本技術(shù)涉及煤化工，具體涉及一種煤焦油三段三效集成加氫的裝置系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、煤焦油是煤炭熱解過程中產(chǎn)生的液相產(chǎn)品，按熱解溫度可分為低溫煤焦油、中低溫煤焦油和高溫煤焦油。其中，低溫煤焦油和中低溫煤焦油由于熱解時(shí)液相收率較高，瀝青含量較低，普遍被作為煤焦油加氫的原料，用來生產(chǎn)石腦油、柴油等輕質(zhì)燃料油品。

2、目前，將煤焦油或煤焦油中的餾分油通過加氫處理生產(chǎn)輕質(zhì)原料油已成為煤焦油加工行業(yè)的普遍做法。煤焦油加氫技術(shù)從最開始的輕餾分加氫精制(＜370℃餾分的一段加氫)到當(dāng)前主流的切割餾分加氫精制及裂化(＜420℃餾分的兩段加氫)以及未來的懸浮床加氫，一直朝著產(chǎn)品收率最大化的方向發(fā)展。同時(shí)，隨著企業(yè)生產(chǎn)操作以及管理水平的提高，未來的煤焦油加氫工藝要求產(chǎn)品方案更靈活，投資、能耗以及操作成本更低。

3、cn1351130a中公開了一種以煤焦油生產(chǎn)柴油的加氫精制處理方法，該方法中將煤焦油全餾分油蒸餾，將＜370℃的輕餾分進(jìn)行加氫，重餾分不作為加氫原料，該方法所用的加氫催化劑為精制催化劑，僅適用于處理煤焦油中柴油以下的餾分，不能將煤焦油中柴油以上的重餾分轉(zhuǎn)換為輕質(zhì)燃料油，因此煤焦油加氫生產(chǎn)輕質(zhì)原料油的收率較低。

4、cn100412168c中公開了一種煤焦油加氫工藝及催化劑，該工藝根據(jù)煤焦油中氮、鐵的含量高的特點(diǎn)，選擇了含有氧化鈦的加氫精制催化劑以及含有氧化鈦和分子篩的加氫改質(zhì)催化劑，但是由于煤焦油加氫生成的水會(huì)破壞分子篩催化劑的結(jié)構(gòu)，使加氫改質(zhì)催化劑的失活速度加快，運(yùn)轉(zhuǎn)周期縮短，因此難以工業(yè)化應(yīng)用。

5、煤焦油是一種富含多環(huán)芳烴的油品，經(jīng)加氫處理后具備一定的供氫性能，可作為煤直接液化或油-煤共煉使用的供氫溶劑。例如，cn110003949a公開了一種供氫溶劑的生產(chǎn)裝置及制備方法，該制備方法采用煤焦油中250-420℃的餾分油依次經(jīng)過加氫反應(yīng)和產(chǎn)品分餾，得到供氫溶劑。但是該制備方法需要設(shè)置獨(dú)立的循環(huán)氫壓縮系統(tǒng)，并且無法同時(shí)對(duì)煤焦油中＜250℃的餾分進(jìn)行加工利用，生產(chǎn)效率較低，并且投資成本較高。

6、因此，如何充分利用煤焦油原料生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)供氫溶劑、清潔石腦油、柴油等產(chǎn)品，同時(shí)節(jié)省設(shè)備投資，降低生產(chǎn)過程中的能耗，是本領(lǐng)域急需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種煤焦油三段三效集成加氫的裝置系統(tǒng)，所述裝置系統(tǒng)通過一次氫氣循環(huán)和三段聯(lián)合加氫，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)供氫溶劑的制取、焦油加氫產(chǎn)品的提質(zhì)和焦油輕質(zhì)化等三重功效，而且大幅降低了設(shè)備投資和運(yùn)行能耗。

