CN203602562U - 一种煤焦油加氢系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种煤焦油加氢系统。本实用新型的加氢系统包括电脱盐单元、沸腾床加氢反应器、固定床加氢精制反应器和固定床加氢裂化反应器。电脱盐单元对煤焦油原料进行电脱盐处理，设置沸腾床加氢反应器，用来对预处理后的煤焦油馏分进行加氢预处理，而将固定床加氢精制和固定床加氢裂化反应器设置在沸腾床加氢反应系统之后，可以对经过沸腾床加氢后的煤焦油馏分进行加氢精制和加氢裂化，将其转化为清洁燃料如汽油和柴油。本实用新型的加氢系统可以改善煤焦油的加氢效果，提高其经济价值，为企业增加经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤焦油加氢处理系统，特别是以煤焦油馏分油或全馏分为原料，采用多段加氢工艺生产清洁轻质燃料的煤焦油加氢系统。
背景技术
煤焦油是煤炼焦、干馏和气化的副产物。煤焦油是煤干馏和气化过程中得到的液体产物，其产量与冶金等行业发展息息相关，2007年我国冶金焦和半焦产量分别为3.3亿吨和2050万吨，相应煤焦油产量约1230万吨，根据煤清洁利用规划估算中远期可达到5000万吨；煤焦油产量已达较大规模，开发适宜的处理技术和加工流程，对资源高效利用、减少环境污染、补充石油资源不足均有积极意义。
煤焦油不同于天然石油，具有沸点高、高密度、杂原子多、氧原子高、高残炭、H/C比低、金属含量高等特点，加工难度较大，基于煤焦油性质的特殊性，在进入固定床加氢装置前必须进行预处理工段；经过预处理的煤焦油通过选择适宜的加氢精制和加氢裂化催化剂，采用适宜的工艺流程将全馏分煤焦油馏分完全轻质化。
ZL02122573.7公开了一种加工煤焦油全馏分的固定床与沸腾床联合工艺过程。该专利中，煤焦油加氢装置包括四台切换保护反应器和沸腾床加氢反应器，其中沸腾床加氢反应器为主反应器。但由于煤焦油中杂质含量高，并且在高温条件下反应易结焦，导致催化剂床层阻塞现象严重，要保持长周期运转，需经常更换催化剂，催化剂用量大，增加了成本，使工艺复杂。加之切换反应器出来的产物含有相当量的水，未经处理直接进入加氢反应器，对催化剂（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。因此，该专利中公开的装置并不适用于煤焦油全馏分的加氢过程。
CN1676583A介绍了一种中高温煤焦油加氢裂化工艺。工艺过程为：中高温煤焦油经加热炉加热到250～300℃，与氢气混合进入加氢精制反应器，精制生成油经蒸馏装置，分馏出汽油、柴油、润滑油及加氢尾油，加氢尾油经裂化加热炉加热后，与氢气混合后进入裂化反应器，进一步生产汽柴油馏分。该工艺煤焦油直接进入高温加热炉会导致炉管结焦，影响装置的正常运转周期。
CN201010525147.4公开了一种煤焦油重馏分沸腾床加氢裂化系统。该专利中沸腾床加氢裂化系统包括沸腾床反应器、高压分离器及分馏塔，沸腾床反应器底部设有物料入口，顶部设有催化剂入口和反应物出口，反应物出口与高压分离器入口连通，高压分离器设有气相出口和液相出口，气相出口连通物料入口，液相出口连通分馏塔进口，分馏塔分馏的馏分接各收集器。该专利申请的不足是，该系统对煤焦油的加氢裂化的效果比较差。
以上技术中，所使用的煤焦油加氢装置并没有针对煤焦油原料的特点进行适应性的调整，因而其用于煤焦有加氢时的效果不甚理想。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于加工煤焦油的加氢系统。
