CN118006362A - 一种轮胎裂解油加氢深加工系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮胎裂解油加氢深加工系统，涉及轮胎裂解油深加工技术领域，主要用于解决现有的轮胎裂解油深加工技术仍存在流程复杂、产品分布不易调整的问题。其主要结构为：包括进料罐、进料加热器、第一加氢反应器、进料加热炉、第二加氢反应器、第三加氢反应器以及热高压分离器，热高压分离器下部与热低压分离器连接，上部与冷高压分离器连接；热低压分离器下部与分馏器连接，上部与冷低压分离器连接；冷高压分离器下部与冷低压分离器连接，冷低压分离器下部与分馏器连接，分馏器下部的重油输出管通过带控制阀门的重油循环支管与进料罐进口连接。本发明通过对轮胎裂解油加氢深加工流程的改进，可灵活调整产品分布。

Description

一种轮胎裂解油加氢深加工系统

技术领域

本发明涉及轮胎裂解油深加工技术领域，尤其涉及一种轮胎裂解油加氢深加工系统。

背景技术

对废旧轮胎进行资源化处理，是消除废旧轮胎带来的环境污染和实现资源再生利用的重要手段。热解技术通过热裂解方法将废旧轮胎加工为轮胎裂解油、热解气和热解炭等具有较高利用价值的产物，从而被认为是最具潜力的废旧轮胎资源化处理方式之一。

轮胎裂解油作为废旧轮胎热裂解的主要产品，其热值较高，可以直接作为炉用燃料使用，但创造的经济效益较低。因此，将轮胎裂解油深加工为具有高附加值油品，成为充分利用轮胎裂解油的重要手段。

CN116532050 A公开了一种用于废轮胎热解油改质的催化精馏单元。该发明包含催化精馏塔、汽提塔等设备，将废轮胎热裂解油气的催化改质和分馏在同一设备内实现，能在一定程度是改善热解油品质，但是设备结构复杂，制造成本高，而且产品不能作为成品油直接使用，仍需深加工处理。

CN220520438 U公开了一种轮胎油深加工系统。该实用新型由轮胎油分馏部分、柴油馏分加氢精制部分、汽油馏分加氢精制部分等组成，用于生产柴油和汽油。该实用新型需要首先将轮胎油分离成柴油馏分和汽油馏分两部分，再分别对其进行加工，使工艺流程复杂，操作难度大，而且产品分布不易调整。

综上所述，现有的轮胎裂解油深加工技术仍然存在流程复杂、产品分布不易调整等问题。因此，针对轮胎裂解油深加工的工艺技术仍需不断地改进，以便进一步提高轮胎裂解油的收益。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮胎裂解油加氢深加工系统，通过对轮胎裂解油加氢深加工流程的改进，可灵活调整产品分布。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：一种轮胎裂解油加氢深加工系统，包括通过管路依次连接的进料罐、进料加热器、第一加氢反应器、进料加热炉、第二加氢反应器、第三加氢反应器以及热高压分离器，所述进料罐进口与原料油输入管连接，所述进料罐、进料加热器之间的管路与新氢输入管连接，

所述热高压分离器下部通过液体输送管与热低压分离器连接，上部通过气体输送管与冷高压分离器连接；所述热低压分离器下部通过液体输送管与分馏器连接，上部通过气体输送管与冷低压分离器连接；所述冷高压分离器下部通过液体输送管与冷低压分离器连接，所述冷低压分离器下部通过液体输送管与分馏器连接，所述分馏器下部连接有重油输出管，所述重油输出管通过带控制阀门的重油循环支管与进料罐进口连接。

作为本发明的更进一步改进，所述进料加热器、第一加氢反应器之间的管路与一进料三通阀的两个接口连接，所述进料三通阀的第三个接口通过旁路进料管与第一加氢反应器、进料加热炉之间的管路连接。

