[发明专利]一种快速回收轻烃的煤焦油加氢反应装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及劣质油品加工技术领域，尤其涉及一种快速回收轻烃的煤焦油加氢反应装置及方法。

背景技术

随着现代工业的迅速发展，在相当长的时期内，我国对化石能源的需求将会日益增加。而我国“富煤、贫油、少气”的能源格局，决定了煤炭在能源战略中的主导地位，煤炭的清洁高效利用直接关系着国民经济的可持续发展。当前，我国石油对外依存度已近60％，通过煤炭生产清洁燃料是降低石油对外依存度的有效途径。在煤的炼焦及煤炭分质分级利用过程中会产生较多的煤焦油，对其进行深加工是生产清洁燃料的一种重要方式。

根据煤干馏温度的不同，煤焦油可分为低温焦油(450～650℃)、中低温焦油(600～800℃)、中温焦油(700～900℃)以及高温焦油(900～1000℃)。煤焦油与常规石油有较大不同，随着处理温度的升高，煤焦油中的芳烃、胶质、沥青质以及杂原子(硫、氮、氧、金属)含量增加。煤焦油只有很少一部分被深加工利用，大部分作为燃料直接燃烧，不仅造成环境污染而且也是一种极大的资源浪费。随着环保法规的日益严苛和车用燃料需求的增加，通过加氢技术利用煤焦油生产轻质燃料日益受到人们的关注。

针对上述存在的问题，现有技术一提出了一种煤焦油加氢改质生产燃料油的方法，将预处理全馏分煤焦油与稀释油按比例混合后，依次经过装有加氢保护剂、预加氢催化剂的浅度加氢单元和装有主加氢催化剂的深度加氢单元，最终获得轻质油品。该方法所用稀释油来源于石油全馏分油、石油直馏馏分油或者煤焦油加氢生成油等，防结焦效果有限，煤焦油中重质组分转化率低。并且稀释油的引入既增加了原料成本，又降低了焦油处理量，从而影响焦油的处理效率。

现有技术二提出了一种重、渣油经悬浮床加氢裂解为轻质产品的方法。该方法选用加氢处理后的柴油馏分(170～350℃)作为供氢剂循环回悬浮床加氢反应器。该方法与加入稀释剂的方法类似，且加氢柴油循环量较大，并且在处理过程中降低了装置的处理效率。

现有技术三中选用四氢萘或十氢萘作为供氢剂，与煤焦油按一定比例混合进行加氢反应，其中供氢剂需在超临界状态或接近超临界状态下参与反应，来降低结焦率。在反应体系中加入水，高温、高压条件下水可与生成的焦炭反应产生氢气，从而恢复供氢剂的供氢能力。该方法需要添加供氢剂，且供氢剂供氢能力的恢复程度不能保证，需不断补加新鲜供氢剂，而供氢剂价格相对较高，导致处理成本较高。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明旨在实现对煤焦油进行加氢处理，并快速回收加氢反应生成的轻烃产物。本发明中可在不向装置中补充能量的条件下完成轻烃的回收，且回收效率较高，操作简便。

本发明公开了一种快速回收轻烃的煤焦油加氢反应装置，包括轻烃回收段、加氢反应段；

所述轻烃回收段包括外管、中间锥体、压力恢复段，其中，所述外管包括前端部和后端部；

所述中间锥体全部位于所述外管中，具有依次连接的锥体底部、锥体本体、延长管；沿所述锥体本体的径向均匀分布6～10个导向叶片，所述导向叶片与所述中间锥体的轴向之间的夹角为30°～60°，所述压力恢复段与所述延长管和所述外管后端部连接；

所述加氢反应段包括原料油入口、氢气入口、产品油出口、出气口；

所述出气口与所述外管前端部耦合。

进一步的，所述外管包括前段、中段、后段，所述前段的尺寸大于所述后段的尺寸，所述中段为连接所述前段和后段的锥形管。

进一步的，所述外管后段设置有轻烃出口，且所述轻烃出口靠近所述压力恢复段。

上述快速回收轻烃的煤焦油加氢反应装置中，所述外管后段内径与所述外管前段内径的比为1:2～4；所述外管长度与所述外管前段内径的比为5～12:1；所述锥形管与所述外管前段的夹角为110°～160°。

上述快速回收轻烃的煤焦油加氢反应装置中，所述导向叶片的高度与所述外管前段内径的比为0.1～0.3∶1；所述导向叶片的长度与所述锥形管的轴向长度比为1∶2～5。

上述快速回收轻烃的煤焦油加氢反应装置中，所述压力恢复段长度与所述外管前段内径的比为0.5～1：1。

上述快速回收轻烃的煤焦油加氢反应装置中，所述中间锥体的锥体本体部分或全部位于所述锥形管中，并与其缩进方向一致；所述延长管全部或部分位于所述外管后段。

上述快速回收轻烃的煤焦油加氢反应装置中，所述锥体底部为半球形，且直径与所述外管前段内径的比为0.6～0.8:1；所述延长管外径与所述外管后段内径的比为1:5～8。