本实用新型提供了一种煤焦油加氢系统，所述的煤焦油加氢系统包括：
沸腾床加氢反应器，其包括用来往所述沸腾床加氢反应器进煤焦油原料的管线、用来往所述沸腾床反应器进氢气的管线和用来排出沸腾床加氢产物的管线；
第一气液分离装置，所述第一气液分离装置在使用中允许将水、生成油和富氢气体分开；所述第一气液分离装置包括用来将沸腾床加氢产物进料至所述第一气液分离装置的进料管线；
第一循环氢压缩机，其包括用来将第一气液分离装置分离出的富氢气体进料至所述循环氢压缩机的进料管线和将压缩后气体排出压缩机的管线；
第一分离单元，所述第一分离单元在使用中允许将第一分离装置所得生成油分为煤焦油馏分和残渣；所述第一分离单元包括用来将第一气液分离装置所得到生成油进料至所述第一分离单元的进料管线，和用来排出残渣的管线；
固定床加氢精制反应器，其包括用来将来自第一分离单元的煤焦油馏分进料至所述固定床加氢精制反应器的进料管线、用来将第一循环氢压缩机压缩后的气体进料至所述固定床加氢精制反应器的进料管线和用来将加氢精制产物移出加氢精制反应器的移出装置；
固定床加氢裂化反应器，其包括用来将加氢精制产物进料至所述固定床加氢裂化反应器的进料管线和用来将加氢裂化产物移出固定床加氢裂化反应器的移出装置；
同固定床加氢裂化反应器连接的第二气液分离装置，所述第二气液分离装置在使用中允许将加氢裂化产物分离为富氢气体和液体生成油；所述第二气液分离装置包括用来将加氢裂化产物进料至所述第二气液分离装置的进料管线；
第二循环氢压缩机，其包括用来将第二气液分离装置所得富氢气体进料至所述第二循环氢压缩机的进料管线和将压缩后气体排出压缩机的管线；和
第二分离单元，所述第二分离单元在使用中允许将来自第二气液分离装置的液体生成油分离为汽油、柴油和未转化油，所述第二分离单元包括用来将第二气液分离装置所得液体生成油进料至所述第二分离单元的进料管线。
根据本实用新型的煤焦油加氢系统，所述的第一气液分离装置一般包括热高压分离器、冷高压分离器、热低压分离器和热低压分离器。同样，所述的第二气液分离装置包括热高压分离器、冷高压分离器、热低压分离器和热低压分离器。
本实用新型的煤焦油加氢系统中，所述的第一分离单元通常包括第一稳定塔和第一分馏塔。同样，所述的第二分离单元也可以包括第二稳定塔和第二分馏塔。
所述的沸腾床加氢反应器还可以包括用来将第一分离单元所得残渣进料至沸腾床加氢反应器的进料管线。所述的固定床加氢精制反应器还包括用来将第二分离单元所得未转化油循环至所述固定床加氢精制反应器的进料管线。
本实用新型的煤焦油加氢系统中，所述的固定床加氢精制反应器还可以包括用来将第二循环氢压缩机所得循环氢输送所述固定床加氢精制反应器的催化剂床层之间的冷氢管线。
本实用新型的煤焦油加氢系统中，所述的固定床加氢裂化反应器还包括用来将第二循环氢压缩机所得循环氢输送至所述固定床加氢裂化反应器的催化剂床层之间的冷氢管线。
本实用新型的煤焦油加氢系统中，优选在沸腾床加氢反应器之前设置煤焦油预处理系统，用来对煤焦油原料进行电脱盐等处理。所述的煤焦油预处理系统可以采用以下两种方式之一。
（一）所述的煤焦油预处理系统包括：
电脱盐单元，其包括用于将煤焦油原料进料至所述电脱盐单元的进料管线，用于将闪蒸分馏塔所得塔顶气体进料至所述电脱盐单元的进料管线，用于将电脱盐产物排出电脱盐单元的管线，和用于将电脱盐单元所得含盐废水排出电脱盐的管线；
闪蒸分馏塔，其包括用于将电脱盐后的煤焦油进料至所述闪蒸分馏塔的管线、用于排出塔顶气体的管线和用于排出塔底油的管线；和
过滤器，其包括用于将闪蒸分馏塔塔底油进料至所述过滤器的管线和用于移出过滤后煤焦油的管线。
