一种高温煤焦油全馏分催化热裂解方法技术

本发明专利技术涉及一种高温煤焦油全馏分催化热裂解方法，煤焦油原料在循环流化床反应器内与热再生催化热载体接触裂解，裂解产物去后续分离装置，反应生成的焦炭随待生催化热载体返回再生器再生，再生催化热载体循环进入流化床反应器；裂解产物在分离装置内分离出气体产物、馏分油产物和尾油。与现有技术相比，本发明专利技术具有工艺简单，不需要原料预处理工序，投资成本低，能耗低，目标产品收率高，运行安全稳定等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于煤焦油深加工
，尤其是涉及一种高温煤焦油全馏分催化热裂解方法。
技术介绍
近年来，随着煤炭清洁利用要求的提高，煤焦油深加工成为人们关注的热点。根据生产方法的不同，煤焦油可分为：高温煤焦油(900～1000℃)，中温煤焦油(700～900℃)和低温煤焦油(450～650℃)。典型煤焦油组成见下表：煤焦油中含有大量的酚类物质，水分、金属和固体杂质，尤其是高温煤焦油，其杂质含量更是远高于中低温煤焦油。从上表可以看出，高温煤焦油中＞340℃的胶质、沥青质馏分占50％以上，这大大增加了其后续深加工的难度。当前采用的煤焦油加工路线为加氢改质和组合加氢改质工艺，但加氢工艺对原料的要求高，反应条件苛刻，效果都不理想。神木富油能源科技有限公司开发了全馏分煤焦油催化加氢制燃料油技术。采用中低温煤焦油为原料，加氢催化剂由保护剂、过渡剂、脱金属剂、脱硫剂、脱氮剂和裂化剂等级配而成。先将全馏分煤焦油经预处理脱水、脱渣后，与氢气一并进入加热炉，然后送入4台串联的加氢改质反应器，得到产品液化气、石脑油和柴油馏分。由于加氢催化剂对原料要求较为苛刻，造成该工艺需要非常复杂的预处理系统，能耗高，装置运转周期短。河南天宏焦化(集团)有限责任公司以自产的高温煤焦油为原料，在压力15.7MPa,氢油体积比1000：1,保护剂和脱金属剂体积空速0.8h-1,反应温度320℃,主精制剂体积空速0.4h-1,反应温度385℃的工艺条件下进入加氢反应器进行脱硫、氮、重金属等一系列反应,最后生成燃料油。试验中得到的干气产率为0.26％,液化气产率为1.87％,<180℃汽油馏分收率为5.25％,180℃～360℃柴油馏分收率为55.50％,>360℃尾油收率为39.90％,H2S的产率为0.46％、NH3的产率为1.18％和H2O的产率为1.50％，化学氢耗很高,达到了5.92％。该工艺反应条件苛刻，并且需要复杂的预处理程序，加工成本高，经济效益不好。CN101429456A公开了一种煤焦油延迟焦化加氢组合工艺，对煤焦油进行延迟焦化、加氢和后精制，加氢包括加氢处理、加氢精制和加氢裂化，最后得到液化气、燃料油和润滑油基础油。该专利技术的关键是利用了延迟焦化和加氢组合工艺技术，改善了加氢原料油的性质。但采用延迟焦化造成了该工艺液收低，并会副产大量低价值焦炭。综合来看，现有高温煤焦油加工路线具有如下缺点：1.煤焦油原料需要复杂预处理工序，预处理效果差。由于现有煤焦油加工工艺的原料适应性差，普遍需要复杂的预处理脱水、脱渣工序。由于煤焦油粘度大，胶质、沥青质含量高，目前仍然没有开发出有效的煤焦油预处理方法。2.适应馏分窄。高温煤焦油加氢需要切出大量劣质重组分，造成资源浪费，效益不好。3.反应条件苛刻，加工成本高。现有高温煤焦油加氢工艺，反应压力一般在15MPa以上，反应条件苛刻，能耗高，运转不稳定。4.加工装置容易堵塞，运转周期短。高温煤焦油中含有大量水分、灰分和机械杂质，不易脱除，十分容易造成加氢催化剂床层堵塞，造成装置运转周期短。5.装置构件易被腐蚀。煤焦油中含有大量酚氧类物质，具有腐蚀性，在加氢工艺条件下，很容易腐蚀设备。6.氢耗高。煤焦油中的酚类物质含量很高，在加氢过程中会消耗大量的氢，可占总氢耗的50％以上。同时会生成较多的水，影响加氢过程以及产品质量。7.副产物多，高价值产品收率低。现有非加氢煤焦油处理工艺，如延迟焦化，存在液收低，副产大量低价值焦炭等缺点，效益较差。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种工艺简单，不需要原料预处理工序，投资成本低，能耗低，目标产品收率高，运行安全稳定的高温煤焦油全馏分催化热裂解方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种高温煤焦油全馏分催化热裂解方法，该方法采用以下步骤：1)煤焦油原料在循环流化床反应器内与热再生催化热载体接触裂解，裂解产物去后续分离装置，反应生成的焦炭随待生催化热载体返回再生器再生，再生催化热载体循环进入流化床反应器；2)裂解产物在分离装置内分离出气体产物、馏分油产物和尾油，所述的气体产物、馏分油产物加氢精制，所述的尾油与煤焦油原料混合，返回循环流化床反应器继续反应。