CN111876196A - 一种煤焦油加氢方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种煤焦油加氢方法和系统，所述方法包括：将含有煤焦油与液态硫磺的混合原料送入煤焦油加氢反应器，与煤焦油加氢催化剂在煤焦油加氢条件下接触。本公开通过在煤焦油原料中注入液态硫，并使混合原料在煤焦油加氢反应器中生成硫化氢从而对催化剂进行补硫的方式，能够降低补硫成本，提高补硫安全性，同时较好地维持煤焦油加氢催化剂的硫态化。

Description

一种煤焦油加氢方法和系统
技术领域
本公开涉及化工生产领域，具体地，涉及一种煤焦油加氢方法和系统。
背景技术
在焦炭生产过程中，通常会产生一定量的煤焦油，由于煤焦油的组分较为复杂，因此煤焦油在精细化工方面利用率较低。随着世界能源格局的改变，煤焦油逐步作为新型能源已被有效的应用，特别是煤焦油加氢制得相关燃油方面的应用最为突出。催化剂在煤焦油加氢过程中必不可少，当煤焦油加氢系统中硫含量较低时，催化剂会发生氢还原反应而失去催化性能。因此在煤焦油加氢反应中，通常补充一定的硫来维持催化剂活性，而目前的补硫方式普遍存在成本高且安全系数低的缺陷。
发明内容
本公开为了降低煤焦油加氢过程中的补硫成本，提高补硫安全性，提供了一种煤焦油加氢方法和系统。
为了实现上述目的，本公开提供一种煤焦油加氢方法，所述方法包括：将含有煤焦油与液态硫磺的混合原料送入煤焦油加氢反应器，与煤焦油加氢催化剂在煤焦油加氢条件下接触。
可选地，所述方法还包括：将固态硫磺进行液化得到所述液态硫磺；所述液化的温度为125-145℃。
可选地，所述方法还包括：将所述混合原料加热后送入所述煤焦油加氢反应器，所述加热的温度为230-350℃。
可选地，所述煤焦油加氢的条件为：320-390℃，压力为14.5-15.5MPa；以所述煤焦油加氢的反应器体积为基准，所述反应器中硫化氢的含量为300-800ppm；所述煤焦油加氢催化剂为Mo-Ni系催化剂、W-Ni系催化剂和Co-Mo型催化剂中的一种或几种。
可选地，所述混合原料中，所述煤焦油与所述液态硫磺的重量比为1：0.0025-0.006。
本公开第二方面提供一种煤焦油加氢系统，所述系统包括依次连接的进料管线和煤焦油加氢反应器；所述进料管线上设有煤焦油原料入口和液态硫磺入口。
可选地，所述系统还包括液硫槽，所述液硫槽包括固态硫磺入口、液态硫磺出口和加热器，所述液态硫磺出口通过管线与所述液态硫磺入口连通。
可选地，所述液态硫磺入口的管线上连接有液硫流量表和液硫流量调节阀；所述液态硫磺入口的管线长度为6-8m。
可选地，所述进料管线上还设有加热装置，所述加热装置的加热后流体出口通过管线与所述煤焦油加氢反应器的原料入口连通。
可选地，所述换热装置包括依次连接的换热器和加热炉，所述液态硫磺进料管线与所述换热器的入口连通，所述加热炉的出口管线与所述煤焦油加氢反应器的原料入口连通；所述煤焦油加氢反应器的加氢产品出口管线与所述换热器的热源入口连通。
本公开通过向煤焦油原料中注入液态硫，并使混合原料在煤焦油加氢反应器中生成硫化氢从而对催化剂进行补硫的方式，能够降低补硫成本，提高补硫安全性，同时较好地维持煤焦油加氢催化剂的硫态化。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开的一种实施方式中煤焦油加氢系统的流程示意图。
附图标记说明
1.原料缓冲罐 2.原料进料泵 3.液硫槽 4.液流泵 5.液硫流量表
6.液硫压力表 7.液硫流量调节阀 8.换热器 9.加热炉
10.煤焦油加氢反应器 11.液硫液位计
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
本公开第一方面提供一种煤焦油加氢方法，该方法包括：将含有煤焦油与液态硫磺的混合原料送入煤焦油加氢反应器10，与煤焦油加氢催化剂在煤焦油加氢条件下接触。