（二）另一种所述的煤焦油预处理系统可以包括：
电脱盐单元，其包括用于将煤焦油原料进料至所述电脱盐单元的管线，用于将闪蒸分馏塔所得塔顶气体进料至所述电脱盐单元的管线，用于将电脱盐产物排出的管线，和用于将电脱盐单元所得含盐废水排出的管线；
过滤器，其包括用于将电脱盐后的煤焦油进料至所述过滤器的管线，和用于将过滤后的煤焦油移出过滤器的管线；和
闪蒸分馏塔，其包括用于将过滤后的煤焦油进料至所述闪蒸分馏塔的管线、用于排出闪蒸分馏塔塔顶气体的管线和用于将闪蒸分馏塔塔底油移出闪蒸分馏塔的管线。
与现有技术相比较，本实用新型的煤焦油加氢系统具有以下有益效果：
本发明的煤焦油加氢系统中，设置沸腾床加氢反应器，用来对预处理后的煤焦油馏分进行加氢预处理，煤焦油馏分的硫、氮含量降低，馏程大幅度前移，甲苯不溶物和残炭含量降低到固定床加氢装置长周期运转允许的范围，同时饱和了含氧化合物和单、双烯烃等杂质，简化了后续固定床加氢工艺流程，有利于装置的平稳操作，具有综合利用煤焦油资源高，综合效益好的特点。而将固定床加氢精制和固定床加氢裂化反应器设置在沸腾床加氢反应系统之后，可以对经过沸腾床加氢后的煤焦油馏分进行加氢精制和加氢裂化，将其转化为清洁燃料如汽油和柴油，可以提高其经济价值，为企业增加经济效益。
附图说明
图1为本发明的煤焦油加氢系统的一种流程示意图。
图2为本发明的煤焦油加氢系统的另一种流程示意图。
图3为本发明的煤焦油加氢系统的又一种流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的煤焦油加氢系统进行详细的描述。
如图1所示，本实用新型提供了一种煤焦油加氢系统，所述的煤焦油加氢系统包括：
沸腾床加氢反应器2，其包括用来往所述沸腾床加氢反应器进煤焦油原料的管线1、用来往所述沸腾床反应器进氢气的管线7和用来排出沸腾床加氢产物的管线3；该管线3也用作将来自沸腾床加氢反应器的加氢产物进料至第一气液分离装置4的进料管线。所述的管线7上还可以设置用来输送补充氢的管线26。沸腾床加氢反应器2还可以包括用来将第一分离单元所得残渣进料至所述沸腾床加氢反应器的进料管线37。
第一气液分离装置4，第一气液分离装置4在使用中允许将水、生成油和富氢气体分开；所述第一气液分离装置4包括用来将沸腾床加氢产物进料至所述第一气液分离装置的进料管线3、将生成油排出装置的管线8和用来排出加氢脱氧生成水的管线36。进料管线3通常可以包括气体管线和液体管线。管线8通常也用作将生成油进料至第一分离单元9的进料管线。根据本实用新型的煤焦油加氢系统，所述的第一气液分离装置4一般包括热高压分离器、冷高压分离器、热低压分离器和热低压分离器。
第一循环氢压缩机6，其包括用来将第一气液分离装置4分离出的富氢气体进料至循环氢压缩机6的进料管线5和将压缩后气体排出压缩机的管线7。根据需要，第一气液分离装置分离出的富氢气体在进入循环氢压缩机6之前可以先进入循环氢脱硫塔（图中未给出）。
第一分离单元9，所述第一分离单元在使用中允许将沸腾床加氢生成油分为煤焦油馏分和残渣；所述第一分离单元9包括用来将第一气液分离装置4所得生成油进料至所述第一分离单元9的进料管线8，和用来排出残渣的管线10。所述的第一分离单元9通常包括第一稳定塔和第一分馏塔。
固定床加氢精制反应器12，其包括用来将来自第一分离单元的煤焦油馏分进料至所述固定床加氢精制反应器的进料管线11、用来将第二循环氢压缩机24压缩后的气体进料至所述固定床加氢精制反应器的进料管线25和用来将加氢精制产物移出加氢精制反应器的移出装置13。该移出装置13也用作固定床加氢裂化反应器14的进料管线。所述的固定床加氢精制反应器还包括用来将第二分离单元所得未转化油循环至所述固定床加氢精制反应器的进料管线22。在管线25上还可以设置用来输送补充氢的管线27。
