CN1003375B - 通过液相加氢及后续气相加氢从煤制取重整炉进料、取暖用油或柴油的方法 - Google Patents

Abstract

从煤制取重整炉进料和取暖用油或柴油的方法包括：将粉煤－油浆与加氢气体一起引入液相加氢段；从液相加氢段的出料中排出含有固体的残渣，将从出料中得到的不含残渣的挥发性煤－油馏分冷却，如必要，在该馏分进入气相加氢段前从其中除去油浆部分；将基本不受污染的新鲜氢气连同该馏分一起引入气相加氢段，此新鲜氢气构成所需氢气总量；并利用来自气相氢化过程的废气作为液相氢化过程的加氢气体。

Description

通过液相加氢及后续气相加氢从煤制取重整炉进料、取暖用油或柴油的方法

本发明涉及到一种通过液相加氢及后续的催化气相加氢从煤制取重整炉进料（reformev feed）、取暖用油（HeatIng oIn）或柴油的方法。

第900，214号联邦德国专利中描述了从催化高压氢化过程的循环气体中清除外来气体的一种方法。在该方法中，气相反应器的液态反应产物不经过专门的洗涤设备直接用作为已被气化的碳氢化合物、氮和一氧化碳污染的液相系统中的循环气体的洗涤液。液相线路和气相线路在一个循环泵系统的入口侧和出口侧相连接，所有的氢不是被引入公共循环系统就是被引入气相区。在后一种情况中，气相区的总气体需求量和外加的氢气之间的差分影响被从公共循环系统的出口侧消去。并因此将气相中的杂质清除掉。

这种方法无疑缓和了对用于从循环气体中脱除杂质的附加洗涤系统的需要。然而，因为有来自液相加氢的这部分循环氢气，故在气相加氢段不能达到最佳的精炼加氢选择性。这就有必要用更大的氢气消耗量来达到非常高的氢气压力。

因此，就迫切感到需要有一种从煤制取重整炉进料、取暖用油或柴油的更好的方法。这样一种方法应具有高的精炼加氢选择性，应以一个较低的操作压力工作，并且应使氢的消耗量减到最低限度。

因此，本发明的目的是提供一种从煤制取重整炉进料、取暖用油或柴油的新颖的方法。在该方法中，在气相加氢期间所使用的操作压力已被降得较先有技术中的方法为低。

本发明的另一个目的是提供一种氢的清耗量已被减少了的制取重整炉进料、取暖用油或柴油的新颖的方法。

具有如下文所说明的那些特征的本发明的这种从煤制取重整炉进料、取暖用油或柴油的方法已使本发明的这些目的得到十分满意的解决。一种粉煤/油浆连同加氢气体一起被引入液相加氢段。将来自液相出料的含有固体的残渣除去，并将从出料中所得到的不含有残渣的挥发性煤-油馏分冷却。在此工段若有必要时，将浆油馏分从挥发性煤-油馏分中除去。然后将挥发性煤-油馏分送到气相加氢段，将基本上没有受到污染的新鲜氢气连同挥发性煤油馏分一起引入气相加氢段。被引入气相加氢段的新鲜氢气构成本方法中所需要的氢的总量。同时将来自气相加氢的废气用作为液相加氢中的加氢气体。

本发明的较为全面的评价及其众多的附带优点将会容易地被公认，因为通过参照下列详细说明并与相应的图连系在一起加以考虑时，这些就变得较为明白易懂了。

图1和图2是说明本发明中的方法的最佳实施例的工艺流程图。

通过与在气相加氢期间需要300巴的操作分压的通常的方法相对照，本发明有可能使得在气相加氢期间所需要的操作压力下降至50～200巴左右。本发明因此还可能使氢的消耗量有明显的减少。

按照本发明，提供了一种在提高的压力和提高的温度下制取重整炉进料、取暖用油或柴油的方法。这种方法使用一个与气相加氢段伴随在一起的液相加氢段中。将粉煤/油浆和氢气引入到液相加氢段中。从液相加氢段的出料中除去含有固体的残渣。并将从出料中所得到的不含有残渣的挥发性煤-油馏分予以冷却。在此工段，若有必要时，从挥发性的煤-油馏分中除去油浆馏分。将挥发性的煤-油馏分送入气相加氢段。在液相和气相加氢中所需要的总的氢气被首先用作为气相加氢段中的新鲜氢气，这种氢气基本上不含有出现在煤加氢系统的循环气体中的污染物质——即不含H₂O，NH₃，H₂S，CO，CO₂和C₁至C₄气体。然后将这种来自于气相加氢段的含有绝大部分未经反应的氢的残余气体用作为液相加氢中的加氢气体。

