一種焦化粗苯加氫脫硫工藝制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種焦化粗苯加氫脫硫工藝，焦化粗苯與氫氣混合物從塔頂進(jìn)入預(yù)反應(yīng)器，預(yù)反應(yīng)器中裝填有NiMo催化劑，其反應(yīng)溫度為220?230℃，加氫壓力為3.2?3.8MPa，預(yù)反應(yīng)的產(chǎn)物進(jìn)入固定床反應(yīng)器，所述固定床反應(yīng)器中裝填有加氫脫硫催化劑，所述催化劑包括載體和活性組分；所述載體為MSU?G、SBA?15和HMS的復(fù)合物或混合物；所述活性組分為氮化二鉬MO2N、氮化鎢W2N、碳化鉬Mo2C和碳化鎢WC的混合物；所述的催化劑還含有催化助劑，所述催化助劑為Cr2O3、ZrO2、CeO2、V2O5和NbOPO4的混合物；所述固定床反應(yīng)器的反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度為320?380℃，氫氣壓力3.0?3.6MPa，氫油體積比500?800，體積空速1.5?2h?1；固定床加氫反應(yīng)后的產(chǎn)物進(jìn)入萃取蒸餾單元，得到芳烴。該工藝可以將焦化粗苯中的總硫含量降低到0.1ppm以下，能滿足其廣泛的用途。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種加氫脫硫工藝，具體涉及一種焦化粗苯加氫脫硫工藝。
技術(shù)介紹
焦化是煤炭加工的主要方式之一，通常也稱之為煤的高溫干餾，即由適合煉焦的煙煤，適當(dāng)處理后，在焦?fàn)t內(nèi)隔絕空氣加熱到950-1050℃，經(jīng)過干燥、熱解、燒融、粘結(jié)、固化和收縮等階段最終制得焦炭。煉焦過程中析出的揮發(fā)物包括煤氣、焦油、氨和粗苯等化學(xué)產(chǎn)品。另外，焦化過程中得到的煤焦油中也含有一定量的苯等芳烴。焦化粗苯精制是以焦化粗苯為原料，經(jīng)過物理或者化學(xué)等方法脫除其中含硫、含氮等有害物質(zhì)，以便得到可作為原料使用的高純度苯、甲苯、二甲苯等。目前，我國工業(yè)上主要采用酸洗法和加氫脫硫工藝對粗苯進(jìn)行精制。催化加氫法作為焦化粗苯化學(xué)脫硫方法，是在臨氫條件下將噻吩轉(zhuǎn)化成硫化氫和相應(yīng)的烷烴而脫除，一般分兩個(gè)步驟，第一步：預(yù)加氫反應(yīng)，主要用常規(guī)的催化劑脫除焦化粗苯中的不穩(wěn)定物質(zhì)，也可以脫除部分含硫物質(zhì)；第二步，主加氫反應(yīng)，脫除焦化粗苯中噻吩、二硫化碳等主要硫化物和有機(jī)氮化物。粗苯加氫工藝根據(jù)催化反應(yīng)溫度分為高溫加氫和低溫加氫兩種工藝。高溫催化加氫工藝中最典型就是萊托爾法，即Litol法，該工藝是在20世紀(jì)60年代由美國胡德利(Hondry)空氣產(chǎn)品公司成功開發(fā)的一種高溫粗苯加氫精制法，后來日本旭化成公司又對其進(jìn)行了改進(jìn)，形成了日本Litol高溫、高壓氣相加氫技術(shù)。該法首先將粗苯在預(yù)分餾塔中分離為輕苯和重苯，輕苯經(jīng)高壓泵進(jìn)入蒸發(fā)器與循環(huán)氫氣混合后，芳烴蒸汽和氫氣混合物從塔頂進(jìn)入預(yù)反應(yīng)器。該法的加氫條件為：預(yù)反應(yīng)器溫度為230℃，壓力為5.7MPa，催化劑為CoMo催化劑；主反應(yīng)器溫度為610630℃，壓力為5l0MPa，催化劑為Cr系催化劑。預(yù)反應(yīng)器是在較低溫度下(200250℃)把高溫狀態(tài)下容易聚合的苯乙烯等同系物進(jìn)行加氫反應(yīng)，防止其在主反應(yīng)器內(nèi)聚合，使催化劑活性降低，在兩個(gè)主反應(yīng)器內(nèi)完成加氫裂解、脫烷基、脫硫等反應(yīng)。由主反應(yīng)器排出的油氣經(jīng)冷凝冷卻系統(tǒng)，分離出的液體為加氫油，分離出的氫氣和低分子烴類脫除H2S后，一部分送往加氫系統(tǒng)，一部分送往轉(zhuǎn)化制氫系統(tǒng)制取氫氣。由于Litol工藝可以將苯環(huán)上的烷基脫除，因此純苯產(chǎn)率可以達(dá)到114％。由于Litol法需要在高溫高壓下操作，又有氫脆(在高溫高壓下，氫氣分解的氫原子滲透到鋼材晶粒中，使鋼材晶粒間的原子結(jié)合力降低，從而降低鋼材的延伸率和斷面收縮率)和氫腐蝕(在高溫高壓下，氫分子和氫原子慢慢滲透到鋼材材質(zhì)的缺陷處，聚集成分子缺陷后與周圍含碳化合物發(fā)生加氫反應(yīng))，所以對設(shè)備要求要高，制造難度較大，需要從國外全套引進(jìn)。