作为本发明的更进一步改进，所述进料加热器为换热器，所述进料罐与进料加热器的内腔进口连接，第一加氢反应器与进料加热器内腔出口连接；所述第三加氢反应器与进料加热器的外腔进口连接，热高压分离器与进料加热器外腔出口连接。

作为本发明的更进一步改进，所述冷高压分离器上部通过氢循环管与新氢输入管连接，所述氢循环管上设有循环氢压缩机。

作为本发明的更进一步改进，所述新氢输入管上设有新氢压缩机。

作为本发明的更进一步改进，所述第二加氢反应器包括反应器壳体和从上往下依次设置在反应器壳体内的三块水平支撑板，所述水平支撑板上皆装填有加氢精制催化剂，所述氢循环管通过氢循环支管与相邻两块水平支撑板间的空间连通。

作为本发明的更进一步改进，所述第三加氢反应器包括反应器壳体和从上往下依次设置在反应器壳体内的三块水平支撑板，所述水平支撑板上皆装填有加氢裂化催化剂，所述氢循环管通过氢循环支管与相邻两块水平支撑板间的空间连通。

作为本发明的更进一步改进，所述第一加氢反应器包括反应器壳体和设置在反应器壳体内的一块水平支撑板，所述水平支撑板上装填有加氢保护剂。

作为本发明的更进一步改进，所述进料罐、进料加热器之间的管路上设有进料泵。

作为本发明的更进一步改进，所述分馏器上还连接有燃料气输出管、石脑油输出管以及柴油输出管。

有益效果

与现有技术相比，本发明的一种轮胎裂解油加氢深加工系统的优点为：

1、本系统中，通过重油循环支管能够将部分重油作为循环油返回至进料罐，配合设置在重油循环支管上的控制阀门，该系统能通过调整循环油的量，调节石脑油、柴油和重油的产量，从而可灵活调整产品分布，使生产更加灵活。

2、本系统利用进料三通阀，能够切换油料走向——选择输入第一加氢反应器或进料加热炉，因此，当随着运行时间的延长，第一加氢反应器因发生堵塞而压降升高时，可以通过进料三通阀将油料切换为经进料加热炉而直接进入第二加氢反应器，从而使系统使用周期延长。

3、本系统采用高温的反应流出物与油料换热——指油料经过进料加热器，与第三加氢反应器的出料换热后，被加热至305℃，从而能有效回收系统热量，降低进料加热炉的热负荷，进而降低整个系统能耗。

4、本系统的第二加氢反应器和第三加氢反应器均采用三段固定床反应器，并在催化剂床层段间注入冷氢，能够调节反应温度，保证反应平稳进行。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统连接结构示意图。

其中：1-进料灌；2-进料泵；3-进料加热器；4-进料三通阀；5-第一加氢反应器；6-进料加热炉；7-第二加氢反应器；8-第三加氢反应器；9-热高压分离器；10-冷高压分离器；11-热低压分离器；12-冷低压分离器；13-循环氢压缩机；14-新氢压缩机；15-分馏器；16-原料油输入管；17-新氢输入管；18-混合油输送管；19-热混合油输送管；20-反应器连通管；21-反应器组输出管；22-旁路进料管；23-氢循环管；24-液体输送管；25-气体输送管；26-燃料气输出管；27-石脑油输出管；28-柴油输出管；29-重油输出管；30-重油循环管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

现在参考附图描述本发明的实施例。

实施例1

本发明的具体实施方式如图1所示，一种轮胎裂解油加氢深加工系统，包括通过管路依次连接的进料罐1、进料加热器3、第一加氢反应器5、进料加热炉6、第二加氢反应器7、第三加氢反应器8以及热高压分离器9。进料罐1、进料加热器3之间的管路上设有进料泵2。具体的：进料罐1进口与原料油输入管16连接，出口通过混合油输送管18与进料加热器3进口连接。进料加热器3出口通过热混合油输送管19与第一加氢反应器5进口连接。第一加氢反应器5出口与进料加热炉6进口之间、进料加热炉6出口与第二加氢反应器7进口之间、第二加氢反应器7出口与第三加氢反应器8进口之间皆通过反应器连接管20连接。第三加氢反应器8出口通过反应器组输出管21与热高压分离器9进口连接。

