專利名稱：中高溫煤焦油加氫裂化工藝的制作方法
(一)、所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及的是煤化工領(lǐng)域，具體地說是一種中高溫煤焦油加氫裂化工藝。
(二)、背景技術(shù)對中高溫煤焦油資源的綜合利用尤其對環(huán)境保護(hù)具有重要意義。在石油資源日益緊張的今天，利用煤炭及煤焦油生產(chǎn)石油替代產(chǎn)品就更具有重要的社會意義。其實(shí)質(zhì)是以加氫裂化工藝為基礎(chǔ)，通過工程技術(shù)開發(fā)，研究適宜裂化條件，實(shí)現(xiàn)對中高溫煤焦油硫、氮等環(huán)境污染的組份的脫除，同時生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、環(huán)保的汽油、柴油等燃料油、潤滑油基礎(chǔ)油或裂化原料，中高溫煤焦油是煤煉焦和煤制氣的產(chǎn)物之一，中高溫煤焦油通過深加工方法生產(chǎn)汽油、柴油等燃料油產(chǎn)品的研究，在二十世紀(jì)50-60年代曾倍受關(guān)注并投入大量資金和人力研究。由于我國在大慶，新疆等地發(fā)現(xiàn)并開采地下石油，石油產(chǎn)品作為主要能源很快代替了煤液化、氣化和焦化制取的發(fā)動機(jī)燃料。從二十世紀(jì)70年代起，我國對中高溫煤焦油深加工制取優(yōu)質(zhì)環(huán)保型的汽油、柴油等燃料油產(chǎn)品的研究幾乎無人問津，直至二十世紀(jì)90年代末，由于環(huán)保意識的提高，煉油技術(shù)的提高，人們對石油資源的認(rèn)識的提高，煤和煤焦油的綜合利用才重新被有識之士重視。
目前，國內(nèi)煉鋼企業(yè)所需要的焦炭大部分來自煤炭煉焦，煉焦過程會產(chǎn)生大量的中高溫焦油，另外國內(nèi)有許多氣化廠和生產(chǎn)半焦的煉焦廠，但根據(jù)煤的焦油含量不同副產(chǎn)中高溫煤焦油量也不同，中高溫煤焦油產(chǎn)量在5萬噸/年以下的廠較多。目前這些煉焦廠和氣化廠副產(chǎn)的中高溫煤焦油一部分經(jīng)酸堿精制后作為劣質(zhì)燃料油被直接燃燒，或直接乳化后作為乳化燃料燃燒，所含硫、氮等雜質(zhì)在燃燒過程中變成硫和氮的氧化物釋放到大氣中造成大氣污染，而且酸堿精制過程中又產(chǎn)生大量污水，一部分經(jīng)酸堿精制后，提取分離出酚、萘等化學(xué)物質(zhì)后被燃燒掉或作為取暖和烹飪用。這樣煤所含硫、氮等雜質(zhì)在燃燒過程中變成硫和氮的氧化物釋放到大氣中造成大氣污染，煤燃燒過程還造成粉塵污染，因此，以煤為原料生產(chǎn)城市煤氣作為民用燃料的比例越來越高，同時伴生的中高溫煤焦油量也大量增加，而且我國石油資源不足，原油進(jìn)口比例逐年增加，以中高溫煤焦油為原料油，采用較合適的二次加工手段生產(chǎn)與石油產(chǎn)品相當(dāng)?shù)那鍧嵢剂匣蚴彤a(chǎn)品，不僅具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，同時也具有明顯的社會效益。
(三)、發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種將中高溫煤焦油轉(zhuǎn)化成汽油、柴油等優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，提高中高溫煤焦油的利用價值，減少環(huán)境污染的中高溫煤焦油加氫裂化工藝。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的中高溫煤焦油引入加熱爐加熱至250-300℃并與氫氣按氫油體積比為1100-1300∶1的比例混合，混合后進(jìn)入加氫精制反應(yīng)器，然后經(jīng)換熱進(jìn)入高壓分離器，分離，分離出的氫氣經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)回到加氫精制反應(yīng)器，生成油進(jìn)入低壓分離器，分離出低分燃料氣后進(jìn)入脫氧塔，進(jìn)一步脫掉燃料氣后進(jìn)入分餾塔在0.3～0.8Mpa、280-340℃的條件下進(jìn)行分餾，分餾后的汽油、柴油和潤滑油引出分餾塔，尾油則引入裂化加熱爐加熱加熱至350-420℃后與氫氣按氫油體積比700-900∶1的比例混合后進(jìn)入裂化反應(yīng)器，在有催化劑的條件下，進(jìn)行裂化反應(yīng)，生成較小分子的輕質(zhì)油類及燃料氣，然后進(jìn)入高壓分離器分離出的氫氣通過循環(huán)壓縮機(jī)進(jìn)行循環(huán)，生成油則進(jìn)入低壓分離器分離出燃料氣后進(jìn)入分餾塔，與加氫精制生成油一起進(jìn)行分餾。
本發(fā)明還可以包括這樣一些特征1、加氫精制反應(yīng)的氫油體積比為1200∶1。
