本发明公开了一种煤焦油综合利用方法，所述方法包括以下内容：煤焦油与预处理剂进入预处理反应器混合，混合均匀并经沉淀过滤处理分离出不溶物得到净化后煤焦油；得到的净化后煤焦油与氢气混合后进入沸腾床加氢处理反应区进行加氢处理；沸腾床加氢处理反应区得到的反应生成油依次经过串联设置的固定床加氢预处理反应区和固定床加氢处理反应区，固定床加氢处理反应区得到的的反应流出物分离后得到气体、石脑油、柴油、蜡油和尾油。该方法流程简单，仅需要对现有装置进行简单改进，就可以大幅延长装置的运转周期，并可以使催化剂的利用效率实现最大化。
1.一种煤焦油综合利用方法，所述方法包括以下内容：
（1）煤焦油与预处理剂进入预处理反应器混合，混合均匀并经沉淀过滤处理分离出不溶物得到净化后煤焦油；
（2）步骤（1）得到的净化后煤焦油与氢气混合后进入沸腾床加氢处理反应区进行加氢处理；
（3）沸腾床加氢处理反应区得到的反应生成油依次经过串联设置的固定床加氢预处理反应区和固定床加氢处理反应区，固定床加氢处理反应区得到的的反应流出物分离后得到气体、石脑油、柴油、蜡油和尾油；
其中，所述固定床加氢预处理反应区包括至少两个并联设置的加氢预处理反应器，当所述固定床加氢预处理反应区中任意一个加氢预处理反应器的压降达到预定值时，将压降达到预定值的加氢预处理反应器从固定床加氢预处理反应区中切出，并将所述固定床加氢预处理反应区、所述压降达到预定值的加氢预处理反应器和所述固定床加氢处理反应区以串联的方式依次连接起来，其中，所述预定值为压降设计上限的50%～80%。
2.按照权利要求1所述的方法，其中，所述预定值为压降设计上限的60%～70%。
3.按照权利要求1所述的方法，其中，步骤（1）中所述煤焦油为中低温煤焦油全馏分、高温煤焦油全馏分、煤加氢裂化得到的液体产品及煤焦油全馏分切除尾油的馏分中的一种或者几种的混合物。
4.按照权利要求1所述的方法，其中，步骤（1）中所述的预处理器的反应温度为150～
5.按照权利要求1所述的方法，其中，步骤（1）中所述的预处理剂为溶剂油，所述溶剂油的馏程为65～450℃，所述溶剂油的组成中，链烷烃和环烷烃含量为70～90%。
6.按照权利要求1或5所述的方法，其中，步骤（1）中所述的预处理剂为溶剂油，所述溶剂油的馏程为120～400℃，所述溶剂油的组成中，链烷烃和环烷烃含量为70～90%。
7.按照权利要求1或5所述的方法，其中，步骤（1）中所述的预处理剂为溶剂油，所述溶剂油的馏程为150～320℃，所述溶剂油的组成中，链烷烃和环烷烃含量为70～90%。
8.按照权利要求5所述的方法，其中，步骤（1）中所述溶剂油是加氢精制柴油、加氢精制洗油、加氢精制石脑油、加氢精制酚油中的一种或者几种的混合物。
9.按照权利要求1所述的方法，其中，步骤（1）中所述预处理剂与煤焦油的质量比为1:
10.按照权利要求1或9所述的方法，其中，步骤（1）中所述预处理剂与煤焦油的质量比为1:10～1:5。
11.按照权利要求1所述的方法，其中，当一个加氢预处理反应器的压降达到所述预定值时，将该加氢预处理反应器从固定床加氢预处理反应区中切出，将该加氢预处理反应器命名为切出的加氢预处理反应器I，并将所述固定床加氢预处理反应区、所述切出的加氢预处理反应器I和所述固定床加氢处理反应区以串联的方式依次连接起来，此时该切出的加氢预处理反应器I的进料是剩余所有并联加氢预处理反应器的反应流出物；当下一个加氢预处理反应器的压降达到所述预定值时，将该加氢预处理反应器从固定床加氢预处理反应区中切出，将该加氢预处理反应器命名为切出的加氢预处理反应器II，并将所述固定床加氢预处理反应区、所述切出的加氢预处理反应器II、所述切出的加氢预处理反应器I和所述固定床加氢处理反应区以串联的方式依次连接起来；按照上述方式，直至所有的加氢预处理反应器全部都以串联的方式连接。
12.按照权利要求1所述的方法，其中，步骤（3）中所述固定床加氢预处理反应区中所有的加氢预处理反应器的压降不同时达到预定值，相邻两个最接近达到压降预定值的加氢预处理反应器达到其压降预定值的时间差不小于整个装置运行周期的20%。
13.按照权利要求1或12所述的方法，其中，步骤（3）中所述固定床加氢预处理反应区中所有的加氢预处理反应器的压降不同时达到预定值，相邻两个最接近达到压降预定值的加氢预处理反应器达到其压降预定值的时间差为整个装置运行周期的20%～60%。
14.按照权利要求12所述的方法，其中，通过操作条件的设置和/或催化剂床层性质的差异使得固定床加氢预处理反应区中各个加氢预处理反应器不同时达到压降预定值，通过控制各个加氢预处理反应器内不同的催化剂装填高度、不同的进料量、不同的进料性质、不同的操作条件以及相同的装填高度条件下采用不同的催化剂装填密度中的一种或多种方式来实现使固定床加氢预处理反应区中各个加氢预处理反应器不同时达到压降预定值。
15.按照权利要求14所述的方法，其中，当通过控制各个加氢预处理反应器内相同的装填高度条件下采用不同的催化剂装填密度的方式来实现时，在所述固定床加氢预处理反应
区并联的各个加氢预处理反应器中，最大装填密度为400kg/m～600kg/m ，最小装填密度为
16.按照权利要求 15所述的方法，其中，当通过控制各个加氢预处理反应器内相同的装填高度条件下采用不同的催化剂装填密度的方式来实现时，在所述固定床加氢预处理反应区并联的各个加氢预处理反应器中，最大装填密度为450kg/m3～550kg/m3；最小装填密度为350kg/m3～450kg/m3。
17.按照权利要求15或16所述的方法，其中，装填密度最接近的两台加氢预处理反应器的催化剂装填密度差值为50kg/m3～200kg/m3。
18.按照权利要求15或16所述的方法，其中，装填密度最接近的两台加氢预处理反应器的催化剂装填密度差值为80kg/m3～150kg/m3。
