一種由煤焦油生產清潔柴油的方法技術

一種由煤焦油生產清潔柴油的方法，包括：煤焦油原料和氫氣在加氫反應條件下，依次引入串聯的兩個加氫反應區，與加氫反應區中的多個催化劑床層接觸反應，第一加氫反應區中裝填加氫保護劑，第二加氫反應區中裝填加氫精制催化劑；控制加氫精制反應區的每個催化劑床層溫升為15～35℃。采用本發明專利技術提供方法，柴油產品硫含量＜50μg/g，柴油產品十六烷值＞45，還可以將煤焦油中的汽油餾分轉化為芳潛含量＞70％的重整原料。本發明專利技術還可以有效提高催化劑利用率，改善化學反應效果，延長裝置運轉周期。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種在氫氣的存在下，精制煤焦油的方法，更具體地說，是一種煤焦油加氫生產清潔柴油的方法。
技術介紹
隨著社會經濟持續、高速發展，我國對石油產品的需求也日益增加。然而，石油屬于不可再生能源，正面臨日趨枯竭的危機。相比之下，中國煤炭儲量比較豐富，因此，由煤炭制取液體燃料已成為煤加工利用的一個基本方向。另一方面，隨著國際、國內鋼鐵行業的快速增長，煉焦工業呈現高增長的趨勢，因此，煤焦油的產量越來越大，煤焦油的清潔加工和有效利用也變得越來越重要。目前，常規的加工方法是經過預處理蒸餾切取組分集中的各種餾分，再對各種餾分用酸堿洗滌、蒸餾、 聚合、結晶等方法進行處理提取純產品；也有一部分煤焦油經過酸堿精制后作為劣質燃料油被直接燃燒，或直接乳化后作為乳化燃料燃燒。煤焦油中所含硫、氮等雜質在燃燒過程中變成硫和氮的氧化物釋放到大氣中造成大氣污染，而酸堿精制過程中又會產生大量污水， 會嚴重污染環境。針對上述情況，可采用加氫的方法加工處理煤焦油，生產柴油或汽油，但由于煤焦油種類和性質差異較大，現有技術中的方法均有一定的局限性。CN101240191A中公開了一種煤焦油重餾分加氫生產輕質燃料油的方法。該方法采用加氫精制-加氫裂化組合工藝，煤焦油中餾分與氫氣混合進入加氫精制反應區，精制后的流出物經分離系統后，得到石腦油、柴油和重餾分，其中重餾分進入加氫裂化反應區，所得的加氫裂化反應流出物部分或全部循環作為加氫精制的進料，剩余部分進入上述的分離系統。CN101240192A中是將柴油的一部分與尾油一起進入加氫裂化/改質反應區。該方法采用的流程較為復雜，所加工原料為煤焦油重餾分，其柴油餾分需要再經過加氫改質才能生產十六烷值45左右的柴油餾分。CN1147575C公開了一種煤焦油加氫生產柴油的方法。該方法將煤焦油分離成渣油和餾出油，將餾出油在加氫精制裝置中進行加氫，經高分、汽提塔得到汽油、柴油。但該方法中提到的煤焦油較輕，經分離后得到的餾出油性質也較好，且經加氫處理后其產品柴油十六烷值僅35個單位左右。該方法受煤焦油種類及產量限制較明顯，操作靈活性較差。CN1903994A公開了一種煤焦油加氫改質生產燃料油的方法。脫除水分和灰分的煤焦油全餾分與稀釋油按比例混合后，依次經過裝有加氫保護劑、預加氫催化劑的淺度加氫單元和裝有主加氫催化劑的深度加氫單元，深度加氫后的產物經過高壓分離器、低壓分離器、分餾，分離出輕油餾分、中油餾分和尾油餾分，即得到低硫、低氮燃料油和輕質油品。該方法主要目的是生產燃料油，其生產的柴油餾分十六烷指數<40。CN101629101A公開了一種不同沸程煤焦油餾分的加氫轉化組合方法。該方法先將煤焦油分離為第一烴餾分和第二烴餾分，兩餾分分別進入第一加氫精制反應區和第二加氫精制反應區，兩反應區的液體流出物混合后進行分離。該方法提到兩個精制反應區產物混合后進入第三加氫精制反應區或加氫裂化反應區，或第二加氫精制反應區部分石腦油進入第一加氫精制反應區，加氫裂化重油餾分部分循環。該方法提到的流程較為復雜，且產品柴油十六烷值提高幅度有限。煤焦油中含有大量的多環芳烴、稠環芳烴、烯烴等不飽和烴，且水含量較高。烯烴、 芳烴在加氫處理過程中會釋放大量熱量，表1給出了加氫過程主要反應的平均反應熱。由表1可知，加氫過程為強放熱反應，且隨著反應的深度，釋放出的熱量越來越大。在工業生產時，當對反應放熱不加控制時，可能導致反應物流在高溫區內激烈反應，甚至發生二次、 三次裂解反應，放出更多的反應熱，使反應溫度更高，導致溫度超過催化劑允許的最高使用溫度，損壞催化劑，甚至可能引起催化劑床層“飛溫”，引發事故。