本公开通过在煤焦油原料中注入液态硫，并使混合原料在煤焦油加氢反应器中生成硫化氢从而对催化剂进行补硫的方式，能够降低补硫成本，提高补硫安全性，同时较好地维持煤焦油加氢催化剂的硫态化。
为了便于硫磺的运输和应用，在根据本公开的一种具体实施方式中，可以将固态硫磺进行液化得到液态硫磺；进一步地，液化的温度可以为125-145℃，优选地可以为130-140℃。
在根据本公开的一种具体实施方式中，为了使硫在煤焦油加氢反应器10中与氢气进行反应生成硫化氢，可以将液态硫与煤焦油原料混合后的混合原料进行加热，进一步地，该加热的温度可以为230-350℃，优选地可以为250-320℃。
本公开对于煤焦油加氢的具体条件没有限制，可以为本领域的常规选择，一种实施方式中，煤焦油加氢的条件：温度可以为320-390℃，压力为14.5-15.5MPa，优选地，温度可以为350-360℃，压力可以为14.7-15.2MPa；进一步地，以煤焦油加氢的反应器体积为基准，反应器中硫化氢的含量为300-800ppm，优选地可以为300-500ppm；进一步地，煤焦油加氢催化剂为Mo-Ni系催化剂、W-Ni系催化剂和Co-Mo系催化剂中的一种或几种。
为了降低补硫成本，本公开使用在煤焦油原料中混入的液态硫作为补硫剂，从而使煤焦油加氢反应器10中的硫化氢保持在一定的浓度，一种实施方式中，混合原料中，煤焦油与液态硫磺的重量比可以为1：0.0025-0.006，优选地可以为1：0.0027-0.003。
本公开第二方面提供一种煤焦油加氢系统，该系统包括依次连接的进料管线和煤焦油加氢反应器10；进料管线上设有煤焦油原料入口和液态硫磺入口。
本公开的煤焦油加氢系统通过向煤焦油加氢反应器中注入含有液态硫的煤焦油原料，能够降低补硫成本，提高补硫安全性，同时较好地维持煤焦油加氢催化剂的硫态化。
在根据本公开的一种具体实施方式中，为了将固态硫进行液化，该煤焦油加氢系统还可以包括液硫槽3，液硫槽3包括固态硫磺入口、液态硫磺出口和加热器，液态硫磺出口通过管线与液态硫磺入口连通；本公开对于液硫槽3的加热器形式及种类没有限制，可以为本领域常规的，在此不再赘述。
根据本公开，为了控制进入煤焦油加氢反应器10的液态硫含量，可以在液态硫磺入口的管线上连接有液硫流量表5和液硫流量调节阀7；进一步地，为了防止液态硫在液态硫磺入口的管线中发生凝固，可以缩短液态硫磺入口的管线的长度，例如可以为6-8m，优选地可以为5-7m；更进一步地，还可以采用伴热管道的形式进行输送。
为了使硫在煤焦油加氢反应器10中与氢气进行反应生成硫化氢，可以将液态硫与煤焦油原料混合后的混合原料进行加热，一种实施方式中，进料管线上可以设有加热装置，加热装置的加热后流体出口通过管线与煤焦油加氢反应器10的原料入口连通。
在本公开的进料管线上设有加热装置的实施方式中，换热装置可以包括依次连接的换热器8和加热炉9，液态硫磺进料管线可以与换热器8的入口连通，加热炉9的出口管线可以与煤焦油加氢反应器10的原料入口连通；煤焦油加氢反应器10的加氢产品出口管线与换热器8的热源入口连通，以为换热器8提供热源，提高热量利用率。
下面通过实施例来进一步说明本公开，但是本公开并不因此而受到任何限制。
实施例
使用如图1所示的煤焦油加氢系统进行煤焦油加氢处理，该系统包括依次连接的进料管线和煤焦油加氢反应器10，进料管线上设有煤焦油原料入口和液态硫磺入口，混合原料中，煤焦油与液态硫磺的重量比为1：0.003；液态硫磺入口的管线上连接有液硫流量表5和液硫流量调节阀7，以调节进入煤焦油加氢反应器10的液硫流量，以维持反应器中硫含量的稳定；系统还包括液硫槽3，液硫槽3包括固态硫磺入口、液态硫磺出口和加热器，液态硫磺出口通过管线与液态硫磺入口连通，加热器的液化温度为135℃，液硫槽3内设有液硫液位计11，以检测液硫槽3内的液硫含量控制加入液硫槽3内的固态硫含量；液态硫磺入口的管线长度为7m，进料管线上还设有依次连接的换热器8和加热炉9，并采用煤焦油加氢反应器10的的产品气对换热器8的混合原料提供热源，加热后的混合原料的温度为350℃。
