一种处理煤焦油的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一种处理煤焦油的系统和方法。该系统包括加氢反应器、过滤单元、固体抽提单元和固定床反应器：加氢反应器包括原料油入口、氢气入口、重质组分和催化剂出口以及轻烃出口；过滤单元包括重质组分和催化剂入口、过滤后油品出口和固体残渣出口；固体抽提单元包括轻烃入口、固体残渣入口和抽提后油品出口；固定床反应器包括过滤后油品入口和抽提后油品入口；所述重质组分和催化剂出口和所述重质组分和催化剂入口相连，轻烃出口和轻烃入口相连，过滤后油品出口和过滤后油品入口相连，固体残渣出口和固体残渣入口相连，抽提后油品出口和抽提后油品入口相连。本发明专利技术处理煤焦油的方式不用引入外来抽提液，能够最大量的处理悬浮床加氢油品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于劣质油品加工方法
，特别涉及一种处理煤焦油的系统和方法。
技术介绍
随着现代工业的迅速发展，在相当长的时期内对化石能源的需求将会日益增加。我国“富煤、贫油、少气”的能源格局，决定了煤炭在我国能源战略中的主导地位，煤炭的清洁高效利用直接关系着国民经济的可持续发展。当前，我国石油对外依存度已近60％，因此通过煤炭生产清洁燃料是降低石油对外依存度的有效途径。在煤的炼焦及煤炭分质分级利用过程中生产较多的煤焦油，煤焦油深加工则是煤生产清洁燃料的一种重要方式。根据煤干馏温度的不同，煤焦油可分为低温焦油(450～650℃)、中低温焦油(600～800℃)、中温焦油(700～900℃)以及高温焦油(900～1000℃)。煤焦油与常规石油有较大不同，随着煤处理温度的升高，煤焦油中的芳烃、胶质、沥青质以及杂原子(硫、氮、氧、金属)含量增加。煤焦油只有很少一部分被深加工利用，大部分作为燃料直接燃烧，不仅造成环境污染而且也是一种极大的资源浪费。随着环保法规的日益严苛和对车用燃料需求的增加，煤焦油通过加氢技术生产轻质燃料日益受到人们的关注。现有技术提出一种煤焦油加氢改质生产燃料油的方法，将预处理全馏分煤焦油与稀释油按比例混合后，依次经过装有加氢保护剂、预加氢催化剂的浅度加氢单元和装有主加氢催化剂的深度加氢单元，最终获得轻质油品。该方法中使用稀释油来源于石油全馏分油、石油直馏馏分油或者煤焦油加氢轻生成油等，防结焦效果有限，煤焦油中重质组分转化率低。该方法的缺点是需要在焦油处理过程中引入一定量的稀释油这样做即增加了原料成本，又降低了焦油的处理量，影响了焦油处理的效率。现有技术还提出一种重、渣油轻质化方法，重、渣油经悬浮床加氢方法裂解为轻质产品，该方法选用加氢处理后的柴油馏分(170～350℃)作为供氢剂循环回悬浮床加氢反应器。该方法类同于加入稀释剂的加工方法，且加氢柴油循环量较大，并且在处理过程中降低了装置的处理效率。现有技术还提出一种煤焦油处理方法，选用四氢萘或十氢萘作为供氢剂，煤焦油与供氢剂按一定的比例混合后进行加氢处理，其中供氢剂需在超临界状态或接近超临界状态条件下参与反应，降低结焦率。在煤焦油和供氢剂反应体系中加入水，在高温、高压条件下水与生成焦炭反应生成氢气用来恢复供氢剂的供氢能力。该方法中需要额外添加供氢剂，且在反应体系中供氢剂的供氢能力恢复程度不能保证，需不断补加新鲜供氢剂，而供氢剂价格相对较高，这样就造成了处理成本的居高不下。
技术实现思路