本系统中，进料罐1、进料加热器3之间的混合油输送管18与新氢输入管17连接。新氢输入管17上设有新氢压缩机14。同时，热高压分离器9下部通过液体输送管24与热低压分离器11连接，上部通过气体输送管25与冷高压分离器10连接。热低压分离器11下部通过液体输送管24与分馏器15连接，上部通过气体输送管25与冷低压分离器12连接。冷高压分离器10下部通过液体输送管24与冷低压分离器12连接。冷高压分离器10上部通过氢循环管23与新氢输入管17连接，氢循环管23上设有循环氢压缩机13。冷低压分离器12下部通过液体输送管24与分馏器15连接。分馏器15下部连接有重油输出管29。重油输出管29通过带控制阀门的重油循环支管30与进料罐1进口连接。分馏器15的主体设施为常压分馏塔，且分馏器15上还连接有燃料气输出管26、石脑油输出管27以及柴油输出管28。

本实施例中，作为原料油的轮胎裂解油的主要性质为：馏程范围50-600℃，密度(20℃)为850-1150kg/m³，动力粘度(100℃)为1.1-3.8mm².s^-1，金属总含量为10-80μg/g，硫含量为0.5-3.1wt％。轮胎裂解油中所含金属主要为Fe和Si，Fe和Si在金属总量中所占比例(质量分数)分别约为70-95％和3-10％。而新氢中H₂含量≥99.9mol％，CO含量≤20ppm。

关于该系统，本实施例的进料加热器3、第一加氢反应器5之间的管路与一进料三通阀4的两个接口连接，进料三通阀4的第三个接口通过旁路进料管22与第一加氢反应器5、进料加热炉6之间的管路连接。同时，进料加热器3为换热器，进料罐1与进料加热器3的内腔进口连接，第一加氢反应器5与进料加热器3内腔出口连接。第三加氢反应器8与进料加热器3的外腔进口连接，热高压分离器9与进料加热器3外腔出口连接。

而关于本系统中的加氢反应器，第一加氢反应器5包括反应器壳体和设置在反应器壳体内的一块水平支撑板，水平支撑板上装填有加氢保护剂。加氢保护剂外形为蜂窝状，颗粒直径为1-20mm，活性组分为Mo和Ni，均以氧化态存在，活性组分(以氧化态计)的总含量为1-10％，优选为3-7％。

第二加氢反应器7包括反应器壳体和从上往下依次设置在反应器壳体内的三块水平支撑板，水平支撑板上皆装填有加氢精制催化剂，氢循环管23通过氢循环支管与相邻两块水平支撑板间的空间连通。加氢精制催化剂外形为三叶草形，颗粒外径为1-5mm，活性组分为W、Mo、Ni和Co，均以氧化态存在，活性组分(以氧化态计)的总含量为5-30％，优选为10-20％。

第三加氢反应器8包括反应器壳体和从上往下依次设置在反应器壳体内的三块水平支撑板，水平支撑板上皆装填有加氢裂化催化剂，氢循环管23通过氢循环支管与相邻两块水平支撑板间的空间连通。加氢裂化催化剂外形为圆柱形，颗粒外径为1.2-3.5mm，活性组分为W和Ni，均以氧化态存在，活性组分(以氧化态计)的总含量为3-15％，优选为5-10％。

本实施例中，由于第二加氢反应器7和第三加氢反应器8的催化剂床层段间均有循环氢注入，能通过调节循环氢注入量来保证反应温度稳定。同时，第一加氢反应器5反应压力为10-30MPa，优选为13-20MPa；氢油体积比为300:1-3000:1，优选为500:1-2000:1；液时空速为0.05-4h^-1，优选为0.1-2h^-1。第一加氢反应器5的平均反应温度为150-300℃；第二加氢反应器7的平均反应温度为250-550℃；第三加氢反应器8的平均反应温度为300-550℃。