20世紀(jì)90年代，我國的寶鋼化工一期工程就曾全套引進(jìn)日本的萊托爾法高溫脫烷基加氫工藝，于1986年投產(chǎn)，年處理粗苯5萬t，可以得到純度99.9％、結(jié)晶點(diǎn)5.52℃：、全硫含量低于lppm、噻吩含量小于0.5ppm的特號(hào)純苯。河南神馬公司隨后也全套引進(jìn)了日本的萊托爾法高溫脫烷基加氫工藝。Litol法理論產(chǎn)率91.53％，但從2004年實(shí)績來看卻只有88.96％。低溫加氫法主要包括三個(gè)關(guān)鍵單元：焦?fàn)t煤氣變壓吸附制純氫(純度大于99.9％)；催化加氫精制過程(預(yù)加氫和主加氫)；產(chǎn)品提純過程(萃取或萃取蒸餾)。由于在焦化粗苯低溫加氫工藝中主要得到的產(chǎn)品是芳香烴和非芳香烴，工業(yè)上很難直接通過常規(guī)的蒸餾方法將其分離出來，加入一定的萃取劑后(萃取劑要求不與其它組分形成共沸物且沸點(diǎn)較高)，可以明顯地改變各組分在其中的溶解度，從而改變它們的相對揮發(fā)度和飽和蒸汽壓，再通過蒸餾的方法就可以達(dá)到分離產(chǎn)品的作用，工藝上可以分為萃取蒸餾和液/液萃取。萃取蒸餾加氫法理論產(chǎn)率為99.41％，但2004年實(shí)績來看卻只有98.30％。液/液萃取工藝中最具代表性的就是環(huán)丁砜法，其理論產(chǎn)率也在99％以上。但上述工藝方法得到的純苯含硫量均在0.5ppm左右，這對芳烴產(chǎn)品的使用產(chǎn)生很大限制因此如何提供一種加氫脫硫工藝，能有效將焦化粗苯產(chǎn)品的硫含量控制在0.1ppm以下，以滿足其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，是本領(lǐng)域面臨的一個(gè)難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提出一種焦化粗苯加氫脫硫工藝，該工藝可以將焦化粗苯中的總硫含量降低到0.1ppm以下，最低到0.05ppm，以滿足產(chǎn)品的應(yīng)用要求。為達(dá)此目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：一種焦化粗苯加氫脫硫工藝，焦化粗苯與氫氣混合物從塔頂進(jìn)入預(yù)反應(yīng)器，預(yù)反應(yīng)器中裝填有NiMo催化劑，其反應(yīng)溫度為220-230℃，加氫壓力為3.2-3.8MPa，其產(chǎn)物隨后進(jìn)入固定床反應(yīng)器，所述固定床反應(yīng)器中裝填有加氫脫硫催化劑，所述催化劑包括載體和活性組分。所述載體為MSU-G、SBA-15和HMS的復(fù)合物或混合物；所述活性組分為氮化二鉬MO2N、氮化鎢W2N、碳化鉬Mo2C和碳化鎢WC的混合物。所述的催化劑還含有催化助劑，所述催化助劑為Cr2O3、ZrO2、CeO2、V2O5和NbOPO4的混合物。所述固定床反應(yīng)器的反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度為320-380℃，氫氣壓力3.0-3.6MPa，氫油體積比500-800，體積空速1.5-2h-1。固定床加氫反應(yīng)后的產(chǎn)物進(jìn)入萃取蒸餾單元，得到芳烴。經(jīng)過檢測，得到的芳烴中全硫含量低于0.1ppm，產(chǎn)品的純度也大于99.9％。需要說明的是，本專利技術(shù)采用的焦化粗苯加氫脫硫工藝中，預(yù)加氫反應(yīng)采用常規(guī)設(shè)備及工藝，本專利技術(shù)對焦化粗苯加氫脫硫工藝的改進(jìn)，更多的體現(xiàn)在主加氫反應(yīng)的設(shè)計(jì)。本專利技術(shù)的目的之一就在于，提供一種3種不同介孔分子篩的復(fù)合以表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)和特殊催化性能，所述協(xié)同效應(yīng)表現(xiàn)在脫硫精制方面，而特殊的催化性能則是表現(xiàn)在對催化劑的使用壽命及催化活性的提高上。在催化劑領(lǐng)域，根據(jù)國際純粹與應(yīng)用化學(xué)協(xié)會(huì)(IUPAC)的定義，孔徑小于2nm的稱為微孔；孔徑大于50nm的稱為大孔；孔徑在2到50nm之間的稱為介孔(或稱中孔)。