1.一種煤焦油懸浮床加氫系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)包括:
氫氣供給單元,用于供給氫氣;
催化劑供給單元,包括催化劑供給裝置,用于供給加氫催化劑;
煤焦油分割單元,用于將煤焦油分割為第一輕組分、供氫溶劑前液和第一重組分;所述供氫溶劑前液的沸點為200-450℃,第一輕組分的沸點小于供氫溶劑前液的沸點,第一重組分的沸點大于供氫溶劑前液的沸點;
供氫溶劑制備單元,與煤焦油分割單元和氫氣供給單元分別相連,用于將供氫溶劑前液進(jìn)行催化加氫反應(yīng)得到沸點為200-450℃的供氫溶劑;
催化加氫反應(yīng)單元,包括懸浮床加氫反應(yīng)裝置,與催化劑供給單元、煤焦油分割單元、供氫溶劑制備單元和氫氣供給單元分別相連,用于供氫溶劑、第一重質(zhì)組分與氫氣的催化加氫反應(yīng),得到加氫產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)還包括后處理單元,用于將加氫產(chǎn)物進(jìn)行后處理,得到輕質(zhì)油產(chǎn)品;
優(yōu)選地,所述后處理單元包括第二分離裝置、常壓分餾裝置、第二減壓分餾裝置、第三催化加氫反應(yīng)裝置、第三分離裝置和第三分餾裝置;第二分離裝置設(shè)置進(jìn)料口、氣體出口、第二輕組分出口和第二重組分出口,進(jìn)料口與催化加氫單元的反應(yīng)產(chǎn)物出口相連,第二輕組分出口與常壓分餾裝置的進(jìn)料口相連;第二重組分出口與第二減壓分餾裝置的進(jìn)料口相連;常壓分餾裝置的第三輕組分出口、第二減壓分餾裝置的第四輕組分出口以及煤焦油分割單元的第一輕組分出口分別與第三催化加氫反應(yīng)裝置的進(jìn)料口相連,氫氣供給裝置的出氣口與第三催化加氫反應(yīng)裝置的進(jìn)氣口相連;第三分離裝置設(shè)置進(jìn)料口、氫氣出口和液體出口,第三催化加氫反應(yīng)裝置的反應(yīng)產(chǎn)物出口與第三分離裝置的進(jìn)料口相連;第三分離裝置的液體出口與第三分餾裝置的進(jìn)料口相連,第三分餾裝置設(shè)置輕質(zhì)油產(chǎn)品出口;
優(yōu)選地,所述第二分離裝置的氣體出口經(jīng)膜分離裝置與催化加氫反應(yīng)單元的進(jìn)氣口相連;
優(yōu)選地,所述第三催化加氫反應(yīng)裝置包括固定床加氫反應(yīng)器;
優(yōu)選地,所述第三分離裝置的氫氣出口與第三催化加氫反應(yīng)裝置的進(jìn)氣口和/或供氫溶劑制備單元的進(jìn)氣口相連;
優(yōu)選地,所述第二減壓分餾裝置的第四輕組分出口還與供氫溶劑制備單元的進(jìn)料口相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng),其特征在于,所述煤焦油分割單元包括煤焦油供給裝置和第一減壓分餾裝置,第一減壓分餾裝置設(shè)置進(jìn)料口、第一輕組分出口、供氫溶劑前液出口和第一重組分出口,煤焦油供給裝置的出料口與第一減壓分餾裝置的進(jìn)料口相連;
優(yōu)選地,所述供氫溶劑制備單元包括第一催化加氫反應(yīng)裝置、第一分離裝置和第一分餾裝置,所述第一催化加氫反應(yīng)裝置的進(jìn)料口分別與煤焦油分割單元和供氫溶劑前液出口相連,第一催化加氫反應(yīng)裝置的反應(yīng)產(chǎn)物出口與第一分離裝置的進(jìn)料口相連,第一分離裝置設(shè)置氫氣出口和液體出口,液體出口與第一分餾裝置的進(jìn)料口相連,第一分餾裝置設(shè)置供氫溶劑出口;
優(yōu)選地,所述第一催化加氫反應(yīng)裝置包括固定床加氫反應(yīng)器;
