專利名稱：一種粗苯加氫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤焦化副產(chǎn)品粗苯的有效利用，特別涉及將粗苯全餾分進(jìn)行加氫處理的方法。
背景技術(shù)：
粗苯是由多種芳烴和其他化合物組成的復(fù)雜混合物，其中的苯、甲苯、二甲苯含量占90%以上，通過精制可獲得苯、甲苯、二甲苯等重要的化工產(chǎn)品。粗苯精制的方法主要有酸洗精制法和加氫精制法。酸洗法工藝流程簡單、操作靈活、設(shè)備投資少，但污染嚴(yán)重、產(chǎn)品收率低、質(zhì)量差；加氫精制法污染小、產(chǎn)品收率高、質(zhì)量高等，但工藝流程較復(fù)雜、投資較大，是目前主流的粗苯精制技術(shù)。CN101967078A公開了一種粗苯加氫精制方法。該方法將粗苯經(jīng)脫重芳烴處理后， 利用粗苯輕餾分進(jìn)行加氫，在加氫反應(yīng)器中進(jìn)行的是以氣相為主的反應(yīng)。為了進(jìn)一步抑制粗苯結(jié)焦，采用一段不飽和烴加氫飽和反應(yīng)加一段加氫脫硫脫氮精制反應(yīng)即兩段加氫反應(yīng)來達(dá)到粗苯精制的目的，反應(yīng)過程需要大量的氫氣循環(huán)，反應(yīng)氫耗和能耗較高，而且脫除的重芳烴需要另行加工。CN101519338A公開了一種粗苯加氫方法。該方法先將粗苯原料預(yù)處理脫除C9以上重組分、再經(jīng)多級蒸發(fā)處理后利用輕苯原料進(jìn)行一段預(yù)加氫反應(yīng)和兩段主加氫反應(yīng)串聯(lián)進(jìn)行的三段加氫反應(yīng)，加氫反應(yīng)以氣相為主，而且脫除的重苯需要另行加工。采用CN100378046C公開的方法處理粗苯，原料不需預(yù)處理，它通過將全餾分粗苯原料與其他烴油混合的方法來實(shí)現(xiàn)粗苯的全餾分加氫。但該方法在加氫反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生的也是以氣相為主的反應(yīng)。為了獲得高品質(zhì)的苯、甲苯、二甲苯等產(chǎn)品，該方法在一段加氫精制后分離出含苯、甲苯、二甲苯的餾分，繼續(xù)進(jìn)行預(yù)加氫反應(yīng)和重整反應(yīng)，整個過程采用了三段反應(yīng)來達(dá)到粗苯精制的目的。另外，烴油的加入降低了裝置的處理能力，不利于企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。由此可見，在保證裝置處理量的情況下，對粗苯原料進(jìn)行加氫精制時一般首先要對其進(jìn)行預(yù)處理，脫去其中的重組分后，將得到的輕苯作為加氫原料。這樣的做法雖然可以有效避免發(fā)生裝置結(jié)焦問題，但是粗苯中寶貴的重組分沒有得到有效利用，粗苯附加值大大降低；為了進(jìn)一步抑制粗苯結(jié)焦和滿足產(chǎn)品性質(zhì)要求，采用兩段或三段反應(yīng)器反應(yīng)，加氫反應(yīng)以氣相為主，氣油比高，因而大量的氫氣需要循環(huán)，氫氣的損耗增加。此外，預(yù)處理設(shè)備、多臺反應(yīng)器和循環(huán)氫壓縮機(jī)的運(yùn)行，增加了投資和能耗。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能耗低、投資少、裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期長的粗苯全餾分進(jìn)行液相加氫的方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種粗苯加氫方法，其特征在于包括以下步驟 ⑴粗苯全餾分原料經(jīng)泵加壓至4. 0 7. OMPa后，換熱器換熱后打入混氫罐；⑵氫氣經(jīng)氫氣壓縮機(jī)升壓至4. O 7. OMPa后，經(jīng)流量計(jì)控制流量后進(jìn)入混氫罐； ⑶粗苯全餾分原料、氫氣和部分循環(huán)回來的加氫生成產(chǎn)品在混氫罐中、壓力4. 0 7. OMPa、溫度> 280°C的條件下進(jìn)行充分混合，使氫氣充分溶解在原料中；
