[发明专利]加氢处理方法以及与多功能加氢处理器相关的应用

说明书

优先权声明

本申请要求2013年11月19日递交的临时申请No.61/906,083的优先权，将其内容全部引入本文供参考。

发明背景

许多不同类型的化学品是从石油加工生产的。但是，因为近年来的需求增加，石油越来越昂贵。

所以，已经尝试提供用于生产化学品的原料的替代来源。现在致力于研究从固体碳质材料、例如煤制备液体烃，煤可以在许多国家例如美国和中国大量获得。

煤的热解反应产生焦炭和煤焦油。制备焦炭或“焦化”方法包括将材料在密闭容器中在不存在氧气的情况下加热到非常高的温度。焦炭是多孔的、但是硬的残余物，其大部分是碳和无机灰尘，可以用于生产钢。

煤焦油是在加热期间排出的挥发性物质，其包含多种烃化合物的混合物。其可以进行分离以获得各种有机化合物，例如苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽和菲。这些有机化合物可以用于生产许多产品，例如染料、药物、炸药、调味料、香料、防腐剂、合成树脂以及油漆和颜料。从分离留下的残余沥青用于铺路、屋顶、防水和绝缘应用。

虽然煤焦油可以提供多种有用和有价值的化学品，但是煤焦油也含有杂质，例如固体颗粒物、金属、氮、氧和硫。常规用于从烃源形成有用化学品的催化剂通常被一种或多种这些杂质钝化。

因此，需要加氢处理方法和多功能加氢处理器以从煤焦油除去这些杂质。

发明概述

在第一方面中，多功能加氢处理器包括：颗粒去除区，其具有颗粒阱，用于从煤焦油料流除去颗粒污染物；以及脱金属区，其包含脱金属催化剂，用于从已脱颗粒的料流除去有机键接的金属。脱金属区位于颗粒去除区之后。加氢处理器也包括位于脱金属区之后的加氢脱硫、加氢脱氮和加氢脱氧区域，其包含至少一种加氢脱硫、加氢脱氮和加氢脱氧催化剂，用于提供经加氢处理的煤焦油料流。

在另一个方面中，加氢处理方法包括：将煤进料在热解区中热解以制备焦炭料流和煤焦油料流，并且从煤焦油料流分离沥青级分以形成具有减少沥青含量的煤焦油料流。使得具有减少沥青含量的煤焦油料流与颗粒阱接触以从煤进料去除颗粒污染物，从而形成已脱颗粒的煤焦油料流。此方法还包括使得已脱颗粒的煤焦油料流与脱金属催化剂接触以除去有机键接的金属，从而形成已脱金属的煤焦油料流，并且使得已脱金属的煤焦油料流与一种或多种用于加氢脱硫、加氢脱氮和加氢脱氧的催化剂接触，从而制备经加氢处理的煤焦油料流。

附图简述

图1显示本发明加氢处理方法的一个实施方案。

图2A显示图1所示方法的加氢脱硫/加氢脱氮/加氢脱氧区域的一个实施方案。

图2B显示图1所示方法的加氢脱硫/加氢脱氮/加氢脱氧区域的另一个实施方案。

发明详述

图1显示加氢处理方法5的一个实施方案。可以将煤进料10送入热解区15、气化区20，或可以将煤进料10分成两部分并将它们送入所述两个区域。

在热解区15中，煤10在不存在氧气的情况下被加热到高温，例如达到2000℃(3600°F)，从而驱除挥发性组分。焦化产生了焦炭25和煤焦油料流30。焦炭25可以用于其它工艺中，例如用于生产钢。

如果需要的话，含有来自焦化工艺的挥发性组分的煤焦油料流30可以被送到污染去除区35。