一种煤焦油悬浮床耦合固定床加氢裂化工艺及装置的制作方法

本发明属于煤焦油加工
技术领域：
，具体涉及一种煤焦油悬浮床耦合固定床加氢裂化工艺及装置。
背景技术：
：与固定床、沸腾床、移动床3种渣油加工方式对比，悬浮床加氢裂化工艺过程简单，对高硫、高粘度、高残炭的劣质重油具有良好的适应性，同时还可以适量加工部分煤粉；工程综合投资较小，操作弹性大，开工时间长；产品具有高转化率、高汽柴比、高脱金属率等优点，在劣质重油加氢处理方面发展前景广阔。国内现有的悬浮床加氢裂化工艺下游都必须要有独立的固定床加氢装置或者下游油品再加工过程中需要再进行加氢处理，成本高，能耗大；目前国内引进的煤焦油悬浮床加氢裂化(vcc)工艺，将悬浮床和固定床耦合，两段加氢串联氢气一次通过，能耗较两套装置明显降低，但是该工艺在运行过程中，一是吸附剂不具备催化作用，造成在高压临氢工况下重组分煤焦油的反应深度不够，转化率和轻质油收率低，且反应器易结焦堵塞。二是减压分离系统采用单级减压方式，磨损大，控制程序复杂，减压系统检维修成本高。三是反应器无进料混合器内件，造成氢气、固体颗粒、煤焦油在反应器入口混合效果较差，入口易堵塞。上述问题导致国内引进的(vcc)工艺目前运行不太理想，整体经济效益和煤焦油固定床加氢裂化装置差别不是很大，且装置开工难度大，难以长周期运行。技术实现要素：本发明的目的是提供一种煤焦油悬浮床耦合固定床加氢裂化装置，解决现有悬浮床耦合固定床加氢裂化装置反应器进料系统易堵塞以及单级减压带来的减压系统易磨损的问题。本发明的另一目的是提供一种煤焦油悬浮床耦合固定床加氢裂化工艺，解决现有悬浮床耦合固定床加氢裂化工艺重组分煤焦油转化率和轻质油收率低的问题以及反应器结焦堵塞问题。本发明所采用的技术方案是，一种煤焦油悬浮床耦合固定床加氢裂化装置，包括催化剂储罐，催化剂储罐出口连接催化剂混合罐，催化剂混合罐出口连接催化剂进料泵；还包括煤焦油缓冲罐，煤焦油缓冲罐出口连接油浆进料泵进口，油浆进料泵出口连接第一加热炉，第一加热炉连接氢气加热炉，氢气加热炉连接第一悬浮床反应器；煤焦油缓冲罐还与第一减压塔连接，第一减压塔底部进口连接第二加热炉，第二加热炉连接热低压分离器；第一悬浮床反应器出口连接第二悬浮床反应器进口，第二悬浮床反应器出口连接热高压分离器，热高压分离器分别连接旋风分离器和热中压分离器，旋风分离器顶部出口连接固定床反应器，固定床反应器底部出口连接第一热高压分离器，第一热高压分离器底部和顶部分别连接常压分馏塔和冷高压分离器，常压分馏塔底部连接进料泵，进料泵连接第三加热炉，第三加热炉连接固定床减压分馏塔，固定床减压分馏塔连接油浆缓冲罐，油浆缓冲罐连接加氢裂化进料泵，加氢裂化进料泵连接第四加热炉，冷高压分离器分别连接循环氢缓冲罐和常压分馏塔，循环氢缓冲罐连接循环氢压缩机。本发明的特点还在于，热中压分离器还连接热低压分离器，热低压分离器底部物料口分别连接第二加热炉和旋风分离器；催化剂进料泵出口连接第一悬浮床反应器，第四加热炉还连接固定床反应器；油浆缓冲罐还连接催化剂混合罐。催化剂进料泵、氢气加热炉、第二加热炉、第一悬浮床反应器、第二悬浮床反应器、热高压分离器、旋风分离器、固定床反应器、循环氢压缩机均分别连接新氢压缩机。本发明所采用的另一技术方案是，一种煤焦油悬浮床耦合固定床加氢裂化工艺，具体按照以下步骤实施：步骤1，将煤焦油悬浮床加氢裂化催化剂与原料混合，得到催化剂油浆；催化剂油浆和固定床减压分馏塔底部的加氢尾油混合后进入催化剂混合罐中，进行充分混合，得到催化剂混合原料；步骤2，将步骤1得到的催化剂混合原料通过催化剂进料泵升压至15-22.0mpa；煤焦油缓冲罐中原料油经油浆进料泵升压至15-22.5mpa，与氢混合后进入第一加热炉中，经过第一加热炉加热至250-300℃，再与高温氢气(温度在500-550℃)和催化剂混合原料混合，得到混合原料油，进入第一悬浮床反应器中；步骤3，混合原料油进入第一悬浮床反应器中