⑷混氫罐出來的氣液混合物進(jìn)入加熱爐加熱至320 340°C，然后進(jìn)入過剩氫分離罐， 過剩氫分離罐頂部分離出的過剩氫進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)；
(5)過剩氫分離罐底部出來的富含溶解氫的全液相粗苯原料進(jìn)入一段加氫反應(yīng)器，在加氫催化劑的催化作用下和壓力4. 0 7. OMPa,空速1. 0 4. Oh—1，溫度320 345°C的條件進(jìn)行全液相加氫反應(yīng)；
(6)加氫反應(yīng)器出來的加氫生成產(chǎn)品一部分回流至混氫罐，回流量為加氫生成產(chǎn)品的 60% 80%，剩余部分與原料粗苯換熱后進(jìn)入氣液分離罐；
⑵氣液分離罐分離出的氣體進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)，液體產(chǎn)品進(jìn)入汽提塔通過氣提除去液相產(chǎn)品中的硫化氫和氨；
⑶汽提塔頂部排出的含硫化氫和氨的氣體進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)，底部出來的產(chǎn)品進(jìn)入常規(guī)分離精制系統(tǒng)，得到純苯、甲苯、二甲苯、重芳烴等產(chǎn)品。本發(fā)明所述粗苯全餾分是指焦化廠出來的未經(jīng)任何處理的全餾分粗苯原料。本發(fā)明所述加氫催化劑是以鉬、鎳、鎢、鈷中的一種或幾種金屬為活性組分的常規(guī)加氫催化劑。本發(fā)明將加氫生成產(chǎn)品的一部分回流至混氫罐，不但保證了加氫產(chǎn)品的質(zhì)量要求，而且加氫生成產(chǎn)品中的飽和環(huán)烷基芳烴和多環(huán)芳烴可作為供氫劑，能捕捉粗苯原料中的生焦基團(tuán)，從而有利于抑制生焦，延長裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期。本發(fā)明將粗苯全餾分原料、氫氣、加氫生成循環(huán)產(chǎn)品在混氫罐進(jìn)行充分混合，使氫氣最大限度溶于加氫原料中，然后分離出未溶的過剩氣體氫，使富含溶解氫的粗苯全餾分加氫原料以全液相形態(tài)進(jìn)入加氫反應(yīng)器，并通過控制系統(tǒng)壓力使整個加氫反應(yīng)在全液相的條件下進(jìn)行。本發(fā)明的加氫方法(1)由于氫氣溶解于純液相原料中，加快了其擴(kuò)散速度和接觸面積，使液相氫與粗苯原料中的不飽和化合物特別是二烯烴、苯乙烯和環(huán)烯烴的加氫反應(yīng)更易發(fā)生，從而大幅度降低了二烯烴、苯乙烯和環(huán)烯烴等易結(jié)焦物質(zhì)的聚合反應(yīng)；(2) 因?yàn)橐合嘣蠈ΧN、苯乙烯和環(huán)烯烴等聚合反應(yīng)已生成的小分子聚合物有很強(qiáng)的溶解性，所以可使這些小分子聚合物充分溶解在液相原料中，同時通過液相原料的不斷流動帶走溶解的小分子聚合物，從而避免小分子聚合物進(jìn)一步聚合成大結(jié)焦物。通過這種全液相形態(tài)下的加氫精制，可以有效解決粗苯全餾分原料加氫過程中的結(jié)焦問題。本發(fā)明主要適用于粗苯全餾分原料，也可以處理重苯原料或粗苯與重苯原料以任意比例混合的混合原料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
