煤焦油加氢工艺分离流程模拟研究

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1、万方数据第36卷第3期2013年7月煤炭转化COALCONVERSl0NV01．36No．3Jul．2013煤焦油加氢工艺分离流程模拟研究。高明龙"陈贵锋2’张晓静2’史士东2’吴立新2’摘要应用AspenPlus模拟软件，对20万t／aBRICC非均相悬浮床煤焦油加氢产品的分离流程进行了模拟研究．模拟结果表明，在低温高压分离器分离过程中有较多的轻油组分的损失．在此基础上设计利用常压分馏中油对低温高压分离器气相组分进行油洗回收，以减少轻油组分的损失．得到满足回收要求的最低中油消耗量为3500kg／h．油洗后，轻油组分损失量最大的332K馏分的损

2、失由未油洗前的26．98％降低到5．31％，油洗效果显著．模拟结果对BRICC非均相悬浮床煤焦油加工技术的工业化设计具有重要的指导意义．关键词煤焦油加氢，分离流程，AspenPlus，油洗，模拟中图分类号TQ522．63，TQ0180引言煤焦油是煤热解干馏工艺过程中一个重要的副产品，是一种组成复杂的混合物．中低温煤焦油中含有较多的含氧化合物及链状烃，适合采用先提取酚类化合物后再进行加氢的工艺技术生产高附加值的酚类化学品、石脑油、柴油和特种溶剂油等产品．[1]进入21世纪后，我国煤化工产业的快速发展促进了国内中低温煤焦油加氢技术的研发工作．Cz,

3、3]煤炭科学研究总院的BRICC非均相悬浮床煤焦油加氢技术借鉴了煤炭直接液化和石油渣油加氢思想，采用专用的复合型非均相煤焦油加氢裂化催化剂和煤Desaltedwater焦油重油悬浮床加氢裂化技术，使煤焦油的重油最大化地转化为轻质油，最后对轻质油进行固定床加氢精制，最终制化学品和清洁燃料，该技术轻质产品收率可达90％以上，大大提高了煤焦油资源的利用效率，属于目前先进的煤焦油加氢技术．[4’5]目前该技术正在工业化的进程中，具有广阔的应用前景．1分离流程悬浮床加氢反应产物排出反应器后，需要经冷却、气液分离，液相进入常减压蒸馏单元，气相净化后作为富氢

4、气体循环使用．分离流程见图1．图1非均相悬浮床煤焦油加氢产物分离流程Fig．1Productseparationprocessofcoaltarhydrocrackingwithheterogeneoussuspending—bedreactor*国家科技支撑计划项目(2012BAA04804)和国家高技术研究发展计划(863)项目(2011AA05A203)．1)硕士生、助理工程师；2)研究员，煤炭科学研究．fl,院北京煤化工研究分院，国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室，煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室，100013北京

5、收稿日期：2012—11—26；修回日期：2013—01—17万方数据74煤炭转化2013焦2流程模拟表1低温高压分离器轻油组分损失Table1Lossoflightoilcomponentinhighpressureseparatoratlowtemperature2．1化工流程模拟I垃htoilfraction／K化工过程模拟就是借助计算机求解描述整个化——工生产过程的数学模型，在计算机上“再现”其生产：：：过程，化工模拟人员可以在计算机上探讨和分析不346同的工艺条件和方案，寻找最优的工艺条件．目前在360科研和实际生产中发挥着愈来愈重要

6、的作用．：：：AspenPlus是基于稳态化工模拟、优化、灵敏401度分析和经济评价的大型化工流程软件．它为用户提供一套完整的单元操作模型，从单个操作单元到整个工艺流程都可以用其模拟．AspenPlus软件系统共有50余个单元操作模块、500多种气液物料物性数据以及120余种固体物料物性，具有工业上非常完备的物性系统，同时，AspenPlus还提供了几十种计算传递物性和热力学性质模型的方法．作为目前最流行的国际通用性化工流程模拟软件，Asp—anPlus软件广泛应用于工业设计、科学研究及生产过程中．[G-s]物性计算准确与否是流程模拟成功的关键

7、，AspenPlus为单元模块计算提供了丰富的热力学性质和传递性质的计算方法．考虑到系统高温高压的操作条件以及油品性质，本模拟的物性方法采用预测性的SRK方法．SRK适用于高压原油系统，使用原始的UNIFAC模型，气液平衡的预测精度很好，把现有的低压活度系数扩展到了高压系统，并且增加了在高压下气体溶解度的预测功能，适合煤焦油加氢分离系统．2．2流程模拟与结果分析采用AspenPlus模拟软件为工具，对20万t／aBRICC非均相悬浮床煤焦油加氢产品分离流程进行了模拟．对模拟结果进行分析发现，低温高压分离器气相带走了较多的轻油组分，造成了轻油组分

8、的损失(见表1)．由表1可以看出，低于360K的馏分损失均在13％以上，其中324K馏分损失多达31．69％．而且如果这部分轻油组分进入到循环氢系统，