本发明揭示了来自气相加氢段的废气是一种从定量上和定性上与液相加氢作用相适配的加氢气体，这是因为它完全不含一氧化碳，二氧化碳，硫化氢和氨。因此使得所采用的氢的总量足以满足在液相加氢中理论上所需要的消耗量。

最好将气相加氢段中的总压力安排为低于液相加氢作用的压力。

可将气体循环线路安排为能控制气相反应器的温度。这一点是通过将整个新鲜氢气流分离为一个流向气相加氢段的作为温度控制用的急冷气体的分部的方式实现的。

当要求有一个较高质量的产品时，就需要较高水平的加氢转化及在气相加氢期间相应地有一个较大的温升，可以再将来自液相循环中的气体作为急冷气体引入气相反应器中。如果需要的话，可以将一部分加氢废气作为急冷气体引入气相反应器中或流向气相进料。为此，气相也可配有它自己的气体循环系统。

气相中的压力至少可以是比液相的操作压力低50巴，即液相是在100至400巴的压力下操作的，而气相是在50至200巴的压力下操作的。

这种通过本发明有可能实现的整体化精炼方式的特点在于，它有一个特殊的气相和液相中的气流回路，另方面装有一个既可单独地用在液相中又可附加地用在气相中（尽管气相与液相是互相独立的）的循环气体系统。新鲜氢气仅被引到气相加氢中。本发明的方法的进一步的特征在于，与通常的方法相比较，气相加氢中所需要的压力有一个明显的降低。

虽然在不同类型的煤中存在着差别，制取和加工1吨煤-油一般需要2500立方米的氢气。在气相中，当氢与油之比为2500立方米/1吨煤-油以及氢的化学消耗，例如，为每吨煤-油500立方米的情况下，2000立方米的氢气（它基本上不含有一氧化碳和二氧化碳以及诸如硫化氢、氨之类的污染物质）能被转移至液相加氢，以致于可用的有效的氢气量依然较液相加氢所需要的理论值为大。

在本发明的方法中使用的纯净的高压氢气不含有杂质H₂O，NH₃，H₂S，CO，CO₂和在氢分压下降时通常在煤-油加工过程中出现的C₁至C₄气体，这种氢气确保了其在气相加氢中有较大的催化剂选择性。通过本发明使得在气相加氢阶段期间有可能使压力降低，与通常情况下煤-油加工工艺方法所需要的技术相比，其复杂程度减少了（并因此减少了附加的投资费用）。这种减压还导致了煤-油氢化不太彻底。缺少杂质CO和CO₂导致了氢气使用的减少，因为它们将被氢化为碳氢化合物。

按照本发明的方法获得的轻质油具备重整炉进料的质量，同时在将其重整后，具备了特殊的汽车用油的质量，举例来说，诸如高研究法辛烷值以及高马达法辛烷值之类。中间馏分部分适于作取暖用油或柴油燃料。

加至气相加氢阶段中的新鲜氢气的氢与煤油之比最好大致为1000至5000立方米氢气/1吨煤油，更可取的比例为1500～3000立方米/1吨煤油。

气相加氢的出料，经过与气相加氢的进料进行热交换以有效方式将其冷却下来，据此该进料相应地被加热。

通过除去加氢作用的热量和对新鲜氢气和煤-油的温升进行调整，能使操作温度保持恒定。

来自液相加氢的出料最好是在除去了其中的固体后再加以冷却，通过同进料浆的热交换，并在分离出用于浆状化煤进料的油馏分后将其进一步冷却。将含有氨和硫化氢的排出物（废物）从冷却了的气体中除去，这种冷却了的气体（与氢气无关）主要含有一氧化碳，二氧化碳和挥发性的碳氢化合物。然后，在系统压力或减压情况下并在接近50℃至室温的温度条件下使这种气体再经油洗涤。