固定床加氢裂化反应器14，其包括用来将加氢精制产物进料至所述固定床加氢裂化反应器的进料管线13和用于将加氢裂化产物移出固定床加氢裂化反应器的移出装置15。该移出装置15同时还用作第二气液分离装置16的进料管线。
第二气液分离装置16，所述第二气液分离装置在使用中允许将加氢裂化产物分离为富氢气体、裂化生成油；所述第二气液分离装置包括用来将加氢裂化产物进料至所述第二气液分离装置的进料管线15。所述的第二气液分离装置一般包括热高压分离器、冷高压分离器、热低压分离器和热低压分离器。
第二循环氢压缩机24，其包括用来将第二气液分离装置16所得富氢气体进料至所述第二循环氢压缩机的进料管线23（同时还用作第二气液分离装置16的气体排出管线）和将压缩后气体排出压缩机的管线25（同时用作固定床加氢精制反应器的进气管线）。
第二分离单元18，所述第二分离单元在使用中允许将来自第二气液分离装置的裂化生成油分离为汽油、柴油和未转化油，所述第二分离单元18包括用来将第二气液分离装置所得油相进料至所述第二分离单元的进料管线17（该进料管线同时也用作第一气液分离装置16的生成油排出管线），用来移出汽油的管线19、用来移出柴油的管线20。在某些情况下，第二分离单元还可以包括用来将未转化油移出装置的管线21。所述的第二分离单元18通常包括稳定塔和第二分馏塔（图中未给出明细）。
本实用新型的煤焦油加氢系统中，其中第一循环氢压缩机6和第二循环氢压缩机24可以为同一台压缩机，即整个系统可以共用一台循环氢压缩机。
本实用新型的煤焦油加氢系统中，所述的固定床加氢精制反应器还可以包括用来将第二循环氢压缩机所得循环氢输送至所述固定床加氢精制反应器的催化剂床层之间的冷氢管线。同样，所述的固定床加氢裂化反应器还可以包括用来将第二循环氢压缩机所得循环氢输送所述固定床加氢裂化反应器的催化剂床层之间的冷氢管线。所述的冷氢管线为本技术领域的常规知识，因此未在图中示出。
图2为本实用新型的一种煤焦油加氢系统的另一种流程示意图。其加氢单元的流程与图1相同，不再重复描述。与图1相比较，图2中增加了煤焦油预处理系统。
如图2所示，所增加的煤焦油预处理系统包括电脱盐单元29，其包括用于将煤焦油原料进料至所述电脱盐单元的进料管线28，用于将闪蒸分馏塔所得塔顶气体进料至所述电脱盐单元的进料管线33，用于将电脱盐产物排出电脱盐单元的移出装置31，和用于将电脱盐单元所得含盐废水排出电脱盐单元的管线30。
闪蒸分馏塔32，其在使用中允许将电脱盐产物分为石脑油和煤焦油馏分。闪蒸分馏塔32包括用于将电脱盐后的煤焦油进料至所述闪蒸分馏塔的管线31（同时用作电脱盐单元排出电脱盐产物的移出装置）、用于排出塔顶气体的管线33（同时用作将闪蒸分馏塔所得塔顶气体即石脑油气体进料至电脱盐单元的进料管线）和用于排出塔底油的管线34。
过滤器34，其在使用中允许将煤焦油馏分同机械杂质分开。过滤器34包括用于将闪蒸分馏塔塔底油进料至所述过滤器的管线34和用于移出过滤后煤焦油的管线1，管线1同时用作沸腾床加氢反应器的进料管线。管线1之后的流程与图1的流程相同，不再赘述。
图3为本实用新型的一种煤焦油加氢系统的又一种流程示意图。加氢单元的流程与图1相同，不再重复描述。与图1相比较，图3中增加了不同流程的煤焦油预处理系统。