2、裂化反應(yīng)的氫油體積比為800∶1，反應(yīng)溫度為380℃。
3、所述的裂化反應(yīng)的催化劑是FC-28。
本發(fā)明以資源合理綜合利用和環(huán)保為目標(biāo)，利用煉油工業(yè)現(xiàn)代技術(shù)向煤化工領(lǐng)域改進(jìn)性移植，用中高溫煤焦油生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，提高中高溫煤焦油的利用價值，保護(hù)環(huán)境。本發(fā)明的關(guān)鍵是利用加氫裂化工藝技術(shù)，調(diào)整加氫裂化工藝的工藝條件，實(shí)現(xiàn)中高溫煤焦油改質(zhì)的最終目的。由于中高溫煤焦油來自于煤煉焦和煤氣化干餾段，是熱裂化產(chǎn)物。中高溫煤焦油的性質(zhì)非常復(fù)雜，它們的化學(xué)組成主要是芳香族化合物，烷烴和烯烴含量較少，還含有少量含氧、含氮、含硫化合物。含氧化合物主要是具有弱酸性的各種相應(yīng)的酚類，含氮化合物主要是具有弱堿性的吡啶，喹啉及它們的衍生物，含硫化合物主要是噻吩、硫醇、硫酚、硫醚、硫雜茚等。由烴類加氫裂化反應(yīng)機(jī)理和中高溫煤焦油裂化反應(yīng)特征以及中高溫煤焦油性質(zhì)分析可知，該類油芳烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高，大分子鏈狀烴類含量少，在溫度、壓力、催化劑和臨氫條件下，中高溫煤焦油中的硫化物、氮化物、氧化物分別與氫氣發(fā)生反應(yīng)生成硫化氫、氨和水，膠質(zhì)和瀝青質(zhì)則生成小分子的烴類和焦炭，芳烴及長鏈的大分子烴類則分別飽和和裂解生成環(huán)烷烴和短鏈的小分子的烴類，最終達(dá)到改質(zhì)的目的。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在將低價值、高污染的中高溫煤焦油轉(zhuǎn)化成優(yōu)質(zhì)的汽油、柴油、潤滑油等，并可將中高溫煤焦油中的有害物質(zhì)脫出，最大限度地降低了環(huán)境污染。


附圖是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
(五)、具體實(shí)施方案下面舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)描述中高溫煤焦油經(jīng)加熱器1加熱與氫氣混合后進(jìn)入加氫精制反應(yīng)器2，在加氫精制反應(yīng)器內(nèi)油中的硫化物、氮化物和氧化物分別與氫氣反應(yīng)生成硫化氫、氨和水后經(jīng)換熱進(jìn)入高壓分離器3，分離出氫氣后，氫氣經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)回到加氫精制反應(yīng)器，生成油則進(jìn)入低壓分離器4，分離出低分燃料氣后進(jìn)入脫氧塔5，進(jìn)一步脫掉燃料氣后進(jìn)入分餾塔，在分餾塔10中將生成油分割成汽油、柴油和潤滑油基礎(chǔ)油以及尾油，尾油則通過裂化加熱爐6加熱后與氫氣混合后進(jìn)入裂化反應(yīng)器7，在裂化反應(yīng)器中長鏈的大分子烴類以及較難反應(yīng)的高分子化合物進(jìn)一步在裂化催化劑的作用下，進(jìn)行裂化反應(yīng)，生成較小分子的輕質(zhì)油類及燃料氣，然后進(jìn)入高壓分離器8分離出氫氣通過循環(huán)壓縮機(jī)進(jìn)行循環(huán)，生成油則進(jìn)入低壓分離器9分離出燃料氣后進(jìn)入分餾塔，與加氫精制生成油一起進(jìn)行分餾，從而得到汽油、柴油、潤滑油基礎(chǔ)油以及少量的尾油。
本專利所述的加氫裂化工藝根據(jù)原料和生產(chǎn)目的不同而不同，例如某中高溫煤焦油的主要性質(zhì)見表一，目的產(chǎn)品為汽油，柴油，潤滑油基礎(chǔ)油產(chǎn)品，工藝條件見表二，產(chǎn)品主要性質(zhì)見表三。
表一中高溫煤焦油主要性質(zhì)原料油中高溫煤焦油密度(20℃)，g/cm31.0426餾程，℃IBP/10％ 128/21430％/50％ 291/35770％/90％ 417/95％/EBP 80％455粘度(100℃)，mm2/s 6.170凝點(diǎn)，℃ 26殘?zhí)?，m％ 5.40機(jī)械雜質(zhì)，％ 0.171S，m％0.1606N，m％0.8636C，m％82.37H，m％6.86金屬含量，μg/gCu＜0.01Ca27.5Mg4.70Ni0.76V 0.12Fe46.39Na3.74組成分析數(shù)據(jù)，m％鏈烷烴5.9環(huán)烷烴5.0芳烴+膠質(zhì) 89.1