(1)采用本發(fā)明既可實(shí)現(xiàn) 粗苯全餾分的加氫精制，將粗苯全部轉(zhuǎn)化為清潔的苯、甲苯、 二甲苯、重芳烴、非芳烴和工業(yè)萘等產(chǎn)品，提升粗苯的綜合利用價值，又能很好地解決粗苯加氫過程中的結(jié)焦問題，實(shí)現(xiàn)粗苯加氫裝置的長周期運(yùn)轉(zhuǎn)。(2)本發(fā)明利用溶解在加氫原料中的氫氣進(jìn)行粗苯全餾分的液相加氫精制，避免了常規(guī)粗苯加氫工藝中由于大量氫氣循環(huán)過程帶來的氫氣損耗。(3)本發(fā)明不需要原料預(yù)處理過程，同時使用一段加氫精制就能實(shí)現(xiàn)粗苯全餾分精制，而且不需要設(shè)置循環(huán)氫壓縮機(jī)，有效降低了原料預(yù)處理環(huán)節(jié)、多臺反應(yīng)器和循環(huán)氫壓縮機(jī)運(yùn)行帶來的能耗和投資。(4)本發(fā)明通過粗苯全餾分原料的全液相循環(huán)加氫，可以有效脫除原料中的硫氮雜質(zhì)，得到輕質(zhì)芳烴損失率< 0.5%，總硫< lppm，總氮< Ippm的加氫產(chǎn)品，通過后續(xù)的分離精制，可以得到石油級的純苯、甲苯、二甲苯等產(chǎn)品。
圖1是本發(fā)明提供的一種煤焦油加氫改質(zhì)方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
本發(fā)明采用的工藝流程是圖1中的工藝流程，粗苯原料罐1的全餾分粗苯原料經(jīng)原料泵2加壓至4. 0 7. OMPa后，經(jīng)止回閥3、換熱器13換熱后打入混氫罐7 ；原料氫氣經(jīng)氫氣壓縮機(jī)4升壓至4. 0 7. OMPa，用質(zhì)量流量計(jì)5控制流量后，經(jīng)止回閥6進(jìn)入混氫罐7 ；混氫罐7中的原料粗苯、氫氣和部分循環(huán)回來的加氫生成產(chǎn)品在4. 0 7. 0ΜΡ、彡280°C的條件下進(jìn)行充分混合，使氫氣充分溶解在原料中；混氫罐7出來的氣液混合物進(jìn)入加熱爐8加熱至320 340°C，然后進(jìn)入過剩氫分離罐9，過剩氫分離罐9頂部分離出過剩氫，經(jīng)減壓閥 10減壓后，與氣液分離罐17排出的尾氣和汽提塔18排出的尾氣混合，經(jīng)脫硫脫氮處理系統(tǒng) 21經(jīng)常規(guī)處理后進(jìn)入火炬系統(tǒng)燃燒后排空；過剩氫分離罐9底部出來的富含溶解氫的全液相粗苯原料由上至下進(jìn)入加氫反應(yīng)器11 (或由下自上進(jìn)入加氫反應(yīng)器12)，在壓力4. 0 7. OMPa,空速1. 0 4. Oh—1，溫度320 345°C的條件進(jìn)行全液相加氫脫硫脫氮和烯烴飽和反應(yīng)，反應(yīng)器11 (或反應(yīng)器12)出來的加氫生成產(chǎn)品一部分用泵14、止回閥15回流至混氫罐7，與新鮮原料、氫氣混合后進(jìn)行混氫后繼續(xù)循環(huán)加氫，循環(huán)量為加氫生成產(chǎn)品的60% 80%，剩余部分經(jīng)換熱器13與原料粗苯換熱后，進(jìn)入水冷16后進(jìn)入氣液分離罐17 ；氣液分離罐17分離出的氣體經(jīng)減壓閥20減壓后，與過剩氫分離罐9頂部分離出的過剩氫和汽提塔18排出的尾氣混合，經(jīng)脫硫脫氮處理系統(tǒng)21經(jīng)常規(guī)處理后進(jìn)入火炬系統(tǒng)燃燒后排空，氣液分離罐17分離出的液體產(chǎn)品進(jìn)入汽提塔18，通過氣提除去液體產(chǎn)品中的硫化氫和氨；汽提塔18頂部排出的含硫化氫和氨的氣體與過剩氫分離罐9頂部分離出過剩氫和氣液分離罐17排出的尾氣混合，經(jīng)脫硫脫氮處理系統(tǒng)21經(jīng)常規(guī)處理后進(jìn)入火炬系統(tǒng)燃燒后排空，汽提塔18底部出來的精制產(chǎn)品進(jìn)入常規(guī)的分離精制系統(tǒng)19，生產(chǎn)精制純苯、甲苯、二甲苯、重芳烴等產(chǎn)品。本發(fā)明的實(shí)施例采用裝置一次連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時間和反應(yīng)器壓降來驗(yàn)證本發(fā)明的抗結(jié)焦能力，采用分析加氫產(chǎn)品總硫、總氮含量和芳烴飽和率來驗(yàn)證本發(fā)明的加氫精制效果。表1實(shí)施例加氫催化劑的性質(zhì)__