19.按照权利要求14所述的方法，其中，当通过控制各个加氢预处理反应器内不同的进料量的方式来实现时，进料量最接近的两台加氢预处理反应器的进料体积空速之比为1.1~
20.按照权利要求14或19所述的方法，其中，当通过控制各个加氢预处理反应器内不同的进料量的方式来实现时，进料量最接近的两台加氢预处理反应器的进料体积空速之比为
21.按照权利要求14所述的方法，其中，当通过控制各个加氢预处理反应器内不同的进料性质的方式来实现时，进料性质最接近的两台加氢预处理反应器的金属含量差值为5µg/g 50µg/g。
22.按照权利要求14或21所述的方法，其中，当通过控制各个加氢预处理反应器内不同的进料性质的方式来实现时，进料性质最接近的两台加氢预处理反应器的金属含量差值为
23.按照权利要求14所述的方法，其中，当通过控制各个加氢预处理反应器内不同的操作条件的方式来实现时，控制操作压力和体积空速最接近的两台加氢预处理反应器的操作条件中，操作温度差值为2℃ 30℃，或者控制操作压力和操作温度最接近的两台加氢预处~理反应器的操作条件中，体积空速差值为0.1 h-1 10 h-1。
24.按照权利要求14或23所述的方法，其中，当通过控制各个加氢预处理反应器内不同的操作条件的方式来实现时，控制操作压力和体积空速最接近的两台加氢预处理反应器的操作条件中，操作温度差值为5℃ 20℃；或者控制操作压力和操作温度最接近的两台加氢~预处理反应器的操作条件中，体积空速差值为0.2 h-1 5 h -1。
25.按照权利要求1所述的方法，其中，按照物料流动方向，各个加氢预处理反应器内依次装填加氢保护剂、加氢脱金属催化剂以及可选的加氢脱硫催化剂；所述加氢处理反应区的反应器依次装填加氢脱硫催化剂和加氢脱氮残炭转化催化剂。
26.按照权利要求1所述的方法，其中，沸腾床加氢处理反应区设置1个以上的沸腾床加氢反应器。
27.按照权利要求1或26所述的方法，其中，沸腾床加氢处理反应区设置2个串联设置的沸腾床加氢反应器。
28.按照权利要求1所述的方法，其中，沸腾床加氢处理反应区的反应条件为：反应温度为330～450℃，反应压力为8～25MPa，氢油体积比300：1 1000：1，液体体积空速（LHSV）为~-1 -1
29.按照权利要求1或28所述的方法，其中，沸腾床加氢处理反应区的反应条件为：反应温度为360～430℃；反应压力为10～16MPa；氢油体积比600：1～900：1；液体体积空速（LHSV）为0.3 h-1～2.0h-1。
30.按照权利要求1所述的方法，其中，所述固定床加氢预处理反应区的操作条件为：温度为370℃～420℃，压力为10MPa～25MPa，氢油体积比为300～1500，原料油液时体积空速为0.15h-1～2h-1。
31.按照权利要求1或30所述的方法，其中，所述固定床加氢预处理反应区的操作条件为：温度为380℃～400℃，压力为15MPa～20MPa，氢油体积比为500～800，原料油液时体积空速为0.3h-1～1h-1。
32.按照权利要求1所述的方法，其中，所述固定床加氢处理反应区包括1～5个串联设置的加氢处理反应器。
33.按照权利要求1或32所述的方法，其中，所述固定床加氢处理反应区包括2个串联设置的加氢处理反应器。
34.按照权利要求1所述的方法，其中，所述固定床加氢处理反应区的操作条件为：温度为370℃～430℃，压力为10MPa～25MPa，氢油体积比为300～1500，原料油液时体积空速为
35.按照权利要求1或34所述的方法，其中，所述固定床加氢处理反应区的操作条件为：温度为380℃～410℃，压力为15MPa～20MPa，氢油体积比为400～800，原料油液时体积空速为0.2h-1～0.6h-1。
一种煤焦油综合利用方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种重油轻质化处理方法，特别是涉及一种采用加氢工艺处理煤焦油的工艺方法。
背景技术
[0002] 高温煤焦油为炼焦煤气回收的主要次级化工产品之一，富含特有的芳香族化合物，是宝贵的化工资源。在现有的精馏分离加工工艺过程中，煤沥青的产率高达55%以上，而煤沥青的出路一直是制约煤焦油加工产业的瓶颈问题。其价格低廉，严重影响焦油加工企业的经济效益，难以加工迫使大量的高温煤焦油被迫放弃加工而作燃料直接烧掉，严重浪费了宝贵的化工产品资源。解决这一问题的根本出路在于对高温煤焦油性质进行深刻挖掘分析，根据其性质量身打造特有的加工路线，最终实现“物尽其用”。鉴于高温煤焦油馏程跨度大，组成复杂，稠环芳烃含量高等特性，从资源利用角度，相比传统的纯化工分离路线或者目前流行的纯加氢生产轻质燃料油路线，针对高温煤焦油“量身打造”“宜烃则烃”“宜油则油”的路线经济性更高，资源利用率也更高。目前有关高温煤焦油生产化工原料兼顾生产轻质燃料油的报道相对较少。
[0003] 专利CN103254928A介绍了一种提高高温煤焦油附加值利用的方法。该方法以高温煤焦油或其与有机溶剂按一定质量比混合的高温煤焦油溶液为原料，通过间歇高压釜或者连续固定床反应装置，在加氢催化剂作用下，进行高温煤焦油的选择性催化加氢转化反应，将高温煤焦油中的稠环芳香烃化合物尤其是煤沥青定向催化转化为低环芳烃化合物。本方法以高温煤焦油全馏分为原料，高温煤焦油中既有结构相对简单，反应活性相对较高的双环、三环等芳烃，也有结构复杂、反应难度较大的煤沥青等重组分，在相同条件下对不同活性的组分进行加氢，很可能导致体系中原有的低环芳环化合物如萘类被加氢饱和生成饱和烃，最终造成低环芳环化合物损失，也造成体系中原有的酚类化合物被除去。而高温煤焦油中的酚类及萘类是很宝贵的化工原料，采用高温煤焦油全馏分直接加氢的方法会造成高价值化工原料的损失；此外，高温煤焦油属于高残炭、高沥青质的重质原料，采用传统的连续固定床反应装置进行加氢，很容易造成床层堵塞，导致运转周期缩短，而间歇釜高压装置而无法满足装置连续生产的要求。