在悬浮床反应器中的反应为三相反应，气相、液相和固相互相接触传质。这样在对催化剂进行过滤处理时，催化剂表面仍然残留大量的油品未能充分利用。本专利技术旨在提供一种系统和方法，可以将此油品进行再次利用，并且不需要引入外来萃取剂。为实现上述目的，本专利技术提出了一种处理煤焦油的系统，包括加氢反应器、过滤单元、固体抽提单元和固定床反应器；其中，所述加氢反应器包括原料油入口、氢气入口、重质组分和催化剂出口以及轻烃出口，所述加氢反应器用于煤焦油和氢气在催化剂下的加氢反应；所述过滤单元包括重质组分和催化剂入口、过滤后油品出口和固体残渣出口，所述过滤单元用于重质组分和催化剂的过滤分离；所述固体抽提单元包括轻烃入口、固体残渣入口和抽提后油品出口，所述固体抽提单元用于加氢装置馏出的轻质组分对固体残渣的抽提处理；所述固定床反应器包括过滤后油品入口和抽提后油品入口，所述固定床反应器用于对油品进行加氢精制和加强裂化反应；所述重质组分和催化剂出口和所述重质组分和催化剂入口相连，所述轻烃出口和所述轻烃入口相连，所述过滤后油品出口和所述过滤后油品入口相连，所述固体残渣出口和所述固体残渣入口相连，所述抽提后油品出口和所述抽提后油品入口相连。具体地，所述加氢反应器为浆态床，并且带有轻烃分离部件。裂解气体通过该部件能将压力能和内能转化为动能，达到回收轻烃的目的。进一步地，所述固定床反应器为固定床催化反应器。本专利技术还提供一种处理煤焦油的方法，包括如下步骤：A.加氢反应：将煤焦油和氢气分别由所述原料油入口和所述氢气入口输至所述加氢反应器，加入催化剂进行加氢反应，通过塔顶轻烃分离部件生成的轻烃组分输至所述固体抽提单元，重质组分和催化剂输至所述过滤单元；B.过滤：对所述重质组分和催化剂进行分离，得到过滤后油品和固体残渣，将所述过滤后油品输至所述固定床反应器，所述固体残渣输至所述固体抽提单元；C.固体抽提：以所述轻烃组分为抽提溶剂对所述固体残渣进行处理，再将抽提之后油品输至所述固定床反应器；D.加氢处理：在所述固定床反应器对经抽提之后的油品以及过滤后的油品进行加氢精制和加强裂化反应，生成轻质油品。进一步地，所述步骤B采用传统的真空过滤方式，使得从塔底流出的固液混合产物达到液固分离。具体地，所述步骤C将塔底过滤分离得到的固相产物，经塔顶流出的轻烃洗涤抽提，从而使得附着在固相产物表面的油在轻烃中进行溶解。优选地，将步骤A中所述氢气入口压力设为15～30Mpa。优选地，将步骤A中所述加氢反应的温度设为350～450℃，反应气体塔顶温度控制在300～400℃。进一步地，将步骤A中气体经压力恢复段回复压力设为8～15Mpa，温度设为100～150℃。优选地，将步骤A中轻烃回收出口温度控制在-150～-180℃，回收到的轻烃进入固体抽提单元对过滤产生的固体进行抽提。通过本专利技术可以实现将加氢装置馏出的轻质组分对加氢后的固体残渣进行抽提处理，处理之后，固体残渣中携带的油随轻质组分进入固定床加氢装置进行反应。这种处理方式不用引入外来抽提液，能够最大量的处理悬浮床加氢油品。并且当固体残渣进行运输、填埋、焚烧等后续处理时，避免了有机物的挥发和有害物质的释放。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1是本专利技术的煤焦油加氢反应系统流程图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本专利技术的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本专利技术的限制。本专利技术所述的的方法主要包括煤焦油的浆态床加氢反应以及浆态床反应固相残渣的处理。本专利技术所述的浆态床固相残渣的所用的方法为萃取法，萃取剂来自悬浮床反应器塔顶轻烃组分。