2、為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

3、本實(shí)用新型提供一種煤焦油三段三效集成加氫的裝置系統(tǒng)，所述裝置系統(tǒng)包括煤焦油分餾單元、供氫溶劑加氫單元、第一分離單元、加氫精制單元、加氫裂化單元、第二分離單元、供氫單元和循環(huán)氫單元；所述煤焦油分餾單元的第一餾分出口與加氫精制單元的入口連接，所述煤焦油分餾單元的第二餾分出口與供氫溶劑加氫單元連接；所述第一分離單元包括熱高壓分離裝置，所述供氫溶劑加氫單元的出口與熱高壓分離裝置連接，所述熱高壓分離裝置的氣相出口與加氫精制單元連接；所述第二分離單元包括換熱裝置和冷高壓分離裝置，所述加氫精制單元的出口和加氫裂化單元的出口均與換熱裝置的熱源入口連接，所述換熱裝置的熱源出口與冷高壓分離裝置的入口連接，所述冷高壓分離裝置的氣相出口與循環(huán)氫單元連接；所述供氫單元的出口和循環(huán)氫單元的出口均與供氫溶劑加氫單元和加氫裂化單元連接。

4、本實(shí)用新型中，通過使用一套氫氣壓縮系統(tǒng)即供氫單元和循環(huán)氫單元，能夠?qū)崿F(xiàn)三種功效即三段加氫，分別為：在供氫溶劑加氫單元進(jìn)行的供氫溶劑加氫、在加氫精制單元進(jìn)行的加氫精制反應(yīng)、在加氫裂化單元進(jìn)行的加氫裂化反應(yīng)，通過采用本實(shí)用新型提供的裝置系統(tǒng)能夠使用同一個(gè)反應(yīng)壓力進(jìn)行高壓加氫，氫氣路線分為兩路，具體為：一路串聯(lián)經(jīng)過供氫溶劑加氫單元、加氫精制單元，隨加氫精制單元的反應(yīng)流出物流出，另一路經(jīng)加氫裂化單元后，隨加氫裂化單元的反應(yīng)流出物流出，加氫精制單元的反應(yīng)流出物與加氫裂化單元的反應(yīng)流出物經(jīng)過換熱裝置冷卻進(jìn)入冷高壓分離裝置，剩余氫氣經(jīng)過冷高壓分離裝置分離回收，回收得到的氫氣從冷高壓分離裝置的氣相出口進(jìn)入循環(huán)氫單元，經(jīng)過循環(huán)氫單元升壓后再送入反應(yīng)系統(tǒng)。本實(shí)用新型提供的裝置系統(tǒng)通過將一段氫氣循環(huán)、三段加氫等工藝緊密銜接，高度集成，能夠顯著縮短工藝流程，并且降低設(shè)備投資和運(yùn)行能耗。另外，本實(shí)用新型中，通過將加氫精制單元的反應(yīng)流出物和加氫裂化單元的反應(yīng)流出物公用一套換熱裝置和冷高壓分離裝置，能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)同類工藝裝置的高度集成，從而降低設(shè)備投資和運(yùn)行能耗。

5、本實(shí)用新型中，對(duì)所述供氫溶劑加氫單元、加氫精制單元、加氫裂化單元沒有特殊限定，可以采用任何本領(lǐng)域常用于供氫溶劑加氫、加氫精制或加氫裂化的裝置，例如分別可以是供氫溶劑加氫反應(yīng)器、加氫精制反應(yīng)器或加氫裂化反應(yīng)器；對(duì)所述供氫單元和循環(huán)氫單元沒有特殊限定，可以是任何本領(lǐng)域常用于供應(yīng)氫氣或循環(huán)氫氣的裝置，例如所述供氫單元可以是新氫壓縮機(jī)，所述循環(huán)氫單元可以是循環(huán)氫壓縮機(jī)；對(duì)所述熱高壓分離裝置和冷高壓分離裝置沒有特殊限定，可以是任何本領(lǐng)域常用于熱高壓分離或冷高壓分離的裝置，例如分別可以是熱高壓分離罐或冷高壓分離罐；對(duì)所述換熱裝置沒有特殊限定，可以是任何本領(lǐng)域常用于換熱的裝置，例如可以是換熱器。

6、本實(shí)用新型中，所述供氫單元的出口和循環(huán)氫單元的出口均與供氫溶劑加氫單元和加氫裂化單元連接，可以是供氫單元的出口和循環(huán)氫單元的出口各自獨(dú)立地分別與供氫溶劑加氫單元和加氫裂化單元連接，也可以是供氫單元的出口和循環(huán)氫單元的出口的氫氣管線匯合后，再分別與供氫溶劑加氫單元和加氫裂化單元連接。