发明内容
[0004] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种煤焦油综合利用方法。该方法流程简单，仅需要对现有装置进行简单改进，就可以大幅延长装置的运转周期，并可以使催化剂的利用效率实现最大化。本发明方法将固定床与沸腾床加氢有机结合，煤焦油原料经过沸腾加氢床处理后再经过固定床加氢可以保证最大程度得到轻质油品。
[0005] 本发明提供一种煤焦油综合利用方法，所述方法包括以下内容：
[0006] （1）煤焦油与预处理剂进入预处理反应器混合，混合均匀并经沉淀过滤处理分离出不溶物得到净化后煤焦油；
[0007] （2）步骤（1）得到的净化后煤焦油与氢气混合后进入沸腾床加氢处理反应区进行加氢处理；
[0008] （3）沸腾床加氢处理反应区得到的反应生成油依次经过串联设置的固定床加氢预处理反应区和固定床加氢处理反应区，固定床加氢处理反应区得到的的反应流出物分离后得到气体、石脑油、柴油、蜡油和尾油；
[0009] 其中，所述固定床加氢预处理反应区包括至少两个并联设置的加氢预处理反应器，当所述固定床加氢预处理反应区中任意一个加氢预处理反应器的压降达到预定值时，将压降达到预定值的加氢预处理反应器从固定床加氢预处理反应区中切出，并将所述固定床加氢预处理反应区、所述压降达到预定值的加氢预处理反应器和所述固定床加氢处理反应区以串联的方式依次连接起来，其中，所述预定值为压降设计上限的50%～80%，优选为60%～70%。
[0010] 本发明方法中，步骤（1）中所述煤焦油可以为中低温煤焦油全馏分、高温煤焦油全馏分、煤加氢裂化得到的液体产品及煤焦油全馏分切除尾油的馏分中的一种或者几种的混合物。
[0011] 本发明方法中，步骤（1）中所述的预处理剂为溶剂油，所述溶剂油的馏程为65～450℃，优选为120～400℃，更优选为150～320℃，所述溶剂油的组成中，链烷烃和环烷烃含量为70～90%，具体可以是加氢精制柴油、加氢精制石脑油、加氢精制洗油、加氢精制轻油、加氢精制酚油中的一种或者几种的混合物。所述预处理剂与煤焦油的质量比为1:20～1:3，优选为1:10～1:5。
[0012] 本发明方法中，步骤（1）中所述的预处理器的反应温度为150～250℃。
[0013] 本发明方法中，步骤（3）中所述尾油可以循环回沸腾床加氢处理反应区，或者去焦化反应或者作为燃料油等。
[0014] 本发明方法中，在反应初始阶段，步骤（3）中所述固定床加氢预处理反应区包括3～6个，优选包括3～4个并联设置的加氢预处理反应器。
[0015] 本发明方法中，当一个加氢预处理反应器的压降达到所述预定值时，将该加氢预处理反应器从固定床加氢预处理反应区中切出，将该加氢预处理反应器命名为切出的加氢预处理反应器I，并将所述固定床加氢预处理反应区、所述切出的加氢预处理反应器I和所述固定床加氢处理反应区以串联的方式依次连接起来，此时该切出的加氢预处理反应器I的进料是剩余所有并联加氢预处理反应器的反应流出物；当下一个加氢预处理反应器的压降达到所述预定值时，将该加氢预处理反应器从固定床加氢预处理反应区中切出，将该加氢预处理反应器命名为切出的加氢预处理反应器II，并将所述固定床加氢预处理反应区、所述切出的加氢预处理反应器II、所述切出的加氢预处理反应器I和所述固定床加氢处理反应区以串联的方式依次连接起来；按照上述方式，直至所有的加氢预处理反应器全部都以串联的方式连接。
[0016] 本发明方法中，步骤（3）中所述固定床加氢预处理反应区中所有的加氢预处理反应器的压降不同时达到预定值，相邻两个最接近达到压降预定值的加氢预处理反应器达到其压降预定值的时间差不小于整个装置运行周期的20%，优选为20%～60%。
[0017] 本发明方法中，通过操作条件的设置和/或催化剂床层性质的差异使得固定床加氢预处理反应区中各个加氢预处理反应器不同时达到压降预定值，例如，可以通过控制各个加氢预处理反应器内不同的催化剂装填高度、不同的进料量、不同的进料性质、不同的操作条件以及相同的装填高度条件下采用不同的催化剂装填密度中的一种或多种方式来实现使固定床加氢预处理反应区中各个加氢预处理反应器不同时达到压降预定值。
[0018] 本发明方法中，当通过控制各个加氢预处理反应器内相同的装填高度条件下采用不同的催化剂装填密度的方式来实现时，在所述固定床加氢预处理反应区并联的各个加氢预处理反应器中，最大装填密度可以为400kg/m3～600kg/m3，优选为450kg/m3～550kg/m3；最小装填密度可以为300kg/m3～550kg/m3，优选为350kg/m3～450kg/m3。优选地，装填密度
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最接近的两台加氢预处理反应器的催化剂装填密度差值为50kg/m ～200kg/m ，优选为
80kg/m3～150kg/m3。所述不同装填密度可以通过不同类型的催化剂级配装填实现，如可以通过加氢处理催化剂以不同的比例实现各台加氢预处理反应器中的催化剂装填密度不同。
[0019] 本发明方法中，当通过控制各个加氢预处理反应器内不同的进料量的方式来实现时，进料量最接近的两台加氢预处理反应器的进料体积空速之比可以为1.1 3：1，优选为~1.1 1.5：1。
~
[0020] 本发明方法中，当通过控制各个加氢预处理反应器内不同的进料性质的方式来实现时，进料性质最接近的两台加氢预处理反应器的金属含量差值可以为5µg/g 50µg/g，优~选为10µg/g 30µg/g。
~