包括以下过程：煤焦油由原料油入口进入加氢反应器，与氢气与催化剂进加氢反应，轻烃组分由轻烃出口流出；煤焦油加氢之后的重质组分和催化剂由加氢反应器下端一起进入过滤单元，进行催化剂和油品过滤分离；分离之后的油品进入固定床反应器，进行加氢精制和加强裂化反应生成轻质油品包括石脑油和柴油组分；经过滤之后的固体组分进入固体抽提单元，抽提所用萃取溶剂为从轻烃出口流出的轻烃组分；经抽提之后油品进入固定床进行加氢处理。综上，本专利技术提供了一种煤焦油的处理及催化剂表面上残留焦油的处理的系统和方法。本专利技术所述的的方法主要包括煤焦油的浆态床加氢反应以及浆态床反应固相残渣的处理。本专利技术所述的浆态床固相残渣的所用的方法为萃取法，萃取剂来自悬浮床反应器塔顶轻烃组分。本专利技术能够进一步降低煤焦油悬浮床加氢的固相残渣中的油含率，进一步提高煤焦油的利用率。本专利技术所述的技术方案流程图，如图1所示。下面参考具体实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理煤焦油的系统，包括加氢反应器、过滤单元、固体抽提单元和固定床反应器；其中，所述加氢反应器包括原料油入口、氢气入口、重质组分和催化剂出口以及轻烃出口，所述加氢反应器用于煤焦油和氢气在催化剂下的加氢反应；所述过滤单元包括重质组分和催化剂入口、过滤后油品出口和固体残渣出口，所述过滤单元用于重质组分和催化剂的过滤分离；所述固体抽提单元包括轻烃入口、固体残渣入口和抽提后油品出口，所述固体抽提单元用于加氢装置馏出的轻质组分对固体残渣的抽提处理；所述固定床反应器包括过滤后油品入口和抽提后油品入口，所述固定床反应器用于对油品进行加氢精制和加强裂化反应；所述重质组分和催化剂出口和所述重质组分和催化剂入口相连，所述轻烃出口和所述轻烃入口相连，所述过滤后油品出口和所述过滤后油品入口相连，所述固体残渣出口和所述固体残渣入口相连，所述抽提后油品出口和所述抽提后油品入口相连。

【技术特征摘要】
1.一种处理煤焦油的系统，包括加氢反应器、过滤单元、固体抽提单元和固定床反应器；其中，所述加氢反应器包括原料油入口、氢气入口、重质组分和催化剂出口以及轻烃出口，所述加氢反应器用于煤焦油和氢气在催化剂下的加氢反应；所述过滤单元包括重质组分和催化剂入口、过滤后油品出口和固体残渣出口，所述过滤单元用于重质组分和催化剂的过滤分离；所述固体抽提单元包括轻烃入口、固体残渣入口和抽提后油品出口，所述固体抽提单元用于加氢装置馏出的轻质组分对固体残渣的抽提处理；所述固定床反应器包括过滤后油品入口和抽提后油品入口，所述固定床反应器用于对油品进行加氢精制和加强裂化反应；所述重质组分和催化剂出口和所述重质组分和催化剂入口相连，所述轻烃出口和所述轻烃入口相连，所述过滤后油品出口和所述过滤后油品入口相连，所述固体残渣出口和所述固体残渣入口相连，所述抽提后油品出口和所述抽提后油品入口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述加氢反应器为浆态床，并且带有轻烃分离部件。裂解气体通过该部件能将压力能和内能转化为动能，达到回收轻烃的目的。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述固定床反应器为固定床催化反应器。4.一种用权利要求1所述系统处理煤焦油的方法，其特征在于，包括步骤：A.加氢反应：将煤焦油和氢气分别由所述原料油入口和所述氢气入口输至所述加氢反应器，加入催化剂进行加氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫琛洋，朱元宝，许梅梅，杜少春，史雪君，薛逊，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11