进行反应，第一悬浮床反应器内部的反应温度通过悬浮床反应器中间冷氢来进行控制；控制第一悬浮床反应器进口温度不超445℃，控制第一悬浮床反应器出口温度不超过465℃，第一悬浮床反应器出口用冷油来调整进入第二悬浮床反应器的进口温度，控制第二悬浮床反应器进口温度在445-450℃之间；步骤4，第二悬浮床反应器出口物料经过热高压分离器和热中压分离器两级降压处理，同时进行气、液、固的分离；步骤5，热中压分离器底部出口物料进入热低压分离器，然后经第二加热炉加热后进入第一减压塔进行物料分离，第一减压塔顶部物料送出装置，中部产出的不含固物料进入煤焦油冲罐，底部含固物料制成煤沥青送出装置；步骤6，热高压分离器顶部出来的物料进入旋风分离器，将固体颗粒分离后与第四加热炉出来的热油混合后进入固定床反应器中；步骤7，固定床反应器底部出口物料经两个换热器降温后进入第一热高压分离器，第一热高压分离器顶部气体经冷却后进入冷高压分离器；第一热高压分离器和冷高压分离器底部物料混合后进入常压分馏塔中，冷高压分离器顶部气体进入循环氢缓冲罐，然后进入循环氢压缩机升压后在系统进行循环使用；步骤8，常压分馏塔顶部产出轻石脑油产品，中部产出重石脑油产品；常压分馏塔底部出口物料经进料泵升压后进入第三加热炉加热，然后进入固定床减压分馏塔，固定床减压分馏塔顶部产出石脑油，中部产出柴油调和组分，底部物料进入油浆缓冲罐；步骤9，油浆缓冲罐的重油经加氢裂化进料泵升压后进入第四加热炉，然后进入固定床加氢反应器，进行加氢裂化反应；步骤10，从循环氢缓冲罐顶部出来的循环氢进入循环氢压缩机进行升压；经循环氢压缩机升压，后与经新氢压缩机升压至15-23.0mpa的氢气混合后作为冷氢和循环氢供至第一悬浮床反应器、第二悬浮床反应器、固定床反应器、热高压分离器的各冷氢口使用。步骤1中，原料为煤焦油或者油煤浆，煤焦油悬浮床加氢裂化催化剂与煤焦油的质量比为0.005-0.02：1；煤焦油悬浮床加氢裂化催化剂与油煤浆的质量比0.02-0.25：1。本发明的有益效果是：本发明的煤焦油悬浮床耦合固定床加氢裂化工艺，将悬浮床和固定床耦合，一方面，通过将煤焦油悬浮床加氢工艺中不具备催化作用的吸附剂更换为以煤为载体负载铁系化合物的催化剂，在提高煤焦油转化率和轻质油收率的同时，具有吸附煤焦油加氢裂化副反应产生的胶状物的功能，能将胶状物及时送出反应器，确保反应器保持良好的运行状态，避免结焦堵塞；另一方面，悬浮床反应器出口物料经过热高压分离器、热中压分离器、热低压分离器三级减压，使压力逐步降低，减少液体的气化率和液体的流速，有效解决单级减压系统磨损的问题；再一方面，本发明催化剂和原料(煤焦油或煤)以及加氢尾油直接混合经泵升压，煤焦油单独经泵升压后和氢气混合加热，然后这些物料在反应器入口混合，有效解决了进料混合系统易堵塞的问题，同时还减少了加热炉炉管磨损。另外，相比悬浮床和固定床独立的两个加氢工艺和两套装置来说，本发明悬浮床与固定床两段加氢串联，氢气一次通过，缩短了工艺流程，降低了氢气损失量，且能充分利用悬浮床加氢裂化的反应热能和高压动能，减少了大部分高压的投资，降低了能耗，节省了单独建设固定床的部分成本。附图说明图1是本发明一种煤焦油悬浮床耦合固定床加氢裂化装置的结构图。图中，1.催化剂储罐，2.催化剂混合罐，3.催化剂进料泵，4.煤焦油缓冲罐，5.油浆进料泵，6.第一加热炉，7.氢气加热炉，8.第一悬浮床反应器，9.第一减压塔，10.第二加热炉，11.热低压分离器，12.第二悬浮床反应器，13.热高压分离器，14.旋风分离器，15.固定床反应器，16.第一热高压分离器，17.冷高压分离器，18.常压分馏塔，19.进料泵，20.第三加热炉，21.固定床减压分馏塔，22.油浆缓冲罐，23.加氢裂化进料泵，24.第四加热炉，25.热中压分离器，26.循环氢缓冲罐，27.循环氢压缩机，28.新氢压缩机。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。