其中，煤焦油加氢的条件为：温度为350℃，压力为15MPa；以煤焦油加氢的反应器10的体积为基准，反应器中硫化氢的含量为330ppm；煤焦油加氢催化剂为Mo-Ni系催化剂，W-Ni系催化剂以及Co-Mo型催化剂；
煤焦油原料的处理量为60t/h，加氢所需固态硫为1200t/年，固态硫磺成本约为192万元/年，催化剂使用寿命为8000h。
对比例1
使用二甲基二硫作为补硫剂注入煤焦油加氢反应器10中，对实施例的煤焦油原料进行加氢。
本例中，加氢所需的二甲基二硫为1200t/年，二甲基二硫成本约为1920万元/年，催化剂使用寿命为8000h。
对比例2
采用向煤焦油加氢反应器10中直接注入硫化氢的方式，对实施例的煤焦油原料进行加氢。
本例中，催化剂使用寿命为8000h，煤焦油加氢系统内硫化氢进行浓缩后循环使用，因此加氢所需硫化氢较少，但由于硫化氢的毒性较大，1000ppm的硫化氢会使人发生闪电死，因此在使用高浓度硫化氢时对系统密封性要求严格，同时由于高浓度硫化氢需要进过加压才能进入系统，因此对于系统的压缩机选取需十分严格，单台压缩机价格约为500万，压缩成本较高。
与对比例1和对比例2相比，在维持相同的催化剂使用寿命前提下，本公开实施例的补硫方式能够显著降低补硫成本和补硫危险性。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种煤焦油加氢方法，其特征在于，所述方法包括：将含有煤焦油与液态硫磺的混合原料送入煤焦油加氢反应器，与煤焦油加氢催化剂在煤焦油加氢条件下接触。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：将固态硫磺进行液化得到所述液态硫磺；所述液化的温度为125-145℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：将所述混合原料加热后送入所述煤焦油加氢反应器，所述加热的温度为230-350℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述煤焦油加氢的条件为：温度为320-390℃，压力为14.5-15.5MPa；以所述煤焦油加氢的反应器体积为基准，所述反应器中硫化氢的含量为300-800ppm；所述煤焦油加氢催化剂为Mo-Ni系催化剂、W-Ni系催化剂和Co-Mo系催化剂中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述混合原料中，所述煤焦油与所述液态硫磺的重量比为1：0.0025-0.006。
6.一种煤焦油加氢系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的进料管线和煤焦油加氢反应器；所述进料管线上设有煤焦油原料入口和液态硫磺入口。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述系统还包括液硫槽，所述液硫槽包括固态硫磺入口、液态硫磺出口和加热器，所述液态硫磺出口通过管线与所述液态硫磺入口连通。
8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述液态硫磺入口的管线上连接有液硫流量表和液硫流量调节阀；所述液态硫磺入口的管线长度为6-8m。
9.根据权利要求6所述的系统，其中，所述进料管线上还设有加热装置，所述加热装置的加热后流体出口通过管线与所述煤焦油加氢反应器的原料入口连通。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述换热装置包括依次连接的换热器和加热炉，所述液态硫磺进料管线与所述换热器的入口连通，所述加热炉的出口管线与所述煤焦油加氢反应器的原料入口连通；所述煤焦油加氢反应器的加氢产品出口管线与所述换热器的热源入口连通。
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