介孔材料是一種孔徑介于微孔與大孔之間的具有巨大比表面積和三維孔道結(jié)構(gòu)的新型材料，它具有其它多孔材料所不具有的優(yōu)異特性：具有高度有序的孔道結(jié)構(gòu)；孔徑單一分布，且孔徑尺寸可在較寬范圍變化；介孔形狀多樣，孔壁組成和性質(zhì)可調(diào)控；通過優(yōu)化合成條件可以得到高熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性。但在目前的應(yīng)用中，所述介孔材料在用于催化領(lǐng)域時(shí)，都是單獨(dú)使用，比如MCM系列，如MCM-22、MCM-36、MCM-41、MCM-48、MCM-49、MCM56，比如MSU系列，如MSU-1、MSU-2、MSU-4、MSU-X、MSU-G、MSU-S、MSU-J等，以及SBA系列，如SBA-1、SBA-2、SBA-3、SBA-6、SBA-7、SBA-8、SBA-11、SBA-15、SBA-16等，以及其他的介孔系列等。少數(shù)研究文獻(xiàn)研究了兩種載體的復(fù)合，比如Y/SBA-15、Y/SAPO-5等，多數(shù)是以介孔-微孔復(fù)合分子篩和微孔-微孔復(fù)合分子篩為主。采用3種不同介孔分子篩的復(fù)合以表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)和特殊催化性能的研究，目前尚未見報(bào)導(dǎo)。本專利技術(shù)的催化劑載體是MSU-G、SBA-15和HMS的復(fù)合物或混合物。所述復(fù)合物或混合物中，MSU-G、SBA-15和HMS的重量比為1:(0.8-1.2):(0.4-0.7)，優(yōu)選為1:(1-1.15):(0.5-0.7)。本專利技術(shù)采用的MSU-G、SBA-15和HMS介孔分子篩均是催化領(lǐng)域已有的分本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種焦化粗苯加氫脫硫工藝，其特征在于，焦化粗苯與氫氣混合物從塔頂進(jìn)入預(yù)反應(yīng)器，預(yù)反應(yīng)器中裝填有NiMo催化劑，其反應(yīng)溫度為220?230℃，加氫壓力為3.2?3.8MPa，預(yù)反應(yīng)的產(chǎn)物進(jìn)入固定床反應(yīng)器；所述固定床反應(yīng)器中裝填有加氫脫硫催化劑，所述催化劑包括載體和活性組分；所述載體為MSU?G、SBA?15和HMS的復(fù)合物或混合物；所述活性組分為氮化二鉬MO2N、氮化鎢W2N、碳化鉬Mo2C和碳化鎢WC的混合物；所述的催化劑還含有催化助劑，所述催化助劑為Cr2O3、ZrO2、CeO2、V2O5和NbOPO4的混合物；所述固定床反應(yīng)器的反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度為320?380℃，氫氣壓力3.0?3.6MPa，氫油體積比500?800，體積空速1.5?2h?1；固定床加氫反應(yīng)后的產(chǎn)物進(jìn)入萃取蒸餾單元，得到芳烴。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種焦化粗苯加氫脫硫工藝，其特征在于，焦化粗苯與氫氣混合物從塔頂進(jìn)入預(yù)反應(yīng)器，預(yù)反應(yīng)器中裝填有NiMo催化劑，其反應(yīng)溫度為220-230℃，加氫壓力為3.2-3.8MPa，預(yù)反應(yīng)的產(chǎn)物進(jìn)入固定床反應(yīng)器；所述固定床反應(yīng)器中裝填有加氫脫硫催化劑，所述催化劑包括載體和活性組分；所述載體為MSU-G、SBA-15和HMS的復(fù)合物或混合物；所述活性組分為氮化二鉬MO2N、氮化鎢W2N、碳化鉬Mo2C和碳化鎢WC的混合物；所述的催化劑還含有催化助劑，所述催化助劑為Cr2O3、ZrO2、CeO2、V2O5和NbOPO4的混合物；所述固定床反應(yīng)器的反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度為320-380℃，氫氣壓力3.0-3.6MPa，氫油體積比500-800，體積空速1.5-2h-1；固定床加氫反應(yīng)后的產(chǎn)物進(jìn)入萃取蒸餾單元，得到芳烴。2.如權(quán)利要求1所述的加氫脫硫工藝，其特征在于，MSU-G、SBA-15和HMS的重量比為1:(0.8-1.2):(0.4-0.7)，優(yōu)選為1:(1-1.15):(0.5-...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：過冬，
申請(專利權(quán))人：過冬，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32