[0021] 本发明方法中，当通过控制各个加氢预处理反应器内不同的操作条件的方式来实现时，控制操作压力和体积空速最接近的两台加氢预处理反应器的操作条件中，操作温度差值可以为2℃ 30℃，优选为5℃ 20℃；或者控制操作压力和操作温度最接近的两台加氢~ ~预处理反应器的操作条件中，体积空速差值为0.1 h-1 10 h-1，优选为0.2 h-1 5 h -1。
~ ~
[0022] 本发明方法中，按照物料流动方向，各个加氢预处理反应器内依次装填加氢保护剂、加氢脱金属催化剂；各个加氢预处理反应器可根据自身工艺条件设定不装填加氢脱硫催化剂，也可根据自身工艺条件设定在加氢脱金属催化剂后装填一定比例的加氢脱硫催化剂；所述加氢处理反应区的反应器依次装填加氢脱硫催化剂和加氢脱氮残炭转化催化剂。
[0023] 本发明方法中，沸腾床加氢处理反应区可以设置1个以上的沸腾床加氢反应器，优选设置1或2个串联设置的沸腾床加氢反应器。沸腾床加氢反应器可以采用现有技术中的沸腾床反应器。沸腾床加氢处理反应区的反应条件可以根据进料性质及反应转化率要求具体确定，一般为：反应温度为330～450℃，优选为360～430℃；反应压力为8～25MPa，优选为10～16MPa；氢油体积比300：1 1000：1，优选为600：1～900：1；液体体积空速（LHSV）为0.3 h-1~～5.0h-1，优选为0.3 h-1～2.0h-1。
[0024] 本发明方法中，所述固定床加氢预处理反应区的操作条件为：温度为370℃～420℃，优选为380℃～400℃；压力为10MPa～25MPa，优选为15MPa～20MPa；氢油体积比为300～-1 -1 -1 -11500，优选为500～800；原料油液时体积空速为0.15h ～2h ，优选为0.3h ～1h 。
[0025] 本发明方法中，所述固定床加氢处理反应区可以包括1～5个串联设置的加氢处理反应器，优选包括1～2个串联设置的加氢处理反应器。
[0026] 本发明方法中，所述固定床加氢处理反应区的操作条件为：温度为370℃～430℃，优选为380℃～410℃；压力为10MPa～25MPa，优选为15MPa～20MPa；氢油体积比为300～1500，优选为400～800；原料油液时体积空速为0.15h-1～0.8h-1，优选为0.2h-1～0.6h-1。
[0027] 与现有技术相比，本发明提供的所述，煤焦油综合利用方法具有如下优点：
[0028] （1）所述固定床加氢预处理反应区中包括并联的多个加氢预处理反应器，使得整个催化剂体系脱/容金属能力得到大幅提升。
[0029] （2）本发明所述的煤焦油综合利用方法法中，当一个加氢预处理反应器的压降增长至预定值时，将其从固定床加氢预处理反应区切出，并通过工艺流程的改变，使其压降不再快速增长，而是在可以控制范围内缓慢增长直至装置停工，进而使某个加氢预处理反应器的压降不会制约整个装置的运行周期。
[0030] （3）本发明所述的煤焦油综合利用方法中，通过将固定床加氢预处理反应区中各个加氢预处理反应器从并联到串联切换操作方式的调整解决了加氢预处理反应器压降快速增长的难题，同时增加了装置的操作灵活性和原料适应能力。
[0031] （4）本发明所述的煤焦油综合利用方法中，通过设置加氢预处理反应器并联形式大幅增加催化剂体系的容金属量，使得体系的稳定性增强，使得装置压降的增长能够得到控制，延长装置运行周期。
[0032] （5）本发明所述的煤焦油综合利用方法可以最大程度实现各类催化剂同步失活，从而提高装置的运行效率，提高经济效益。
[0033] （6）在本发明所述的煤焦油综合利用方法中，通过对加氢预处理反应区催化剂性能和工艺参数的优化调整，与后续的高活性脱硫残炭转化催化剂的配合，使得在提高整体催化剂的脱/容金属能力的同时脱硫及残炭转化性能得到保证。
[0034] （7）本发明所述的煤焦油综合利用方法中，通过固定床与沸腾床组合工艺，可以实现最大程度获取轻质油品。本发明方法结合了固定床与沸腾床的综合优势从整体上提高装置的运行效率，提高经济效益。
附图说明
[0035] 图1是本发明所述的煤焦油综合利用方法的一种实施方式的示意图。
[0036] 图2本发明所述的煤焦油综合利用方法中固定床加氢预处理反应区和固定床加氢处理反应区示意图。
具体实施方式
[0037] 以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0038] 在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0039] 在本发明所述的煤焦油综合利用方法中，所述预定值为压降设计上限的50%～80%，例如，50%、51%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、
69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%以及它们中任意两个值所组成的范围之间的任意值。在优选情况下，所述预定值为压降设计上限的60%～70%。在本发明中，所述压降设计上限是指反应器压降的最大值，当反应器压降达到该值时，反应系统需要停工，所述压降设计上限通常为0.7 MPa 1.0 MPa。
~
[0040] 在本发明所述的煤焦油综合利用方法中，所有的加氢预处理反应器的压降不同时达到预定值。在优选情况下，相邻两个最接近达到压降预定值的加氢预处理反应器达到其压降预定值的时间差不小于整个运行周期的20%，优选为整个运行周期的20-60%，例如，20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%。在本发明中，所述整个运行周期是指煤焦油综合利用方法中，从装置开始运行至停工所经历的时间。