優(yōu)選地,所述第一分離裝置的氫氣出口與第一催化加氫反應(yīng)裝置和/或第三催化加氫反應(yīng)裝置的氣體進(jìn)口相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的系統(tǒng),其特征在于,所述催化劑供給單元、煤焦油分割單元和供氫溶劑制備單元通過混合裝置與所述懸浮床加氫反應(yīng)裝置相連;
優(yōu)選地,所述混合裝置的出料口連接于懸浮床加氫反應(yīng)裝置的底部;
優(yōu)選地,所述懸浮床加氫反應(yīng)裝置包括至少一個鼓泡床反應(yīng)器和至少一個強制循環(huán)懸浮床反應(yīng)器。
5.一種煤焦油懸浮床加氫工藝,其特征在于,所述工藝包括如下步驟:
(1)將煤焦油進(jìn)行減壓分餾,得到第一輕組分、供氫溶劑前液和第一重組分;其中,所述供氫溶劑前液的沸點為200-450℃,第一輕組分的沸點小于供氫溶劑前液的沸點,第一重組分的沸點大于供氫溶劑前液的沸點;
(2)將供氫溶劑前液進(jìn)行催化加氫反應(yīng),將反應(yīng)產(chǎn)物分離出氫氣后分餾,得到沸點為200-450℃的餾分,即為供氫溶劑;
(3)將供氫溶劑、第一重組分、加氫催化劑與氫氣在懸浮床加氫反應(yīng)裝置上進(jìn)行催化加氫反應(yīng),得到加氫產(chǎn)物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述工藝,其特征在于,所述反應(yīng)產(chǎn)物還進(jìn)行如下處理得到輕質(zhì)油產(chǎn)品:
(4)將加氫產(chǎn)物進(jìn)行分離,得到氣相、第二輕組分和第二重組分;
(5)第二輕組分經(jīng)常壓分餾,得到第三輕組分,第二重組分經(jīng)減壓分餾得到第四輕組分;
(6)將所述第一輕組分、第三輕組分和第四輕組分混合,進(jìn)行催化加氫反應(yīng),將得到的反應(yīng)產(chǎn)物分離出氫氣后分餾,得到輕質(zhì)油產(chǎn)品。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的工藝,其特征在于,步驟(1)所述煤焦油中固體雜質(zhì)的含量≤20wt%;
優(yōu)選地,步驟(1)所述供氫溶劑前液是沸點為330-420℃的煤焦油餾分;
優(yōu)選地,步驟(2)所述供氫溶劑前液在固定床反應(yīng)器上進(jìn)行催化加氫;
優(yōu)選地,步驟(2)所述供氫溶劑前液進(jìn)行催化加氫的溫度為300-360℃,壓力為12-14MPa;
優(yōu)選地,步驟(2)所述分餾的溫度為200-450℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7之一所述的工藝,其特征在于,步驟(3)所述供氫溶劑、第一重組分和加氫催化劑先混合再在懸浮床加氫反應(yīng)裝置中進(jìn)行催化劑加氫反應(yīng);
優(yōu)選地,所述混合的方式為攪拌;
優(yōu)選地,步驟(3)所述供氫溶劑、第一重組分和加氫催化劑的質(zhì)量比為(0.5-2):1:(0.01-0.1),優(yōu)選為(1-1.5):1:(0.02-0.06);
優(yōu)選地,步驟(3)所述催化劑為鐵基催化劑;
優(yōu)選地,步驟(3)所述催化劑的顆粒直徑為10-100μm,優(yōu)選為20-50μm;
優(yōu)選地,步驟(3)所述催化加氫反應(yīng)的溫度為320-480℃,優(yōu)選為360-460℃;
優(yōu)選地,步驟(3)所述催化加氫反應(yīng)的壓力為10-23MPa,優(yōu)選為13-21MPa;
