[发明专利]焦化粗苯全馏分加氢精制装置、方法和催化剂

说明书

技术领域

本发明属于煤化工领域，具体涉及煤焦化过程副产的焦化粗苯全馏分加氢精制装置、方法和催化剂。

背景技术

焦化粗苯是煤焦化过程的副产物，经洗油洗涤煤气而得到，为焦炭产量的1%左右。焦化粗苯主要含有三苯类物质：苯65%，甲苯15.6%，二甲苯和乙苯5%；异聚合物：环戊二烯0.9%，苯乙烯2.5%，茚2.5%，古马隆0.9%；高沸点物质：萘2.6%，甲基萘0.7%；硫氮化合物：噻吩、硫醇和吡啶喹啉等。为了得到高纯度的苯、甲苯和二甲苯产品，需要脱除粗苯中的烷烃、硫氮类物质。

焦化粗苯精制的传统方法是酸洗法，由于其所生产产品的纯度达不到石油级芳烃产品的质量且造成污染，目前已逐渐被加氢精制所替代，焦化粗苯加氢精制已成为占主导地位的加工方法。加氢工艺有采用高温、高压的litol法和中温、中压的KK法，其中litol法的操作压力为6.0MPa，操作温度为600℃，并伴有甲苯和二甲苯的脱烷基反应，产品为单一的纯苯。KK法采用中压和中温加氢工艺，操作压力为3.5MPa，操作温度350℃，加氢条件温和。这两种加氢精制方法均需要对原料进行预处理，脱除茚、古马隆等容易树脂化的重苯，避免上述活性物质在蒸发器中结焦，从而只对苯、甲苯和二甲苯馏分段进行加氢精制。

重苯一般占粗苯馏分的6%-8%，但因其中含有硫、氮类化合物，味道重，颜色深，经济价值低，是粗苯加工企业的副产物，售价低于粗苯原料。一方面，粗苯的预蒸馏增加了能耗，减少了加氢原料；另外一方面，随着粗苯加氢装置的产能过剩，出现了因原料紧张而造成的开工不足。因此，将粗苯全馏分进行加工精制，既可缓解粗苯原料的不足，又可以增加碳九芳烃、萘和甲基萘等化学产品，提高粗苯加工企业的经济效益。

中国专利CN102336622A公开了粗苯加氢重组分残液的回收装置及分离方法，从加氢后的重组分中回收三甲苯、茚满、四氢化萘和萘，增加了粗苯加氢精制的产品，有利于提高装置的经济效益，但是专利中没有提及含重组分的加氢过程。

中国专利CN102320910A公开了一种液相一段加氢精制粗苯全馏分的方法，将新鲜氢与粗苯原料混合，在4.0-7.0MPa的压力和320-340℃的条件下进行反应，得到净化的苯、甲苯、二甲苯和高沸点馏分。但是该方法采用一段加氢，势必会造成反应器的温升较大，造成反应器设计和制造的难度，粗苯溶解氢气时虽然有60-80%的加氢油循环使用，但是在管式炉中加热到320℃以上时，会有结焦的趋势。该方法设置了一开一备的加氢反应器，可能是对加氢反应器中的结焦的应对方法。

对粗苯进行加氢精制时时，如果采用传统的两段气相加氢，因粗苯中的苯乙烯、茚和古马隆等不饱和物质的存在，容易在蒸发器中聚合，造成装置运行不稳定。因此，开发一种能对全馏分进行加氢精制，又可避免聚合的新工艺和催化剂，是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的粗苯全馏分加氢流程和催化剂，采用高压、低温液相加氢和中压、中温气相加氢相结合的两段加氢技术，实现对粗苯全馏分的加氢精制，丰富加氢的原料，提高装置的经济效益。

本发明的焦化粗苯全馏分加氢精制技术的主要特点是加氢的粗苯为全馏分，不需要进行预先脱除重组分。为了避免易聚合物质在高温下的聚合造成设备的堵塞，采用一段液相加氢和二段气相加氢相结合的工艺，主要包括一段液相加氢反应器、二段气相加氢反应器，输送泵、压缩机、高压闪蒸槽和相关换热器等设备。

本发明的焦化粗苯全馏分加氢精制装置如下：

新氢压缩机1设有新鲜氢气S1的进口，新氢压缩机1的出口连接到一段加氢反应器5的顶部入口，粗苯预热器2设有粗苯全馏分S2的入口，粗苯预热器2的出口连接到一段加氢反应器5的上部入口，一段加氢反应器5的底部出口分别连接到一段加氢反应器循环泵4的入口和混合器6的入口，一段加氢反应器循环泵4的出口连接到一段加氢产物冷却器3的入口，一段加氢产物冷却器3的出口连接到一段加氢反应器5的上部入口；混合器6的出口连接到换热器7的管程入口，换热器7的管程出口连接到二段加氢反应器9的顶部入口，二段加氢反应器9的底部连接到换热器7的壳程入口，换热器7的壳程出口连接到二段加氢产物冷却器8的入口，二段加氢产物冷却器8的出口连接到高压闪蒸罐10的入口；高压闪蒸罐10的顶部连接到循环氢压缩机11的入口，底部采出加氢产物；循环氢压缩机11的出口连接到混合器6的顶部入口。

本发明的焦化粗苯全馏分加氢精制方法如下：