[0041] 在本发明所述的煤焦油综合利用方法中，所述固定床加氢预处理反应区的各个加氢预处理反应器中可以装填加氢保护剂、加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂和加氢脱氮残炭转化催化剂中的一种或多种，所述固定床加氢处理反应区的反应器中可以装填加氢脱硫催化剂和加氢脱氮残炭转化催化剂中的一种或多种。
[0042] 在一种优选实施方式中，按照物料流动方向，各个加氢预处理反应器内依次装填加氢保护剂、加氢脱金属催化剂以及任选的加氢脱硫催化剂；所述加氢处理反应区的反应器依次装填加氢脱硫催化剂和加氢脱氮残炭转化催化剂。按照该优选实施方式的催化剂装填方式，使得整个体系的脱/容金属能力得到大幅提升，同时通过催化剂级配的调整使得各个加氢预处理反应器的压降增长在控制范围内。固定床加氢预处理反应区中并联的各个加氢预处理反应器装填的催化剂体系以脱/容金属功能为主，使得脱金属性能提升的同时，强化对原料中大分子如胶质沥青质的加氢转化的能力，为后续深度脱硫和残炭的转化奠定基础，使得加氢脱硫反应区有利于进一步深度反应，因此，与常规技术相比，本发明所述的方法中尽管加氢脱金属催化剂的比例有一定的提高，但是整体的脱硫活性和残炭的加氢转化性能不但没有降低反而是得到了提高。
[0043] 在本发明中，所述加氢保护剂、所述加氢脱金属催化剂、所述加氢脱硫催化剂和所述加氢脱氮残炭转化催化剂均可以为固定床重油加氢处理过程常规使用的催化剂。这些催化剂通常以多孔耐熔无机氧化物（如氧化铝）为载体，第VIB族和/或VIII族金属（如W、Mo、Co、Ni等）的氧化物为活性组分，选择性地加入其它各种助剂如P、Si、F、B等元素的催化剂。例如，由中国石油化工股份有限公司催化剂分公司生产的FZC系列重油加氢处理催化剂。
[0044] 在本发明中，所述沸腾床加氢反应器中使用的催化剂本领域常规的沸腾床加氢催化剂一般为以氧化铝为载体，颗粒为球形，直径为0.1～0.8mm，优选为0.1～0.6mm，磨损≤2.0wt%，催化剂比表面为100～300m2/g，孔直径在5～20nm的孔至少占总孔容的70%；以重量计，催化剂含ⅥB族金属氧化物（如MoO3）12.0%～30.0%，最好为15.0%～25.0%，含Ⅷ族金属氧化物（如NiO或CoO）0.5%～10.0%，最好是2.0%～8.0%。含有至少一种助剂，选自如下几种元素：B、Ca、F、Mg、P、Si、Ti等，助剂含量为1.0%～8.0%。
[0045] 图1为本发明所述的煤焦油综合利用方法一种实施方式的示意图，图2为本发明方法中固定床加氢预处理反应区和固定床加氢处理反应区示意图。下面结合图1、图2对本发明所述的煤焦油综合利用方法进行进一步说明，但并不因此而限制本发明。
[0046] 如图1、图2所示，本发明所述的煤焦油综合利用方法包括如下内容：煤焦油原料M1与预处理剂M2混合后进入预处理反应器R5，处理后得到净化后煤焦油M3和杂质M4，得到的净化后煤焦油M3与氢气M21混合后进入沸腾床加氢反应器R1，沸腾床加氢反应器R1得到的液相的物料M5经进料管线1、进料管线2和进料管线3进入串联设置的固定床加氢预处理反应区R2和固定床加氢处理反应区R3，固定床加氢处理反应区R3得到的反应流出物分离后得到气体M7、石脑油M8、柴油M9、蜡油M10和尾油M11。其中所述固定床加氢预处理反应区R2包括并联设置的三个加氢预处理反应器，分别为加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B、加氢预处理反应器C，所述加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B、加氢预处理反应器C的进料口分别与进料管线1、进料管线2和进料管线3连接，所述加氢预处理反应器A的出口分三路，第一路经管线6与加氢预处理反应器B的进料口连接，第二路经管线7与加氢预处理反应器C的进料口连接，第三路经管线10与加氢脱硫反应器D的进料口连接；所述加氢预处理反应器B的出口分三路，第一路经管线4与加氢预处理反应器A的进料口连接，第二路经管线5与加氢预处理反应器C得进料口连接，第三路经管线11与加氢处理反应器D的进料口连接；所述加氢预处理反应器C的出口分三路，第一路经管线8与加氢预处理反应器A的进料口连接，第二路经管线9与加氢预处理反应器B的进料口连接，第三路经管线12与加氢处理反应器D的进料口连接；所述管线1上设置有阀门101，所述管线2上设置有阀门102，所述管线3上设置有阀门103，所述管线4上设置有阀门104，所述管线5上设置有阀门105，所述管线6上设置有阀门106，所述管线7上设置有阀门107，所述管线8上设置有阀门108，所述管线9上设置有阀门109，所述管线10上设置有阀门1010，所述管线11上设置有阀门1011，所述管线12上设置有阀门1012，所述加氢处理反应器D得到的生成油M6进入分离后得到气体M7、石脑油M8、柴油M9、蜡油M10和尾油M11。所述加氢预处理反应器A、所述加氢预处理反应器B和所述加氢预处理反应器C中各自设置有用于监测压降的传感单元（图中未示出），并且还包括控制单元（图中未示出），用于接收来自所述传感单元的压降信号，并根据该压降信号控制与各个加氢预处理反应器对应的阀门。
[0047] 在上述煤焦油综合利用方法中，加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B和加氢预处理反应器C可以按照任意顺序失活，优选采用以下六种方式进行切换操作：
[0048] 方式1：按照加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B、加氢预处理反应器C的顺序达到压降预定值。