權(quán)利要求
1.一種粗苯加氫方法，其特征在于包括以下步驟⑴粗苯全餾分原料經(jīng)泵加壓至4. O 7. OMPa后，換熱器換熱后打入混氫罐；⑵氫氣經(jīng)氫氣壓縮機(jī)升壓至4. 0 7. OMPa后，經(jīng)流量計(jì)控制流量后進(jìn)入混氫罐；⑶粗苯全餾分原料、氫氣和部分循環(huán)回來的加氫生成產(chǎn)品在混氫罐中、壓力4. 0 7. OMPa、溫度> 280°C的條件下進(jìn)行充分混合，使氫氣充分溶解在原料中；⑷混氫罐出來的氣液混合物進(jìn)入加熱爐加熱至320 340°C，然后進(jìn)入過剩氫分離罐， 過剩氫分離罐頂部分離出的過剩氫進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)；(5)過剩氫分離罐底部出來的富含溶解氫的全液相粗苯原料進(jìn)入一段加氫反應(yīng)器，在加氫催化劑的催化作用下和壓力4. 0 7. OMPa,空速1. 0 4. Oh—1，溫度320 345°C的條件進(jìn)行全液相加氫反應(yīng)；(6)加氫反應(yīng)器出來的加氫生成產(chǎn)品一部分回流至混氫罐，回流量為加氫生成產(chǎn)品的 60% 80%，剩余部分與原料粗苯換熱后進(jìn)入氣液分離罐；⑵氣液分離罐分離出的氣體進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)，液體產(chǎn)品進(jìn)入汽提塔通過氣提除去液相產(chǎn)品中的硫化氫和氨；⑶汽提塔頂部排出的含硫化氫和氨的氣體進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)，底部出來的產(chǎn)品進(jìn)入常規(guī)分離精制系統(tǒng)，得到純苯、甲苯、二甲苯、重芳烴等產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗苯加氫方法，其特征在于所述粗苯全餾分是指焦化廠出來的未經(jīng)任何處理的全餾分粗苯原料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗苯加氫方法，其特征在于所述加氫催化劑是以鉬、鎳、鎢、 鈷中的一種或幾種金屬為活性組分的常規(guī)加氫催化劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種粗苯加氫方法，它是將粗苯全餾分原料、氫氣、加氫生成循環(huán)產(chǎn)品在混氫罐進(jìn)行充分混合，使氫氣最大限度溶于加氫原料中，然后使富含溶解氫的粗苯全餾分加氫原料以全液相形態(tài)進(jìn)入一段加氫反應(yīng)器，并通過控制系統(tǒng)壓力使整個加氫反應(yīng)在全液相的條件下進(jìn)行。采用本發(fā)明既可很好地解決粗苯加氫過程中的結(jié)焦問題，實(shí)現(xiàn)粗苯加氫裝置的長周期運(yùn)轉(zhuǎn)；又可實(shí)現(xiàn)粗苯全餾分的加氫精制，將粗苯全部轉(zhuǎn)化為清潔的苯、甲苯、二甲苯等重要的化工產(chǎn)品，提升粗苯的綜合利用價值。此外，由于本發(fā)明中的加氫反應(yīng)是液相反應(yīng)，沒有氫氣循環(huán)過程，不設(shè)循環(huán)氫壓縮機(jī)，且沒有原料預(yù)處理環(huán)節(jié)，同時使用一段加氫反應(yīng)器，因此能有效降低能耗和投資。
文檔編號C07C15/04GK102320910SQ201110147149
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者佘喜春, 曾志煜, 朱方明, 郭慶明, 郭朝暉 申請人:湖南長嶺石化科技開發(fā)有限公司