另外，當提高反應溫度彌補催化劑失活時，反應器下部的一部分高溫區的催化劑過早地達到設計的最高操作溫度，從而被迫停工，而反應器上部的低溫區催化劑盡管有較高活性，卻沒有得到有效利用，不利于提高裝置經濟效益。表1加氫過程主要反應的平均反應熱權利要求1.，包括煤焦油原料和氫氣在加氫反應條件下， 依次引入串聯的兩個加氫反應區，與加氫反應區中的多個催化劑床層接觸反應，第一加氫反應區中裝填加氫保護劑，第二加氫反應區中裝填加氫精制催化劑；控制加氫精制反應區的每個催化劑床層溫升為15 35°C。2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，所述煤焦油原料是全餾分煤焦油經切割后所得的煤焦油輕餾分，終餾點為350 400°C。3.按照權利要求2所述的方法，其特征在于，全餾分煤焦油一級過濾器過濾后進入預分餾系統，分離為餾分I ( 200°C )、餾分II (180 400°C )和餾分III ( > 400°C )，其中餾分I經常壓塔頂回流、沉降脫除其中的水分，脫除水分后的餾分I與餾分II混合后經二級過濾器過濾后得到煤焦油輕餾分。4.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一加氫反應區的反應條件是氫分壓6.0 18. OMPa,反應溫度280 420°C，氫油體積比300 2500，體積空速1. 0 20. OtT1 ；所述第二加氫反應區的反應條件是氫分壓6. 0 18. OMPa,反應溫度300 440°C，氫油體積比400 2500，體積空速0. 2 2. OtT1。5.按照權利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一加氫反應區的反應條件是氫分壓7. 0 16. OMPa,反應溫度300 380°C，氫油體積比400 1500，體積空速1. 5 8. OtT1 ；所述第二加氫反應區的反應條件是氫分壓7. 0 16. OMPa,反應溫度340 410°C，氫油體積比600 2000，體積空速0. 3 1. 51Γ1。6.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，在反應產物的換熱器之間注入軟化水，軟化水注入點溫度在120 200°C之間，軟化水注入量為進料量的5重量％ 30重量％。7.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一加氫反應區的加氫保護劑是級配裝填的4種加氫保護劑，依照反應物流的流向依次是加氫保護劑I、加氫保護劑II、加氫保護劑III和加氫保護劑IV，以4種加氫保護劑整體為基準，加氫保護劑I、加氫保護劑II、 加氫保護劑111和加氫保護劑IV的裝填體積比例依次為1 % 30 %、20 % 50 %、20 % 50%、20% 50% ；其載體均為氧化硅和/或氧化鋁，加氫保護劑I中無活性金屬，加氫保護劑II、加氫保護劑III和加氫保護劑IV的活性金屬選自第VIB族金屬或第VIII族金屬或者它們的組合。8.按照權利要求7所述的方法，其特征在于，加氫保護劑I具有鳥巢型孔結構；加氫保護劑II的形狀為拉西環，直徑6mm，組成為氧化鎳0. 2 5重％，氧化鉬為1. 0 5. 0 重％，余量為氧化硅-氧化鋁；加氫保護劑III的形狀為拉西環，直徑3. 4mm，組成為氧化鎳0. 5 5重％，氧化鉬為2. 0 8. 0重％，余量為氧化硅-氧化鋁；加氫保護劑IV的形狀為三葉草型，直徑3. 4mm,組成為氧化鎳0. 5 5重％，氧化鉬為2. 0 8. 0重％，余量為氧化硅-氧化鋁。9.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，第二加氫反應區內設置3 10個催化劑床層，按照反應物流的流向，下游的催化劑床層的裝填體積大于等于上游的催化劑床層的裝填體積。10.按照權利本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張毓瑩，胡志海，李猛，陳水銀，劉清河，聶紅，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院，
類型：發明
國別省市：