[0049] （1）开工时，管线1、管线2、管线3、管线10、管线11、管线12上的阀门101、阀门102、阀门103、阀门1010、阀门1011、阀门1012打开，管线4、管线5、管线6、管线7、管线8、管线9上的阀门104、阀门105、阀门106、阀门107、阀门108、阀门109关闭；
[0050] （2）用传感单元检测加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B和加氢预处理反应器C的压降，当加氢预处理反应器A的压降达到预定值时，来自对应于所述加氢预处理反应器A的传感单元的压降信号传递给控制单元，控制单元接收到该信号后执行对阀门进行调控，具体地，关闭进料管线1的阀门101、管线11的阀门1011和管线12的阀门1012，打开管线8上的阀门108和管线4上的阀门104，使得加氢预处理反应区（包括加氢预处理反应器B和加氢预处理反应器C）、加氢预处理反应器A和加氢脱硫反应区形成串联，此时完成一次由并联到串联的切换操作；
[0051] （3）当加氢预处理反应器B的压降达到预定值时，来自对应于所述加氢预处理反应器B的传感单元的压降信号传递给控制单元，控制单元接收到该信号后执行对阀门进行调控，具体地，关闭进料管线2的阀门102、管线8的阀门108，打开管线9上的阀门109，使得加氢预处理反应器C、加氢预处理反应器B、加氢预处理反应器A和加氢脱硫反应区形成串联，此时完成第2次由并联到串联的切换操作；
[0052] （4）当加氢预处理反应器C的压降达到设计上限时，整个反应系统需要停工处理。
[0053] 方式2：按照加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器C、加氢预处理反应器B的顺序达到压降预定值。
[0054] （1）开工时，管线1、管线2、管线3、管线10、管线11、管线12上的阀门101、阀门102、阀门103、阀门1010、阀门1011、阀门1012打开，管线4、管线5、管线6、管线7、管线8、管线9上的阀门104、阀门105、阀门106、阀门107、阀门108、阀门109关闭；
[0055] （2）用传感单元检测加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B和加氢预处理反应器C的压降，当加氢预处理反应器A的压降达到预定值时，来自对应于所述加氢预处理反应器A的传感单元的压降信号传递给控制单元，控制单元接收到该信号后执行对阀门进行调控，具体地，关闭进料管线1的阀门101、管线11的阀门1011和管线12的阀门1012，打开管线8上的阀门108和管线4上的阀门104，使得加氢预处理反应区（包括加氢预处理反应器B和加氢预处理反应器C）、加氢预处理反应器A和加氢脱硫反应区形成串联，此时完成一次由并联到串联的切换操作；
[0056] （3）当加氢预处理反应器C的压降达到预定值时，来自对应于所述加氢预处理反应器C的传感单元的压降信号传递给控制单元，控制单元接收到该信号后执行对阀门进行调控，具体地，关闭进料管线3的阀门103、管线4的阀门104，打开管线5上的阀门105，使得加氢预处理反应器B、加氢预处理反应器C、加氢预处理反应器A和加氢脱硫反应区形成串联，此时完成第2次由并联到串联的切换操作；
[0057] （4）当加氢预处理反应器C的压降达到预定值时，整个反应系统需要停工处理。
[0058] 方式3：按照加氢预处理反应器B、加氢预处理反应器C、加氢预处理反应器A的顺序达到压降预定值。
[0059] （1）开工时，管线1、管线2、管线3、管线10、管线11、管线12上的阀门101、阀门102、阀门103、阀门1010、阀门1011、阀门1012打开，管线4、管线5、管线6、管线7、管线8、管线9上的阀门104、阀门105、阀门106、阀门107、阀门108、阀门109关闭；
[0060] （2）用传感单元检测加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B和加氢预处理反应器C的压降，当加氢预处理反应器B的压降达到预定值时，来自对应于所述加氢预处理反应器B的传感单元的压降信号传递给控制单元，控制单元接收到该信号后执行对阀门进行调控，具体地，关闭进料管线2的阀门102、管线10的阀门1010和管线12的阀门1012，打开管线9上的阀门109和管线6上的阀门106，使得加氢预处理反应区（包括加氢预处理反应器A和加氢预处理反应器C）、加氢预处理反应器B和加氢脱硫反应区形成串联，此时完成一次由并联到串联的切换操作；
[0061] （3）当加氢预处理反应器C的压降达到预定值时，来自对应于所述加氢预处理反应器C的传感单元的压降信号传递给控制单元，控制单元接收到该信号后执行对阀门进行调控，具体地，关闭进料管线3的阀门103、管线6的阀门106，打开管线7上的阀门107，使得加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器C、加氢预处理反应器B和加氢脱硫反应区形成串联，此时完成第2次由并联到串联的切换操作；
[0062] （4）当加氢预处理反应器A的压降达到预定值时，整个反应系统需要停工处理。
[0063] 方式4：按照加氢预处理反应器B、加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器C的顺序达到压降预定值。
[0064] （1）开工时，管线1、管线2、管线3、管线10、管线11、管线12上的阀门101、阀门102、阀门103、阀门1010、阀门1011、阀门1012打开，管线4、管线5、管线6、管线7、管线8、管线9上的阀门104、阀门105、阀门106、阀门107、阀门108、阀门109关闭；