如图3所示，增加的煤焦油预处理系统包括电脱盐单元29，其包括用于将煤焦油原料进料至电脱盐单元29的进料管线28，用于将闪蒸分馏塔所得塔顶气体进料至所述电脱盐单元的进料管线33，用于将电脱盐产物排出电脱盐单元的移出装置31，和用于将电脱盐单元所得含盐废水排出电脱盐单元的管线30。
过滤器35，其在使用中允许将电脱盐产物分同机械杂质分开。过滤器35包括用于将电脱盐产物进料至所述过滤器的管线31和用于移出过滤后电脱盐产物的管线34，管线34同时用作闪蒸分馏塔32的进料管线。
闪蒸分馏塔32，其在使用中允许将经过过滤后电脱盐产物分为石脑油气体和煤焦油馏分。闪蒸分馏塔32包括用于将过滤后的电脱盐产物进料至所述闪蒸分馏塔的管线34、用于排出塔顶气体的管线33（同时用作将将闪蒸分馏塔塔顶气体即石脑油气体进料至电脱盐单元的进料管线）和用于排出塔底油的管线1（同时用作沸腾床加氢反应器的液体进料管线）。
结合图2，本发明的煤焦油加氢系统的一种工作流程为：首先煤焦油原料经过管线28与与经过管线33的闪蒸分馏塔32的塔顶气体混合后，进入电脱盐单元29进行电脱盐操作，脱除煤焦油原料中含有的水、无机氯离子和钠、钙、镁、铁等金属杂质。脱出的废水经管线30排出电脱盐单元，脱盐后的物料经管线31进入闪蒸分馏塔32，塔顶气体经管线33循环回预处理单元29，闪蒸分馏塔32 的塔底物流经管线34进入过滤器35，进行过滤后，经管线1并与经过管线7的氢气混合后进入沸腾床加氢反应器2，进行加氢预处理反应。
沸腾床加氢产物经管线3进入第一气液分离装置4，得到富氢气体、水和生成油。富氢气体经管线5进入第一循环氢压缩机6，经过压缩后与管线26的补充氢混合后，经管线进入沸腾床加氢反应器2；水经管线36排出；生成油经管线8进入第一分离单元9。在第一分离单元9得到煤焦油馏分油和残渣。
第一分离单元所得煤焦油馏分油经管线11，与管线25的氢气混合后进入固定床加氢精制反应器；得到残渣经管线10排出，或者返回沸腾床加氢反应器。加氢精制反应产物经管线13进入固定床加氢裂化反应器14，并在此进行加氢裂化反应；得到裂化流出物经管线15进入第二气液分离装置16。加氢裂化流出物在第二气液分离装置16中进行分离，得到富氢气体、生成油。富氢气体经管线23进入第二循环氢压缩机24，压缩后气体经管线25，并与管线27的补充氢一起进入固定床加氢精制反应器12中；裂化生成油则经管线17进入第二分离单元18，经过分馏得到汽油、柴油和未转化油，汽油和柴油分别经管线19和管线20排出，而至少部分未转化油经过管线22返回固定床加氢精制反应器，剩余部分未转化油可以经管线21排出。
Claims (12)
1.一种煤焦油加氢系统，其特征在于，所述煤焦油加氢系统包括：
沸腾床加氢反应器，其包括用来往所述沸腾床加氢反应器进煤焦油原料的管线、用来往所述沸腾床反应器进氢气的管线和用来排出沸腾床加氢产物的管线；
第一气液分离装置，所述第一气液分离装置在使用中允许将水、生成油和富氢气体分开；所述第一气液分离装置包括用来将沸腾床加氢产物进料至所述第一气液分离装置进料的管线；
第一循环氢压缩机，其包括用来将第一气液分离装置分离出的富氢气体进料至所述循环氢压缩机的进料管线和将压缩后气体排出压缩机的管线；
第一分离单元，所述第一分离单元在使用中允许将生成油分为煤焦油馏分和残渣；所述第一分离单元包括用来将第一气液分离装置所得到生成油进料至所述第一分离单元的进料管线，和用来排出残渣的管线；
固定床加氢精制反应器，其包括用于将来自第一分离单元的煤焦油馏分进料至所述固定床加氢精制反应器的进料管线、用来将第一循环氢压缩机压缩后的气体进料至所述固定床加氢精制反应器的进料管线和用来将加氢精制产物移出加氢精制反应器的移出装置；