为了从煤-油中更为彻底地除去溶解的气体，在气相加氢前这种液体煤-油馏分将经历一次减压。于是，液态煤-油馏分即与所得气体组分分开，在这之后，如果有必要的话，它能被再次回升到气相加氢所需要的压力。

最好将液相的循环气体连同进料浆一起通过与来自液相加氢作用的已分离出所含固体部分的出料进行热交换而加以预热。

由于在气相加氢段中使用了新鲜氢气，使得过程压力有可能产生明显的下降。来自气相加氢中的所谓的“废气”满足了液相加氢对氢气的整个需要量。

现在，将通过实例进一步描述本发明，但给出这些实例是为了更好地说明本发明，而不是企图限制本发明。

现在参见附图，其中相同的参考数字在几幅附图中均表示同一个或相应的部分。特别是对其中的图1来说，一种粉煤/油浆经过一个高压泵〔16〕被引入系统，并同在管道〔17〕中循环的起加氢作用的气体相混合。这种混合物在进入反应器〔20〕之前将其在一个热交换器〔8〕中预热和在一个炉〔19〕中加热，在反应器中发生液相加氢作用。

加氢产物传送到一个高温分离器〔21〕中，其中的固体经过管道〔22〕从高温分离器〔21〕中排出，而不含有固体的组分经过热交换器〔18〕，在那儿它作为同反应器〔20〕的进料混合物进行热交换的介质，并因而被冷却。然后将这种不含有固体的组分送到一个中间分离器〔23〕，废料经过管道〔24〕从中间分离器中排出，不含有固体的组分则在一个热交换器〔25〕中被冷却到接近50℃至室温，并将其送至分离器〔26〕。通过阀门〔31〕经受部分压降后，废料经管道〔27〕排出，而煤-油进入管道〔1〕。在一个热交换器〔2〕中将煤-油加热，然后同经过管道〔5〕进入的新鲜氢气混合，二者的配比为1250m²（氢气）0.05吨（煤-油）。这种煤-油与氢气的混合物通过加热器〔4〕并被送至气相反应器〔6〕中，该反应器含有一种常用的镍-钼-铝氧化物催化剂。从反应器〔6〕来的加氢产物通过热交换器〔2〕，在其中它作为同管道〔1〕中的煤-油进行热交换的介质，并因此在进入高压分离器〔7〕之前被冷却。经过分离器〔7〕后，废料从管道〔11〕中排出，而将0.49吨精炼产品通过管道〔8〕送至蒸馏段，经过这一阶段，经管道〔9〕可得到被用作为重整炉进料的轻质油，经管道〔10〕可得到被用作为取暖用油或柴油的重质油。

在管道〔17〕中循环的加氢气体是从高压分离器〔7〕和分离器〔26〕中得到的。通过管道〔12〕将来自分离器〔7〕中的1000m³的残余气体送至一台压缩机〔13〕处，再将经压缩的气体引入管道〔14〕，通过管道〔28〕将来自分离器〔26〕的气体送至洗涤器〔29〕并由此处进入管道〔14〕。经过管道〔30〕将含有诸如氮和一氧化碳之类的惰性气体的这部分加氢气体排出，以便使这些气体不会聚集在循环氢气之中并能因此而降低氢气分压。

现在参见附图2，此处显示了本发明的进一步的实施方案，它增设了从液相气体线路延伸至气相反应器的一条急冷气体管道〔35〕，一条供来自气相反应器〔6〕并经高压分离器〔7〕由管道〔12〕引出的残余气体再循环管道〔32〕，一个供气相加氢过程中循环气体使用的压缩机〔33〕以及一条急冷气体管道〔34〕、从而，从氢气进料和来自于高压分离器〔7〕的残余气体两方面得到的急冷气体就如同来自液相循环中的气体一样被引入气相加氢反应器〔6〕。在其它方面，图2的线路与图1中的线路相同。

显然，按照上述介绍，本发明可能有为数众多的改型和变型。因此应当明白，在下述权利要求的范围内，本发明可以按与此处的具体描述不相同的方式实施。

Claims (16)

1、一种从煤制取重整炉进料、取暖用油或柴油的方法，本发明的特征在于：它包括：

ⅰ/将粉煤-油浆连同加氢气体一起引入液相加氢段中;