本发明一种煤焦油悬浮床耦合固定床加氢裂化装置，如图1所示，包括催化剂储罐1，催化剂储罐1出口连接催化剂混合罐2，催化剂混合罐2出口连接催化剂进料泵3；还包括煤焦油缓冲罐4，煤焦油缓冲罐4出口连接油浆进料泵5进口，油浆进料泵5出口连接第一加热炉6，第一加热炉6连接氢气加热炉7，氢气加热炉7连接第一悬浮床反应器8；催化剂进料泵3出口连接第一悬浮床反应器8，煤焦油缓冲罐4还与第一减压塔9连接，第一减压塔9底部进口连接第二加热炉10，第二加热炉10连接热低压分离器11；第一悬浮床反应器8出口连接第二悬浮床反应器12进口，第二悬浮床反应器12出口连接热高压分离器13，热高压分离器13分别连接旋风分离器14和热中压分离器25，旋风分离器14顶部出口通过管线连接固定床反应器15，固定床反应器15底部出口连接第一热高压分离器16，第一热高压分离器16底部和顶部出口管线经减压后分别连接常压分馏塔18和冷高压分离器17，常压分馏塔18中部产出石脑油产品，常压分馏塔18底部连接进料泵19，进料泵19连接第三加热炉20，第三加热炉20连接固定床减压分馏塔21，固定床减压分馏塔21中部出柴油产品，顶部出石脑油产品，底部出尾油，固定床减压分馏塔21连接油浆缓冲罐22，油浆缓冲罐22连接加氢裂化进料泵23，加氢裂化进料泵23连接第四加热炉24，第四加热炉24还连接固定床反应器15；油浆缓冲罐22还连接催化剂混合罐2；冷高压分离器17分别连接循环氢缓冲罐26和常压分馏塔18，循环氢缓冲罐26连接循环氢压缩机27，热中压分离器25还连接热低压分离器11，热低压分离器11底部物料口分别连接第二加热炉10和旋风分离器14。催化剂进料泵3、氢气加热炉7、第二加热炉10、第一悬浮床反应器8、第二悬浮床反应器12、热高压分离器13、旋风分离器14、固定床反应器15、循环氢压缩机27均分别连接新氢压缩机28。本发明一种煤焦油悬浮床耦合固定床加氢裂化工艺，具体按照以下步骤实施：步骤1，将煤焦油悬浮床加氢裂化催化剂与原料混合，得到催化剂油浆；催化剂油浆和固定床减压分馏塔21底部的加氢尾油混合后进入催化剂混合罐2中，进行充分混合，得到催化剂混合原料；原料为煤焦油或者油煤浆(煤油比例1-45：50-99)；煤焦油悬浮床加氢裂化催化剂与煤焦油的质量比为0.005-0.02：1；煤焦油悬浮床加氢裂化催化剂与油煤浆的质量比0.02-0.25：1；煤焦油悬浮床加氢裂化催化剂为中国专利(申请号为202010265211.3，公开号为cn111420671a)中公开的催化剂；步骤2，将步骤1得到的催化剂混合原料通过催化剂进料泵3升压至15-22.0mpa；煤焦油缓冲罐4中原料油经油浆进料泵5升压至15-22.5mpa，与氢混合后进入第一加热炉6中，经过第一加热炉6加热至250-300℃，再与高温氢气(温度在500-550℃)和步骤1中升压后的催化剂混合原料混合，得到混合原料油，进入第一悬浮床反应器8中；第一悬浮床反应器8进口的混合原料油温度控制在420-445℃，出口温度控制在450-465℃；步骤3，混合原料油进入第一悬浮床反应器8中进行反应，第一悬浮床反应器8内部的反应温度通过悬浮床反应器中间冷氢来进行控制；控制第一悬浮床反应器8进口温度不超445℃，控制第一悬浮床反应器8出口温度不超过465℃，第一悬浮床反应器8出口用冷油来调整进入第二悬浮床反应器12的进口温度，控制第二悬浮床反应器12进口温度在445-450℃之间；步骤4，第二悬浮床反应器12出口物料经过热高压分离器13和热中压分离器25两级降压处理，同时进行气、液、固的分离；步骤5，热中压分离器25底部出口物料进入热低压分离器11，然后经第二加热炉10加热后进入第一减压塔9进行物料分离。