表二加氫裂化工藝條件項(xiàng)目 條件精制項(xiàng)目 精制條件反應(yīng)總壓，MPa 128氫油體積比1200∶1保護(hù)劑體積空速， 1.0保護(hù)劑平均反應(yīng)溫度，℃240主精制劑體積空速，h-10.8主精制劑平均反應(yīng)溫度，℃ 370生成水量，m％ 9.12精制油密度，g/cm30.885精制油氮含量，μg/g ～100裂化項(xiàng)目 裂化條件反應(yīng)總壓，MPa 128氫油體積比，v 800∶1總體積空速，h-10.8平均反應(yīng)溫度，℃ 380＞370℃單程轉(zhuǎn)化率，m％～65
表三產(chǎn)品主要性質(zhì)編號汽油餾分柴油餾分尾油餾分餾分范圍，℃＜180 180～370＞370密度，g/cm3(20℃) 0.7504 0.8652 0.8341餾程，℃IBP/10％86/104 183/22230％/50％ 111/121 248/27370％/90％ 136/161 302/32795％/EBP171/186 337/344閃點(diǎn)，℃84凝點(diǎn)，℃-10冷濾點(diǎn)，℃殘?zhí)?，m％ 0.01辛烷值(十六烷值)75 36十六烷指數(shù)，ASTM D4737-96a 37質(zhì)譜組成，％烷烴12.622.558.7環(huán)烷烴 79.924.329.9芳烴7.5 53.211.4芳潛82.7硫含量，μg/g 8.3氮含量，μg/g 4.8
權(quán)利要求
1.一種中高溫煤焦油加氫裂化工藝，其特征是中高溫煤焦油引入加熱爐加熱至250-300℃并與氫氣按氫油體積比為1100-1300∶1的比例混合，混合后進(jìn)入加氫精制反應(yīng)器，然后經(jīng)換熱進(jìn)入高壓分離器分離，分離出的氫氣經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)回到加氫精制反應(yīng)器，生成油進(jìn)入低壓分離器，分離出低分燃料氣后進(jìn)入脫氧塔，進(jìn)一步脫掉燃料氣后進(jìn)入分餾塔在0.3～0.8Mpa、280-340℃的條件下進(jìn)行分餾，分餾后的汽油、柴油和潤滑油引出分餾塔，尾油則引入裂化加熱爐加熱至350-420℃后與氫氣按氫油體積比700-900∶1的比例混合后進(jìn)入裂化反應(yīng)器，在有催化劑的條件下，進(jìn)行裂化反應(yīng)，生成較小分子的輕質(zhì)油類及燃料氣，然后進(jìn)入高壓分離器分離出的氫氣通過循環(huán)壓縮機(jī)進(jìn)行循環(huán)，生成油則進(jìn)入低壓分離器分離出燃料氣后進(jìn)入分餾塔，與加氫精制生成油一起進(jìn)行分餾。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中高溫煤焦油加氫裂化工藝，其特征是加氫精制反應(yīng)的氫油體積比為1200∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中高溫煤焦油加氫裂化工藝，其特征是裂化反應(yīng)的氫油體積比為800∶1，反應(yīng)溫度為380℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中高溫煤焦油加氫裂化工藝，其特征是所述的裂化反應(yīng)的催化劑是FC-28。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中高溫煤焦油加氫裂化工藝，其特征是所述的裂化反應(yīng)的催化劑是FC-28。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種中高溫煤焦油加氫裂化工藝。中高溫煤焦油引入加熱爐并與氫氣混合，混合后進(jìn)入加氫精制反應(yīng)器，再經(jīng)換熱進(jìn)入高壓分離器分離出的氫氣經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)回到加氫精制反應(yīng)器，生成油進(jìn)入低壓分離器，分離出低分燃料氣后進(jìn)入脫氧塔，進(jìn)一步脫掉燃料氣后進(jìn)入分餾塔，分餾后的汽油、柴油和潤滑油引出分餾塔，尾油則引入裂化加熱爐與氫氣混合后進(jìn)入裂化反應(yīng)器，進(jìn)行裂化反應(yīng)后，生成油則進(jìn)入低壓分離器分離出燃料氣后進(jìn)入分餾塔，與加氫精制生成油一起進(jìn)行分餾。本發(fā)明將低價值、高污染的中高溫煤焦油轉(zhuǎn)化成優(yōu)質(zhì)的汽油、柴油、潤滑油等，降低了環(huán)境污染。
文檔編號C10G47/00GK1676583SQ200410043708
公開日2005年10月5日 申請日期2004年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月14日
發(fā)明者王守峰, 呂子勝 申請人:王守峰, 呂子勝