[0065] （2）用传感单元检测加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B和加氢预处理反应器C的压降，当加氢预处理反应器B的压降达到预定值时，来自对应于所述加氢预处理反应器B的传感单元的压降信号传递给控制单元，控制单元接收到该信号后执行对阀门进行调控，具体地，关闭进料管线2的阀门102、管线10的阀门1010和管线12的阀门1012，打开管线9上的阀门109和管线6上的阀门106，使得加氢预处理反应区（包括加氢预处理反应器A和加氢预处理反应器C）、加氢预处理反应器B和加氢脱硫反应区形成串联，此时完成一次由并联到串联的切换操作；
[0066] （3）当加氢预处理反应器A的压降达到预定值时，来自对应于所述加氢预处理反应器A的传感单元的压降信号传递给控制单元，控制单元接收到该信号后执行对阀门进行调控，具体地，关闭进料管线1的阀门101、管线9的阀门109，打开管线8上的阀门108，使得加氢预处理反应器C、加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B和加氢脱硫反应区形成串联，此时完成第2次由并联到串联的切换操作；
[0067] （4）当加氢预处理反应器C的压降达到预定值时，整个反应系统需要停工处理。
[0068] 方式5：按照加氢预处理反应器C、加氢预处理反应器B、加氢预处理反应器A的顺序达到压降预定值。
[0069] （1）开工时，管线1、管线2、管线3、管线10、管线11、管线12上的阀门101、阀门102、阀门103、阀门1010、阀门1011、阀门1012打开，管线4、管线5、管线6、管线7、管线8、管线9上的阀门104、阀门105、阀门106、阀门107、阀门108、阀门109关闭；
[0070] （2）用传感单元检测加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B和加氢预处理反应器C的压降，当加氢预处理反应器C的压降达到预定值时，来自对应于所述加氢预处理反应器C的传感单元的压降信号传递给控制单元，控制单元接收到该信号后执行对阀门进行调控，具体地，关闭进料管线3的阀门103、管线10的阀门1010和管线11的阀门1011，打开管线7上的阀门107和管线5上的阀门105，使得加氢预处理反应区（包括加氢预处理反应器A和加氢预处理反应器B）、加氢预处理反应器C和加氢脱硫反应区形成串联，此时完成一次由并联到串联的切换操作；
[0071] （3）当加氢预处理反应器B的压降达到预定值时，来自对应于所述加氢预处理反应器B的传感单元的压降信号传递给控制单元，控制单元接收到该信号后执行对阀门进行调控，具体地，关闭进料管线2的阀门102、管线7的阀门107，打开管线6上的阀门106，使得加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B、加氢预处理反应器C和加氢脱硫反应区形成串联，此时完成第2次由并联到串联的切换操作；
[0072] （4）当加氢预处理反应器A的压降达到预定值时，整个反应系统需要停工处理。
[0073] 方式6：按照加氢预处理反应器C、加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B的顺序达到压降预定值。
[0074] （1）开工时，管线1、管线2、管线3、管线10、管线11、管线12上的阀门101、阀门102、阀门103、阀门1010、阀门1011、阀门1012打开，管线4、管线5、管线6、管线7、管线8、管线9上的阀门104、阀门105、阀门106、阀门107、阀门108、阀门109关闭；
[0075] （2）用传感单元检测加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B和加氢预处理反应器C的压降，当加氢预处理反应器C的压降达到预定值时，来自对应于所述加氢预处理反应器C的传感单元的压降信号传递给控制单元，控制单元接收到该信号后执行对阀门进行调控，具体地，关闭进料管线3的阀门103、管线10的阀门1010和管线11的阀门1011，打开管线7上的阀门107和管线5上的阀门105，使得加氢预处理反应区（包括加氢预处理反应器A和加氢预处理反应器B）、加氢预处理反应器C和加氢脱硫反应区形成串联，此时完成一次由并联到串联的切换操作；
[0076] （3）当加氢预处理反应器A的压降达到预定值时，来自对应于所述加氢预处理反应器A的传感单元的压降信号传递给控制单元，控制单元接收到该信号后执行对阀门进行调控，具体地，关闭进料管线1的阀门101、管线5的阀门105，打开管线4上的阀门104，使得加氢预处理反应器B、加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器C和加氢脱硫反应区形成串联，此时完成第2次由并联到串联的切换操作；
[0077] （4）当加氢预处理反应器B的压降达到预定值时，整个反应系统需要停工处理。
[0078] 下面结合具体的实施例来说明本发明的效果，本发明所述实施例和比较例中所用原料包括三种，分别为原料A，原料B，原料C，具体性质见表1，所述沸腾床加氢反应区设置1个沸腾床加氢反应器，所述沸腾床加氢反应器内装填的催化剂为沸腾床加氢催化剂。沸腾床加氢催化剂制备平均孔径为13nm的球形催化剂载体，球形催化剂颗粒为0.1-0.3mm，其它催化剂制备过程参照US7074740和CN200710010377.5方法进行。按常规方法制备Mo-Co-P溶液，溶液中MoO3质量计含量为18.00%，以CoO质量计含量为3.50%，P质量含量为1.05%。用该溶液按等体积浸渍方法浸渍上述载体得到最终催化剂。
[0079] 本发明所述的沸腾床加氢反应器为一种三相沸腾床反应器，可以采用CN02109404.7、CN200610134154.5及CN200710012680.9等所公布的沸腾床反应器，能够满足气、液、固三相在沸腾床反应器内分离。