第一减压塔9顶部物料送出装置，中部产出的不含固物料进入煤焦油冲罐4，底部含固物料制成煤沥青送出装置；步骤6，热高压分离器13顶部出来的物料进入旋风分离器14，将固体颗粒分离后与第四加热炉24出来的热油混合后进入固定床反应器15中；步骤7，固定床反应器15底部出口物料经两个换热器降温后进入第一热高压分离器16，第一热高压分离器16顶部气体经冷却后进入冷高压分离器17；第一热高压分离器16和冷高压分离器17底部物料混合后进入常压分馏塔18中，冷高压分离器17顶部气体进入循环氢缓冲罐26，然后进入循环氢压缩机27升压后在系统进行循环使用；步骤8，常压分馏塔18顶部产出轻石脑油产品，中部产出重石脑油产品；常压分馏塔18底部出口物料经进料泵19升压后进入第三加热炉20加热，然后进入固定床减压分馏塔21，固定床减压分馏塔21顶部产出石脑油，中部产出柴油调和组分，底部物料进入油浆缓冲罐22；步骤9，油浆缓冲罐22的重油经加氢裂化进料泵23升压后进入第四加热炉24，然后进入固定床加氢反应器15，进行加氢裂化反应；步骤10，从循环氢缓冲罐26顶部出来的循环氢进入循环氢压缩机27进行升压；经循环氢压缩机27升压，后与经新氢压缩机28升压至15-23.0mpa的氢气混合后作为冷氢和循环氢供至第一悬浮床反应器8、第二悬浮床反应器12、固定床反应器15、热高压分离器13的各冷氢口使用。实施例1本发明一种煤焦油悬浮床耦合固定床加氢裂化工艺，具体按照以下步骤实施：步骤1，将煤焦油悬浮床加氢裂化催化剂与原料混合，得到催化剂油浆；催化剂油浆和固定床减压分馏塔21底部的加氢尾油混合后进入催化剂混合罐2中，进行充分混合，得到催化剂混合原料；原料为煤焦油；煤焦油悬浮床加氢裂化催化剂与煤焦油的质量比为0.005：1；煤焦油悬浮床加氢裂化催化剂为中国专利(申请号为202010265211.3，公开号为cn111420671a)中公开的催化剂；步骤2，将步骤1得到的催化剂混合原料通过催化剂进料泵3升压至22.0mpa；煤焦油缓冲罐4中原料油经油浆进料泵5升压至22.5mpa，与氢混合后进入第一加热炉6中，经过第一加热炉6加热至300℃，再与高温氢气(温度在550℃)和步骤1中升压后的催化剂混合原料混合，得到混合原料油，进入第一悬浮床反应器8中；第一悬浮床反应器8进口的混合原料油温度控制在445℃，出口温度控制在465℃；步骤3，混合原料油进入第一悬浮床反应器8中进行反应，第一悬浮床反应器8内部的反应温度通过悬浮床反应器中间冷氢来进行控制；控制第一悬浮床反应器8进口温度不超445℃，控制第一悬浮床反应器8出口温度不超过465℃，第一悬浮床反应器8出口用冷油来调整进入第二悬浮床反应器12的进口温度，控制第二悬浮床反应器12进口温度为450℃；步骤4，第二悬浮床反应器12出口物料经过热高压分离器13和热中压分离器25两级降压处理，同时进行气、液、固的分离；步骤5，热中压分离器离器25底部出口物料进入热低压分离器11，然后经第二加热炉10加热后进入第一减压塔9进行物料分离。第一减压塔9顶部物料送出装置，中部产出的不含固物料进入重油缓冲罐4，底部含固物料制成煤沥青送出装置；步骤6，热高压分离器13顶部出来的物料进入旋风分离器14，将固体颗粒分离后和第四加热炉24来的热油混合后进入固定床反应器15；步骤7，固定床反应器15底部出口物料经两个换热器降温后进入第一热高压分离器16，第一热高压分离器16顶部气体经冷却后进入冷高压分离器17；第一热高压分离器16和冷高压分离器17底部物料混合后进入常压分馏塔18中，冷高压分离器17顶部气体进入循环氢缓冲罐26，然后进入循环氢压缩机27升压后在系统进行循环使用；步骤8，常压分馏塔18顶部产出轻石脑油产品，中部产出重石脑油产品；常压分馏塔18底部出口物料经进料泵19升压后进入第三加热炉20加热，然后进入固定床减压分馏塔21，固定床减压分馏塔21顶部产出石脑油，中部产出柴油调和组分，底部物料进入油浆缓冲罐22；步骤9，油浆缓冲罐22的重油经加氢裂化进料泵23升压后进入第四加热炉24，然后进入固定床加氢反应器15，进行加氢裂化反应；步骤10，从循环氢缓冲罐26顶部出来的循环氢进入循环氢压缩机27进行升压；经循环氢压缩机27升压后和经新氢压缩机28升压至23.0mpa的氢气混合后作为冷氢和循环氢供至第一悬浮床反应器8、第二悬浮床反应器12、固定床反应器15、热高压分离器13的各冷氢口使用。