该系统在使用时，主要包含以下步骤：

首先，将温度为25℃的原料油与循环油送入进料罐1，混合后得到混合油。混合油经进料泵2升压后与氢气混合得到混合进料，再经进料加热器3与反应器组输出管21中的产物换热后，被加热至305℃，得到热混合进料。

然后，热混合进料经进料三通阀4，自第一加氢反应器5顶部进入第一加氢反应器5，有效脱除混合原料中的固体颗粒，并进行二烯烃饱和反应后，第一加氢反应器5流出的产物进入进料加热炉6，经进料加热炉6加热至350℃后，再自第二加氢反应器7顶部进入第二加氢反应器7，并在加氢精制催化剂的作用下，进行加氢脱硫、芳烃饱和等反应。之后，第二加氢反应器7流出的产物自顶部进入第三加氢反应器8，并在加氢裂化催化剂的作用下，进行加氢裂化反应。

接下来，第三加氢反应器8的产物经进料加热器3换热，冷却至260℃后，进入热高压分离器9进行气液分离。其中，热高压分离器9的气相产物进入冷高压分离器10回收循环氢，循环氢经循环氢压缩机13加压后，一部分注入第二加氢反应器7和第三加氢反应器8，其余与经新氢压缩机14加压后的新氢混合并送入与混合油混合。热高压分离器9的液相产物进入热低压分离器11进行气液分离，热低压分离器11的液相产物为热低分油；热低压分离器11的气相产物与冷高压分离器10的液相产物均进入冷低压分离器12进行气液分离，得到冷低分气和冷低分油。富含氢气和低碳烃的冷低分气可以作为燃气使用，也可进入氢气回收装置回收氢气。

通过上述反应得到的热低分油和冷低分油均进入分馏器15进行产品分离，得到燃料气、石脑油、柴油和重油等四种产品。其中，分馏器15主体装置为常压分馏塔，其塔底流出物一部分作为循环油返回进料罐1，其余作为重油采出，循环比为0.5。

实施例2

本实施例中，循环油的循环比为0，即分馏器15中的主体装置常压分馏塔的塔底流出物全部作为重油采出。其余操作条件与实施例1相同。

实施例3

本实施例中，循环油的循环比为1，即分馏器15中的主体装置常压分馏塔的塔底流出物全部返回进料罐1。其余操作条件与实施例1相同。

实施例4

本实施例中，热混合原料经进料三通阀4进入第一加氢反应器5的方式切换为热混合原料经进料三通阀4和旁路进料管22后直接进入进料加热炉6，而不再经过第一加氢反应器5。其余操作条件与实施例1相同。

统计实施例1-4的效果，如表1所示。表1中以原料油21为基准，确定石脑油39、柴油40和重油41的产率。

表1

由表1中可以看出，实施例1-3中油品总产率基本相同，约为97.2％，石脑油39硫含量均在小于1μg/g，柴油和重油的硫含量均小于10μg/g，可见，油品总产率较高，并且脱硫效果明显。

实施例1-3中，随着循环比由0升至1(0.5\0\1)，石脑油和柴油的产率分别由27.5％和55.2％升至30.8％和66.3％，分别增加了3.3％和11.1％。可见，调节循环比可有效调节石脑油、柴油和重油的收率，尤其对调整柴油收率有重要影响。即根据生产需求，需获取较大量重油时，循环油量可设置为零；需获取较大量石脑油和柴油时，增大循环油量，以提高石脑油和柴油产量。

实施例4中相当于将第一加氢反应器5切除出反应系统，相对于实施例1，尽管油品总产率有所下降0.9％，但依然可以得到合格产品，可见当第一加氢反应器5随着运行时间的延长而产生堵塞现象，无法继续运行时，无需将整个装置停止运行，而是可以直接将混合进料切换至进料加热炉6入口，继续运行，这对于延长整个装置的运行周期是有利的。