7、優(yōu)選地，所述第一分離單元還包括供氫溶劑氣提裝置；所述熱高壓分離裝置的液相出口與供氫溶劑氣提裝置連接。

8、本實(shí)用新型中，通過優(yōu)選設(shè)置供氫溶劑汽提裝置，能夠進(jìn)一步脫除液相中的輕組分(＜250℃的餾分)，從而使塔底得到合格的供氫溶劑產(chǎn)品。

9、優(yōu)選地，所述供氫溶劑氣提裝置包括汽提塔。

10、優(yōu)選地，所述汽提塔的塔頂產(chǎn)品出口與加氫精制單元連接；所述汽提塔的塔釜產(chǎn)品出口與供氫溶劑產(chǎn)出管線連接。

11、優(yōu)選地，所述汽提塔的塔釜產(chǎn)品出口還與加氫精制單元連接。

12、本實(shí)用新型中，所得供氫溶劑產(chǎn)品既可以作為目標(biāo)產(chǎn)品產(chǎn)出，又可以作為生產(chǎn)清潔石腦油和柴油的原料，本實(shí)用新型通過優(yōu)選設(shè)置汽提塔的塔釜產(chǎn)品出口還與加氫精制單元連接，能夠使供氫溶劑產(chǎn)品作為加氫精制的原料進(jìn)入加氫精制單元，此時(shí)其重組分可以作為加氫尾油進(jìn)一步送至加氫裂化單元進(jìn)行裂化反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化為石腦油和柴油產(chǎn)品。本實(shí)用新型可以使產(chǎn)品方案更加靈活，能夠在線靈活調(diào)整產(chǎn)品的生產(chǎn)方案。

13、優(yōu)選地，所述加氫精制單元的入口還與外來煤基餾分油管線連接。

14、本實(shí)用新型中，所述外來煤基餾分油管線例如可以是煤直接液化或重油懸浮床/漿態(tài)床加氫產(chǎn)生的＜450℃的餾分油的輸送管線。

15、需要說明的是，當(dāng)煤焦油分餾出來的中油即第二餾分出口對(duì)應(yīng)的餾分需要全部轉(zhuǎn)化為供氫溶劑產(chǎn)品時(shí)，此時(shí)用于加氫精制單元的原料只有＜250℃的餾分(輕油)，供氫溶劑產(chǎn)品不作為原料進(jìn)入加氫精制單元，此時(shí)精制產(chǎn)物無尾油餾分，此時(shí)可以選擇引入煤直接液化或重油懸浮床/漿態(tài)床加氫產(chǎn)生的＜450℃的餾分作為加氫精制單元的補(bǔ)充原料，確保加氫裂化同步運(yùn)行，也可以選擇加氫裂化單元不投入液相進(jìn)料，維持在較低溫度下與加氫精制同步運(yùn)行。

16、優(yōu)選地，所述第二分離單元還包括產(chǎn)品分餾裝置；所述冷高壓分離裝置的液相出口與產(chǎn)品分餾裝置連接。

17、優(yōu)選地，所述產(chǎn)品分餾裝置包括產(chǎn)品分餾塔；所述產(chǎn)品分餾塔包括氣相出口、第一產(chǎn)品出口、第二產(chǎn)品出口和第三產(chǎn)品出口；所述氣相出口與氣相管線連接；所述第一產(chǎn)品出口與石腦油產(chǎn)出管線連接；所述第二產(chǎn)品出口與柴油產(chǎn)出管線連接；所述第三產(chǎn)品出口與加氫尾油管線連接。

18、優(yōu)選地，所述加氫尾油管線的出口與換熱裝置的冷源入口連接；所述換熱裝置的冷源出口與加氫裂化單元連接。

19、本實(shí)用新型中，優(yōu)選采用加氫尾油作為冷源對(duì)加氫精制和加氫裂化的反應(yīng)流出物進(jìn)行冷卻，能夠有效提升能量的利用率，降低設(shè)備投資。

