与煤焦油的比例采用空速表示，已经添加进去，本加氢过程空速范围：0.2-0.6h^-1，优选为0.6h^-1，空速指空塔线速是反应器容积和反应物体积流量的比值，通过空速可以推测催化剂的加入量)。

上流式移动床加氢精制反应器3中加入催化剂(1)；

两个串联的固定床加氢精制反应器4和固定床加氢精制反应器8中加入催化剂(2)；

第一个固定床加氢精制反应器4顶层加入催化剂(4)；

固定床加氢裂化反应器7中加入催化剂(3)；

各个催化剂的用量参考步骤2中的催化剂比例。

3、加氢精制反应：从上流式移动床加氢精制反应器3顶部出来的物流进入两个串联固定床加氢精制反应器4，在18.5MPa、375℃，空速0.4h^-1的条件进一步脱除硫、氮和氧等，精制后的物流经分离器5进入闪蒸塔6，切割出水、氨等对加氢裂化催化剂有毒性的轻组分气体，闪蒸后重组分中NH₃含量在10μg/g以下，进入固定床加氢裂化反应器7，在17.5MPa、395℃，空速0.5h^-1的条件发生脱芳、异构和裂化反应，以提高柴油质量。

裂化产物送入固定床加氢精制反应器8，在17.0MPa、385℃，空速0.5h^-1的条件对裂化后的产物进行加氢补充精制，反应产物再进入分离器5和分馏塔9，切割出石脑油、柴油和加氢尾油。

分流塔9分流出的柴油，其十六烷值大于45，收率38％，可以做0#柴油直接出售或调和成其他牌号；加氢尾油可以作为产品直接出售，或者可以循环回加氢裂化增产柴油，油品总收率达到97％。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种组合式煤焦油全馏分加氢处理的系统，由脱盐脱水脱杂质精制系统1，通过加氢进料泵12分别与氢气压缩机11、上流式移动床加氢精制反应器3相连，后者与催化剂在线加料系统2、两个串联的固定床加氢精制反应器4分别相连，固定床加氢精制反应器4与分离器5相连，分离器5分别与氢气精制系统10、闪蒸塔6相连，闪蒸塔6通过加氢进料泵12与固定床加氢裂化反应器7相连，随后与固定床加氢精制反应器8、分离器5、分馏塔9依次相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，新氢通过氢气精制系统10与加氢进料泵12与上流式移动床加氢精制反应器3连接的管道相连接，同时通过氢气精制系统10与整个装置中存在的两个分离器5相连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，催化剂在线加料系统2由低压催化剂料斗、高压催化剂料斗和催化剂洗涤和吹扫设施组成。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，上流式移动床加氢精制反应器3采用下进上出的固定床，床层具有流动性，床层膨胀度0-20％，液时空速0.5-3.0h^-1，床层采用从下到上逐步缩小的球形催化剂分级配置，内设有多组冷氢盘管。

5.权利要求1-4任一项所述的系统在煤焦油全馏分加氢处理方面的应用。

6.一种煤焦油全馏分加氢处理方法，该方法采用了组合式煤焦油全馏分加氢处理的系统，具体方法包括以下步骤：

1)脱盐脱水脱杂质处理：煤焦油全馏分经过脱盐脱水脱杂质精制系统1处理，精制后的煤焦油盐含量小于5mg/L，水含量小于4％；

2)加氢脱除重金属、残炭和部分硫：精制后的煤焦油通过加氢进料泵12与氢气混合，经过加压到10-20MPa、加热到320-450℃进入上流式移动床加氢精制反应器3进行加氢反应，脱除重金属、残炭和部分硫，催化剂在线加料系统2定期从上流式移动床加氢精制反应器3底部卸出结焦催化剂，从上流式移动床加氢精制反应器3顶部注入新鲜催化剂；

3)加氢精制反应：从上流式移动床加氢精制反应器3顶部出来的物流进入两个串联的固定床加氢精制反应器4，在10-20MPa、350-450℃条件进一步脱除硫、氮和氧等，精制后的物流经分离器5进入闪蒸塔6，切割出水、氨等对加氢裂化催化剂有毒性的轻组分气体，闪蒸后重组分中NH₃含量在10μg/g以下，进入固定床加氢裂化反应器7，在10-20MPa、350-480℃条件发生脱芳、异构和裂化反应，以提高柴油质量；

4)裂化产物送入固定床加氢精制反应器8，在10-20MPa、350-450℃条件对裂化后的产物进行加氢补充精制，反应产物再进入分离器5和分馏塔9，切割出石脑油、柴油和加氢尾油。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)脱盐脱水脱杂质处理：煤焦油全馏分经过脱盐脱水脱杂质精制系统1处理，精制后的煤焦油盐含量小于5mg/L，水含量小于4％；

2)加氢脱除重金属、残炭和部分硫：精制后的煤焦油通过加氢进料泵12与氢气混合，进入上流式移动床加氢精制反应器3进行加氢反应，其反应条件为：温度320-450℃，压力为10-20MPa，氢油体积比600-2000，脱除重金属、残炭和部分硫，催化剂在线加料系统2定期从上流式移动床加氢精制反应器3底部卸出结焦催化剂，从上流式移动床加氢精制反应器3顶部注入新鲜催化剂；

3)加氢精制反应：从上流式移动床加氢精制反应器3顶部出来的物流进入两个串联的固定床加氢精制反应器4，反应条件为：温度320-390℃，压力为10-20MPa，液时空速0.3-2.5h^-1，氢油体积比600-1500，精制后的物流经分离器5进入闪蒸塔6，切割出对加氢裂化催化剂有毒性的轻组分气体，闪蒸后重组分中NH₃含量在10μg/g以下，进入固定床加氢裂化反应器7，在10-20MPa、350-480℃条件发生脱芳、异构和裂化反应；

4)裂化产物送入固定床加氢精制反应器8，反应条件为：温度320-390℃，压力为6-18MPa，液时空速0.5-2.5h^-1，氢油体积比600-1500，反应产物再进入分离器5和分馏塔9，切割出石脑油、柴油和加氢尾油。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述步骤1)还包括以下步骤：煤焦油全馏分先预处理，即先加入稀释剂和破乳剂，煤焦油粘度控制在20mm.s^-2(100℃)，稀释剂的加入量为10-20％，破乳剂加入量30-200ppm。

9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述稀释剂为芳烃溶剂油；所述破乳剂为环氧烷类破乳剂。

10.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，步骤2)中所用催化剂为上流式移动床加氢精制反应器装填的加氢精制催化剂、加氢精制催化剂、加氢处理催化剂和惰性催化剂的混合物，四种催化剂的重量比为1:1-2:1-3:0.1-0.5，其中：

上流式移动床加氢精制催化剂加入到上流式移动床加氢精制反应器3中；

固定床加氢精制催化剂加入到两个串联的固定床加氢精制反应器4和固定床加氢精制反应器8；

加氢处理催化剂加入到固定床加氢裂化反应器7中；

惰性催化剂加入到串联的固定床加氢精制反应器4的第一个固定床加氢精制反应器4的顶部。