優(yōu)選地,步驟(3)所述催化加氫反應(yīng)的氫油體積比為500-1200,優(yōu)選為600-1000;
優(yōu)選地,步驟(3)所述催化加氫反應(yīng)的體積空速為0.2-1.0h-1,優(yōu)選為0.3-0.8h-1;
優(yōu)選地,步驟(3)所述催化加氫反應(yīng)具體為:先進(jìn)行變溫加氫反應(yīng),再進(jìn)行恒溫加氫反應(yīng);變溫加氫反應(yīng)的溫度為320-460℃,恒溫加氫反應(yīng)的溫度450℃-480℃;
優(yōu)選地,步驟(3)所述懸浮床加氫反應(yīng)裝置包括至少一個鼓泡床反應(yīng)器和至少一個強制循環(huán)懸浮床反應(yīng)器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8之一所述的工藝,其特征在于,步驟(4)所述氣相經(jīng)提純后得到循環(huán)氫,所述循環(huán)氫用于步驟(3)所述的催化加氫反應(yīng);
優(yōu)選地,步驟(5)中的部分第四輕組分返回步驟(2)與供氫溶劑前液混合,用于催化加氫制備供氫溶劑;
優(yōu)選地,步驟(5)所述第二重組分經(jīng)減壓分餾還得到含固尾油,所述含固尾油用于瀝青成型得到瀝青產(chǎn)品,所述含固尾油的餾程大于450℃,所述含固尾油的固含量為50-80wt%;
優(yōu)選地,步驟(6)所述催化加氫反應(yīng)在固定床反應(yīng)器上進(jìn)行;
優(yōu)選地,步驟(6)分離出的氫氣混合升壓后用于步驟(6)所述的催化加氫反應(yīng)和/或步驟(2)所述的催化加氫反應(yīng);
優(yōu)選地,步驟(2)分離出的氫氣用于步驟(6)所述的催化加氫反應(yīng)和/或步驟(2)所述的催化加氫反應(yīng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-9之一所述的工藝,其特征在于,所述工藝包括如下步驟:
(1)將固含量≤20wt%的煤焦油進(jìn)行減壓分餾,得到第一輕組分、供氫溶劑前液和第一重組分;其中,所述第一輕組分是沸點小于200℃的煤焦油餾分,供氫溶劑前液是沸點為200-450℃的煤焦油餾分,所述第一重組分是沸點大于450℃的煤焦油餾分;
(2)將供氫溶劑前液在固定床反應(yīng)器上進(jìn)行催化加氫反應(yīng),進(jìn)行催化加氫的溫度為300-360℃,壓力為12-14MPa,將反應(yīng)產(chǎn)物分離出氫氣后在溫度為200-450℃的條件下分餾,得到沸點為200-450℃的餾分,即為供氫溶劑;
(3)按質(zhì)量比為(0.5-2):1:(0.01-0.1)將供氫溶劑、第一重組分和鐵基催化劑混合,得到原料油,其中,所述鐵基催化劑的顆粒直徑為10-100μm;
(4)將原料油與氫氣在懸浮床加氫反應(yīng)裝置上進(jìn)行催化加氫反應(yīng),得到加氫產(chǎn)物;其中,所述催化加氫反應(yīng)為先進(jìn)行變溫催化加氫反應(yīng),再進(jìn)行恒溫催化加氫反應(yīng),變溫催化加氫反應(yīng)的溫度為320-460℃,恒溫催化加氫反應(yīng)的溫度450℃-480℃,所述催化加氫反應(yīng)的壓力為10-23MPa,氫油體積比為500-1200,體積空速為0.2-1.0h-1;
(5)將加氫產(chǎn)物分離,得到氣相、第二輕組分和第二重組分;
(6)第二輕組分經(jīng)常壓分餾,得到第三輕組分,第二重組分經(jīng)減壓分餾得到第四輕組分;
(7)將所述第一輕組分、第三輕組分和第四輕組分混合,進(jìn)行催化加氫反應(yīng),將得到的反應(yīng)產(chǎn)物分離出氫氣后分餾,得到輕質(zhì)油產(chǎn)品。