ⅱ/从上述的液相加氢段的出料中除去含有固体的残渣;

ⅲ/将从上述出料中得到的不含有残渣的挥发性煤-油馏分予以冷却;

ⅳ/将上述挥发性煤-油馏分送入气相加氢段;

ⅴ/将基本上不含污染物质的新鲜氢气连同上述挥发性煤-油馏分一起引入上述气相加氢段，被引入到上述气相加氢段的上述新鲜氢气构成为上述的方法所需要的氢气总量;

ⅵ/利用来自于上述气相加氢作用的废气作为上述液相加氢作用的加氢气体;

2、据权利要求1中所述的方法，其中，在将从上述出料中得到的不含有残渣的挥发性煤-油馏分冷却后（步骤ⅲ）和在将上述挥发性煤-油馏分送入上述气相加氢段前（步骤ⅳ），把浆-油馏分从上述不含有残渣的挥发性煤-油中除去。

3、据权利要求1中所述的方法，其中，将上述新鲜氢气连同来自上述液相加氢段的上述煤-油馏分一起加热，并使其用于气相加氢段，氢气与煤-油的配比至少是与液相和气相加氢段中的氢气的总需要量相当，气相加氢作用中的总压力低于液相加氢作用的压力，上述气相加氢作用的出料在压力下被冷却和分离，以提供一种可进一步被分离成重整炉进料、取暖用油或柴油的精制油，同时所剩余的气态组分在从中排出了废物之后再经过处于液相加氢的压力水平的中间压缩后被送进液相加氢的循环气体系统中，在将含有氨和硫化氢的废物除去之前，将上述挥发性煤-油馏冷却至约50℃和室温之间的温度，再在将其引入上述气相加氢段之前，与上述新鲜氢气一起加热。

4、据权利要求3中所述的方法，其中，上述循环气体在经过上述处于液相加氢的压力水平的中间压缩后，它在分离出一部分废气足以维持氢气分压后，进一步与进料浆一起加热。然后再将其送至液相加氢段。

5、据权利要求1中所述的方法，其中，将上述新鲜氢气分离成作为气相加氢段的进料的第一部分和引入气相加氢段时作为温度控制用的急冷气体的第二部分。

6、据权利要求5中所述的方法，其中，将来自液相加氢的循环气体系统的急冷气体送进气相加氢中。

7、据权利要求5中所述的方法，其中，为了再循环一部分来自上述气相加氢气体的废气和为了传送来自上述气相加氢系统的作为急冷气体的这部分废气，或者为了将这部分废气送至气相加氢段以作为加氢气体，气相加氢阶段装有它自己的气体循环回路。

8、据权利要求1中所述的方法，其中，气相加氢过程是以处于至少比液相加氢过程中的压力低50巴的压力下的新鲜氢气来进行操作。

9、据权利要求1中所述的方法，其中，上述液相加氢过程是在压力为从100至400巴下实现的，以及上述气相加氢过程是在压力为从50至200巴下实现的。

10、据权利要求1中所述的方法，其中，在气相加氢段，所使用的氢气相对于煤-油来说其比率为1000～5000立方米氢气/1吨煤-油。

11、据权利要求10中所述的方法，其中的比率是1500～3000立方米氢气/1吨煤-油。

12、据权利要求1中所述的方法，其中来自气相加氢过程的出料通过与送往气相加氢过程的煤-油进行热交换的方式加以冷却。

13、据权利要求3中所述的方法，其中，在从液相加氢过程的出料中除去含有残渣的部分并接着将含有氨和硫化氢的废物冷却和排出后，循环气体在系统压力下或在减压后经受油洗涤。

14、据权利要求1中所述的方法，其中，作为煤-油出现的液体馏分，在被引到上述气相加氢过程之前，将进一步减压以便除去已溶解的气体。

15、据权利要求14中所述的方法，其中，在除去溶解的气体后，上述煤-油回升到在上述气相加氢过程中所采用的压力。

16、据权利要求1中所述的方法，其中，液相的循环气体连同进料浆通过与来自液相加氢过程的分离出所含固体的残渣后的出料进行热交换的方式而被加热。

Images