[0080] 所述实施例1～3中催化剂的装填方式见表2，所述比较例1～3中催化剂的装填方式见表3，所述实施例1～3的反应条件见表4，所述比较例1～3的反应条件见表5，所述实施例1～3和比较例1～3的反应结果见表6。所述比较例1-3中采用常规的串联工艺，其他分别与实施例1～3对应相同。本发明实施例中所述的加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B、加氢预处理反应器C为样式，大小相同的反应器，所述比较例中的反应器A、反应器B、反应器C为样式，大小相同的反应器。
[0081] 本发明实施例和比较例所用预处理剂溶剂油性质如下：密度为0.86kg/m3（20℃），粘度为5.31mm2/s（40℃），硫含量为55μg/g，氮含量为15μg/g，饱和分为75.70%，芳烃为24.3%。
[0082] 实施例1
[0083] 实施例1所述加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B、加氢预处理反应器C中都采用原料A，所述加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B、加氢预处理反应器C的催化剂总装量、进料性质和进料量完全相同，所述加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B、加氢预处理反应器C、加氢脱硫反应器D的催化剂按照表2中的方式装填，所述操作条件见表4，具体反应结果见表6，经过沸腾床加氢裂化后得到的产品性质见表7。所述实施例1中所用预处理器反应温度为200℃。
[0084] 实施例2
[0085] 实施例2中，所述加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B、加氢预处理反应器C中都采用原料B，具体性质见表1，各反进料空速不同，所述加氢预处理反应器A液时体积空速为0.20h-1，加氢预处理反应器B液时体积空速为0.32h-1，加氢预处理反应器C液时体积空速为0.44h-1。加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B、加氢预处理反应器C中采用相同的催化剂装填方式，催化剂装填方式见表2，所述各个反应器的操作条件见表4，具体反应结果见表6。所用预处理器反应温度为220℃。
[0086] 实施例3
[0087] 实施例3中，所述加氢预处理反应器A中采用原料A、加氢预处理反应器B中采用原料B、加氢预处理反应器C中采用原料C，所用原料性质见表1。所述加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B、加氢预处理反应器C的进料量相同，所述加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B、加氢预处理反应器C中采用相同的催化剂装填方式，催化剂装填方式见表2，所述各个反应器的操作条件见表4，具体反应结果见表6。所用预处理器反应温度为180℃。
[0088] 比较例1
[0089] 比较例１中也采用4个反应器，分别为反应器A、反应器B、反应器C、反应器D，反应器A、反应器B、反应器C和反应器D采用依次串联的形式连接。比较例1中所用原料A性质见表1，反应器A的进料量和进料性质与实施例1的总进料量和进料性质完全相同。所用预处理器反应温度为200℃。所述反应器A、反应器B、反应器C和反应器D的催化剂总装量与实施例对应加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B、加氢预处理反应器C、加氢脱硫反应器D相同，但是各个种类催化剂的装填量有所不同，按照表3中的方式装填，所述操作条件见表5，具体反应结果见表6。
[0090] 比较例2
[0091] 比较例2中也采用4个反应器，分别为反应器A、反应器B、反应器C、反应器D，反应器A、反应器B、反应器C和反应器D采用依次串联的形式连接。比较例2中采用原料B，性质见表1，反应器A入口与实施例2总的进料量和进料性质完全相同。所用预处理器反应温度为220℃。所述反应器A、反应器B、反应器C和反应器D的催化剂总装量与实施例2对应的加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B、加氢预处理反应器C、加氢脱硫反应器D相同，但是各个种类催化剂的装填量有所不同，按照表3中的方式装填，所述操作条件见表5。
[0092] 比较例3
[0093] 比较例3中也采用4个反应器，分别为反应器A、反应器B、反应器C、反应器D，反应器A、反应器B、反应器C和反应器D采用依次串联的形式连接。比较例3采用原料A，原料B，原料C等比例混合原料，对比例中反应器A、反应器B、反应器C和反应器D采用串联的形式，反应器A入口与实施例3总的进料量和混合进料性质相同。所用预处理器反应温度为180℃。所述反应器A、反应器B、反应器C和反应器D的催化剂总装量与实施例对应加氢预处理反应器A、加氢预处理反应器B、加氢预处理反应器C、加氢脱硫反应器D相同，但是各个种类催化剂的装填量有所不同，按照表3中的方式装填，所述操作条件见表5。
[0094] 表1 原料性质
[0095]
[0096] 表2 实施例1～3中催化剂装填方式
[0097]
[0098] 表3 对比例1～3中催化剂装填方式
[0099]
[0100] 表4实施例1～3的反应条件
[0101]
[0102] 表5对比例1～3的反应条件
[0103]
[0104] 表6 稳定运转周期和渣油加氢生成油性质
[0105]