20、優(yōu)選地，所述煤焦油分餾單元包括煤焦油分餾塔；所述煤焦油分餾塔還包括第三餾分出口；所述第三餾分出口與煤瀝青產(chǎn)出管線連接。

21、本實(shí)用新型提供的煤焦油三段三效集成加氫的裝置系統(tǒng)的運(yùn)行過程如下：

22、煤焦油進(jìn)入煤焦油分餾塔進(jìn)行分離，得到輕油(＜250℃餾分)、中油(250-420℃餾分)和煤瀝青(＞420℃餾分)，輕油經(jīng)第一餾分出口進(jìn)入加氫精制反應(yīng)器，中油經(jīng)第二餾分出口進(jìn)入供氫溶劑加氫反應(yīng)器，煤瀝青經(jīng)第三餾分出口進(jìn)入煤瀝青產(chǎn)出管線，煤瀝青作為產(chǎn)品出售或作為中間物料送入下游懸浮床/漿態(tài)床加氫進(jìn)行輕質(zhì)化處理；

23、所述中油和氫氣進(jìn)入供氫溶劑加氫反應(yīng)器，在供氫溶劑加氫反應(yīng)器中進(jìn)行脫硫、脫氮、脫氧以及部分芳烴飽和反應(yīng)(反應(yīng)壓力為12-18mpag，反應(yīng)溫度為250-390℃，氫油比為1000-1500nm3/m3，體積空速為0.5-1h-1)，反應(yīng)流出物進(jìn)入熱高壓分離罐進(jìn)行氣液分離，氣相因富含氫氣作為加氫精制的原料進(jìn)入加氫精制反應(yīng)器，液相進(jìn)入汽提塔，進(jìn)一步脫除液相中的輕組分(＜250℃餾分)，汽提塔的塔釜得到合格的供氫溶劑產(chǎn)品，汽提塔塔頂分離得到的輕組分進(jìn)入加氫精制反應(yīng)器，部分供氫溶劑產(chǎn)品作為加氫精制的原料進(jìn)入加氫精制反應(yīng)器；

24、所述輕油進(jìn)入加氫精制反應(yīng)器進(jìn)行以脫硫、脫氮、脫氧、烯烴飽和以及芳烴飽和為主的加氫精制反應(yīng)(反應(yīng)壓力為12-18mpag，反應(yīng)溫度為240-390℃，氫油比為1000-1500nm3/m3，體積空速為0.3-0.8h-1)，反應(yīng)流出物經(jīng)換熱器冷卻后進(jìn)入冷高壓分離罐進(jìn)行氣液分離，分離得到的氣相富含氫氣作為循環(huán)氫經(jīng)循環(huán)氫壓縮機(jī)升壓后返回系統(tǒng)，液相進(jìn)入產(chǎn)品分餾塔進(jìn)行分餾，得到石腦油、柴油產(chǎn)品和加氫尾油，所述加氫尾油作為冷源進(jìn)入換熱器，升溫后作為加氫裂化的原料進(jìn)入加氫裂化反應(yīng)器進(jìn)行加氫裂化反應(yīng)(反應(yīng)壓力為12-18mpag，反應(yīng)溫度為350-410℃，氫油比為1000-1500nm3/m3，體積空速為0.3-0.8h-1)，加氫裂化的反應(yīng)流出物同樣進(jìn)入換熱器進(jìn)行冷卻，之后依次進(jìn)入冷高壓分離罐和產(chǎn)品分餾塔。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為：

26、(1)本實(shí)用新型提供的裝置系統(tǒng)通過使用一套氫氣壓縮系統(tǒng)即供氫單元和循環(huán)氫單元，能夠?qū)崿F(xiàn)三種功效即三段加氫，分別為：在供氫溶劑加氫單元進(jìn)行的供氫溶劑加氫、在加氫精制單元進(jìn)行的加氫精制反應(yīng)、在加氫裂化單元進(jìn)行的加氫裂化反應(yīng)，能夠顯著縮短工藝流程，并且降低設(shè)備投資和運(yùn)行能耗。

27、(2)本實(shí)用新型提供的裝置系統(tǒng)通過將加氫精制單元的反應(yīng)流出物和加氫裂化單元的反應(yīng)流出物公用一套換熱裝置和冷高壓分離裝置，能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)同類工藝裝置的高度集成，從而降低設(shè)備投資和運(yùn)行能耗。

28、(3)本實(shí)用新型的裝置系統(tǒng)能夠?qū)⒐淙軇┊a(chǎn)品既作為目標(biāo)產(chǎn)品產(chǎn)出，又作為生產(chǎn)清潔石腦油和柴油的原料，可以使產(chǎn)品方案更加靈活，能夠在線靈活調(diào)整產(chǎn)品的生產(chǎn)方案。