实施例2本发明一种煤焦油悬浮床耦合固定床加氢裂化工艺，具体按照以下步骤实施：步骤1，将煤焦油悬浮床加氢裂化催化剂与原料混合，得到催化剂油浆；催化剂油浆和固定床减压分馏塔21底部的加氢尾油混合后进入催化剂混合罐2中，进行充分混合，得到催化剂混合原料；原料为煤焦油；煤焦油悬浮床加氢裂化催化剂与煤焦油的质量比为0.01：1；煤焦油悬浮床加氢裂化催化剂为中国专利(申请号为202010265211.3，公开号为cn111420671a)中公开的催化剂；步骤2，将步骤1得到的催化剂混合原料通过催化剂进料泵3升压至22.0mpa；煤焦油缓冲罐4中原料油经油浆进料泵5升压至22.5mpa，与氢混合后进入第一加热炉6中，经过第一加热炉6加热至300℃，再与高温氢气(温度在550℃)和步骤1中升压后的催化剂混合原料混合，得到混合原料油，进入第一悬浮床反应器8中；第一悬浮床反应器8进口的混合原料油温度控制在445℃，出口温度控制在465℃；步骤3，混合原料油进入第一悬浮床反应器8中进行反应，第一悬浮床反应器8内部的反应温度通过悬浮床反应器中间冷氢来进行控制；控制第一悬浮床反应器8进口温度不超445℃，控制第一悬浮床反应器8出口温度不超过465℃，第一悬浮床反应器8出口用冷油来调整进入第二悬浮床反应器12的进口温度，控制第二悬浮床反应器12进口温度为450℃；步骤4，第二悬浮床反应器12出口物料经过热高压分离器13和热中压分离器25两级降压处理，同时进行气、液、固的分离；步骤5，热中压分离器25底部出口物料进入热低压分离器11，然后经第二加热炉10加热后进入第一减压塔9进行物料分离。第一减压塔9顶部物料送出装置，中部产出的不含固物料进入重油缓冲罐4，底部含固物料制成煤沥青送出装置；步骤6，热高压分离器13顶部出来的物料进入旋风分离器14，将固体颗粒分离后与第四加热炉24出来的热油混合后进入固定床反应器15中；步骤7，固定床反应器15底部出口物料经两个换热器降温后进入第一热高压分离器16，第一热高压分离器16顶部气体经冷却后进入冷高压分离器17；第一热高压分离器16和冷高压分离器17底部物料混合后进入常压分馏塔18中，冷高压分离器17顶部气体进入循环氢缓冲罐26，然后进入循环氢压缩机27升压后在系统进行循环使用；步骤8，常压分馏塔18顶部产出轻石脑油产品，中部产出重石脑油产品；常压分馏塔18底部出口物料经进料泵19升压后进入第三加热炉20加热，然后进入固定床减压分馏塔21，固定床减压分馏塔21顶部产出石脑油，中部产出柴油调和组分，底部物料进入油浆缓冲罐22；步骤9，油浆缓冲罐22的重油经加氢裂化进料泵23升压后进入第四加热炉24，然后进入固定床加氢反应器15，进行加氢裂化反应；步骤10，从循环氢缓冲罐26顶部出来的循环氢进入循环氢压缩机27进行升压；经循环氢压缩机27升压，后与经新氢压缩机28升压至23.0mpa的氢气混合后作为冷氢和循环氢供至第一悬浮床反应器8、第二悬浮床反应器12、固定床反应器15、热高压分离器13的各冷氢口使用。通过实施例1和实施例2得到的产品分别有液化气石油气、石脑油、优质柴油调和组分油、煤沥青。表1为实施例1和实施例2的煤焦油悬浮床耦合固定床加氢裂化工艺的油收率，表2为几种不同的煤焦油加工工艺油收率对比，由表1和表2可知，本发明的工艺，其转化率和总液收率均比较高。表1煤焦油悬浮床耦合固定床加氢裂化工艺的油收率实施例催化剂用量平均反应温度反应压力重质油转化率总液收率10.5％455℃20mpa76％79％21％455℃20mpa87％90％表2几种不同煤焦油加工工艺油收率对比当前第1页12