综上所述，本发明通过对轮胎裂解油加氢深加工流程的改进，得到了本发明可灵活调整产品分布及延长运行周期的效果。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (10)

1.一种轮胎裂解油加氢深加工系统，包括通过管路依次连接的进料罐(1)、进料加热器(3)、第一加氢反应器(5)、进料加热炉(6)、第二加氢反应器(7)、第三加氢反应器(8)以及热高压分离器(9)，所述进料罐(1)进口与原料油输入管(16)连接，所述进料罐(1)、进料加热器(3)之间的管路与新氢输入管(17)连接，其特征在于，

所述热高压分离器(9)下部通过液体输送管(24)与热低压分离器(11)连接，上部通过气体输送管(25)与冷高压分离器(10)连接；所述热低压分离器(11)下部通过液体输送管(24)与分馏器(15)连接，上部通过气体输送管(25)与冷低压分离器(12)连接；所述冷高压分离器(10)下部通过液体输送管(24)与冷低压分离器(12)连接，所述冷低压分离器(12)下部通过液体输送管(24)与分馏器(15)连接，所述分馏器(15)下部连接有重油输出管(29)，所述重油输出管(29)通过带控制阀门的重油循环支管(30)与进料罐(1)进口连接。

2.根据权利要求1所述的轮胎裂解油加氢深加工系统，其特征在于，所述进料加热器(3)、第一加氢反应器(5)之间的管路与一进料三通阀(4)的两个接口连接，所述进料三通阀(4)的第三个接口通过旁路进料管(22)与第一加氢反应器(5)、进料加热炉(6)之间的管路连接。

3.根据权利要求1或2所述的轮胎裂解油加氢深加工系统，其特征在于，所述进料加热器(3)为换热器，所述进料罐(1)与进料加热器(3)的内腔进口连接，第一加氢反应器(5)与进料加热器(3)内腔出口连接；所述第三加氢反应器(8)与进料加热器(3)的外腔进口连接，热高压分离器(9)与进料加热器(3)外腔出口连接。

4.根据权利要求1所述的轮胎裂解油加氢深加工系统，其特征在于，所述冷高压分离器(10)上部通过氢循环管(23)与新氢输入管(17)连接，所述氢循环管(23)上设有循环氢压缩机(13)。

5.根据权利要求1或4所述的轮胎裂解油加氢深加工系统，其特征在于，所述新氢输入管(17)上设有新氢压缩机(14)。

6.根据权利要求4所述的轮胎裂解油加氢深加工系统，其特征在于，所述第二加氢反应器(7)包括反应器壳体和从上往下依次设置在反应器壳体内的三块水平支撑板，所述水平支撑板上皆装填有加氢精制催化剂，所述氢循环管(23)通过氢循环支管与相邻两块水平支撑板间的空间连通。

7.根据权利要求6所述的轮胎裂解油加氢深加工系统，其特征在于，所述第三加氢反应器(8)包括反应器壳体和从上往下依次设置在反应器壳体内的三块水平支撑板，所述水平支撑板上皆装填有加氢裂化催化剂，所述氢循环管(23)通过氢循环支管与相邻两块水平支撑板间的空间连通。

8.根据权利要求1或6或7所述的轮胎裂解油加氢深加工系统，其特征在于，所述第一加氢反应器(5)包括反应器壳体和设置在反应器壳体内的一块水平支撑板，所述水平支撑板上装填有加氢保护剂。

9.根据权利要求1所述的轮胎裂解油加氢深加工系统，其特征在于，所述进料罐(1)、进料加热器(3)之间的管路上设有进料泵(2)。

10.根据权利要求1所述的轮胎裂解油加氢深加工系统，其特征在于，所述分馏器(15)上还连接有燃料气输出管(26)、石脑油输出管(27)以及柴油输出管(28)。