固定床加氢裂化反应器，其包括用来将加氢精制产物进料至所述固定床加氢裂化反应器的进料管线和用于将加氢裂化产物移出固定床加氢裂化反应器的移出装置；
同固定床加氢裂化反应器连接的第二气液分离装置，所述第二气液分离装置在使用中允许将加氢裂化产物分离为富氢气体和裂化生成油；所述第二气液分离装置包括用来将加氢裂化产物进料至所述第二气液分离装置的进料管线；
第二循环氢压缩机，其包括用来将第二气液分离装置所得富氢气体进料至所述第二循环氢压缩机的进料管线和将压缩后气体排出压缩机的管线；和
第二分离单元，所述第二分离单元在使用中允许将来自第二气液分离装置的裂化生成油分离为汽油、柴油和未转化油，所述第二分离单元包括用来将第二气液分离装置所得油相进料至所述第二分离单元的进料管线。
2.按照权利要求1所述的煤焦油加氢系统，其特征在于，还包括，所述的第一气液分离装置包括热高压分离器、冷高压分离器、热低压分离器和热低压分离器。
3.按照权利要求1所述的煤焦油加氢系统，其特征在于，所述的第一分离单元包括第一稳定塔和第一分馏塔。
4.按照权利要求1所述的煤焦油加氢系统，其特征在于，所述的第二气液分离装置包括热高压分离器、冷高压分离器、热低压分离器和热低压分离器。
5.按照权利要求1所述的煤焦油加氢系统，其特征在于，所述的第二分离单元包括第二稳定塔和第二分馏塔。
6.按照权利要求1所述的煤焦油加氢系统，其特征在于，所述的沸腾床加氢反应器还包括用来将第一分离单元所得残渣进料至沸腾床加氢反应器的进料管线。
7.按照权利要求1所述的煤焦油加氢系统，其特征在于，所述的固定床加氢精制反应器还包括用来将第二分离单元所得未转化油循环至所述固定床加氢精制反应器的进料管线。
8.按照权利要求1所述的煤焦油加氢系统，其特征在于，所述的固定床加氢精制反应器还包括用来将第二循环氢压缩机所得循环氢输送所述固定床加氢精制反应器的催化剂床层之间的冷氢管线。
9.按照权利要求1所述的煤焦油加氢系统，其特征在于，所述的固定床加氢裂化反应器还包括用来将第二循环氢压缩机所得循环氢输送所述固定床加氢裂化反应器的催化剂床层之间的冷氢管线。
10.按照权利要求1所述的煤焦油加氢系统，其特征在于，所述的煤焦油加氢系统还包括煤焦油预处理系统。
11.按照权利要求10所述的煤焦油加氢系统，其特征在于，所述的煤焦油预处理系统包括：
电脱盐单元，其包括用于将煤焦油原料进料至所述电脱盐单元的进料管线，用于将闪蒸分馏塔所得塔顶气体进料至所述电脱盐单元的进料管线，用于将电脱盐产物排出电脱盐单元的移出装置，和用于将电脱盐单元所得含盐废水排出电脱盐的管线；
闪蒸分馏塔，其包括用于将电脱盐后的煤焦油进料至所述闪蒸分馏塔的管线、用于排出塔顶气体的管线和用于排出塔底油的管线；和
过滤器，其包括用于将闪蒸分馏塔塔底油进料至所述过滤器的管线和用于移出过滤后煤焦油的管线。
12.按照权利要求10所述的煤焦油加氢系统，其特征在于，所述的煤焦油预处理系统包括：
电脱盐单元，其包括用于将煤焦油原料进料至所述电脱盐单元的管线，用于将闪蒸分馏塔所得塔顶气体进料至所述电脱盐单元的管线，用于将电脱盐产物排出的移出装置，和用于将电脱盐单元所得含盐废水排出的管线；
过滤器，其包括用于将电脱盐后的煤焦油进料至所述过滤器的管线，和用于将过滤后的煤焦油移出过滤器的管线；和
闪蒸分馏塔，其包括用于将过滤后的煤焦油进料至所述闪蒸分馏塔的管线、用于排出闪蒸分馏塔塔顶气体的管线和用于将闪蒸分馏塔塔底油移出闪蒸分馏塔的管线。
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