所述的催化热载体包含C、Al、Si、O、Mg、S、Na、K、Fe、Mo、Ni、V、Zn、Ti、N中的一种元素或几种元素的组合体，优选的，采用为包含Al、Si、O、Fe、C、Mg的元素的组合体，例如采用硅酸铝铁/氧化镁作为催化热载体。铝元素具有酸性中心，可提供催化裂解环境，其余元素如Si、Mg、Fe可以调节催化热载体的热熔、强度和酸性分布，提高抗结焦能力，优化催化热载体的性能。步骤1)中所述的循环流化床反应器可以采用提升管反应器，反应时间0.2～20s，另外也可以采用床层反应器，空速0.2～10h-1。在循环流化床反应器中接触裂解的反应温度为450℃～700℃，反应压力为0.1MPa～4MPa(A)，催化热载体/原料油为0.5～20(W)。再生器的再生温度为600℃～850℃，再生压力为0.1MPa～4MPa(A)。所述的分离装置为换热设备、分离容器和分馏塔中的一种或其组合。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1.可处理高、中温全馏分煤焦油，循环流化床催化热裂解对煤焦油的原料适应性强，无床层堵塞的危险，催化热载体连续再生，可直接处理全馏分高温和中温煤焦油。2.装置投资低。本专利技术原料适应性强，不需要任何预处理，反应条件温和，不需要昂贵的预处理设备和高压设备，投资低。3.不生产焦炭等低价值产品，效益好。本专利技术通过催化热裂解反应，脱除原料中的重炭和杂质成分，只生产目标馏分油和裂解气等高价值产品，裂解产生的焦炭随催化热载体循环烧焦转化。4.目标产品收率高，环境友好。通过催化热裂解脱碳，重质馏分裂解成目标馏分，相比于延迟焦化，原料利用率高，无废气、切焦水排放，环境友好，目标产品收率高。5.运行成本低。本专利技术工艺过程简单，反应条件温和，运转费用低。而且煤焦油中的酚等化合物通过催化热裂解脱除，改善了后续工艺环境，节约了成本。6.运行稳定，运转周期长。通过催化热裂解过程，脱除了原料中酚类等腐蚀性组分和各种杂质，改善了后续工艺环境，装置运行安全稳定，运转周期长。附图说明图1为本专利技术的工艺流程示意图。1-原料罐；2-催化热裂解反应器；3-再生器；4-分离装置；5-轻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温煤焦油全馏分催化热裂解方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：1)煤焦油原料在循环流化床反应器内与热再生催化热载体接触裂解，裂解产物去后续分离装置，反应生成的焦炭随待生催化热载体返回再生器再生，再生催化热载体循环进入流化床反应器；2)裂解产物在分离装置内分离出气体产物、馏分油产物和尾油，所述的气体产物、馏分油产物加氢精制，所述的尾油与煤焦油原料混合，返回循环流化床反应器继续反应。

【技术特征摘要】
1.一种高温煤焦油全馏分催化热裂解方法，其特征在于，该方法采用以下步
骤：
1)煤焦油原料在循环流化床反应器内与热再生催化热载体接触裂解，裂解产
物去后续分离装置，反应生成的焦炭随待生催化热载体返回再生器再生，再生催化
热载体循环进入流化床反应器；
2)裂解产物在分离装置内分离出气体产物、馏分油产物和尾油，所述的气体
产物、馏分油产物加氢精制，所述的尾油与煤焦油原料混合，返回循环流化床反应
器继续反应。
2.根据权利要求1所述的一种高温煤焦油全馏分催化热裂解方法，其特征在
于，所述的催化热载体为包含C、Al、Si、O、Mg、S、Na、K、Fe、Mo、Ni、V、
Zn、Ti、N中的一种元素或几种元素的组合体。
3.根据权利要求1或2所述的一种高温煤焦油全馏分催化热裂解方法，其特
征在于，所述的催化热载体优选为包含Al、Si、O、Fe、C、Mg的元素的组合体。
4.根据权利要求1所述的一种高...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明会，张韩，
申请(专利权)人：上海河图工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31