CN101747925A - 一种煤焦油重油焦化方法 - Google Patents
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Abstract
一种煤焦油重油焦化方法，中温煤焦油重油或低温煤焦油重油在温度为400～550℃、压力为常压～2.0MPa的条件下完成焦化反应，转化为产率通常为15～40％的富含液化气组分的常规气体烃、产率通常为15～35％的焦化生成油、产率通常为45～65％的焦碳。气体烃可以分离为干气和液化气，干气用作燃料气或制氢原料，焦化生成油可经过加氢处理提高质量，焦碳作燃料。煤焦油重油焦化装置可以与煤焦油分馏装置和或煤焦油轻馏分油加氢装置和或焦化生成油加氢装置组成联合装置，完成加氢蜡油热裂化。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤焦油重油焦化方法；特别地讲本发明涉及一种中温煤焦油重油或低温煤焦油重油的焦化方法。
背景技术
本发明所述的煤焦油重油，通常主要指的是中温煤焦油重油或低温煤焦油重油，该重油通常主要由常压沸点高于510℃的组分组成，氢/碳原子比值低，含有大量沥青质、胶质、灰分、金属、多环芳烃，极易在高温条件下操作的加氢催化剂床层形成结焦或堵塞，通常不适合作加氢原料；又由于其延展性差，不适合作优质沥青。本发明所述的煤焦油重油，通常适宜于作燃料，但是价值低，其价格只能与煤相比较；由于凝点高，需要在150℃左右储存，运输需要热罐车，运输成本高，由于用途受限制，销售不畅极易大量积压，需要增大储存罐量及增加投资和占地，大幅度增加投资。
众所周知，焦化是一种成熟的石油重油加热裂解工艺，重质油经过加热炉升温，然后进入焦炭塔，在焦炭塔中完成热裂解和焦化反应，转化为气体、汽油、柴油、蜡油和焦炭。通常焦炭塔至少设置两台，通过切换操作实现装置生产的连续化。
已知的低温煤焦油或中温煤焦油焦化工艺，是将全馏分低温煤焦油或中温煤焦油作为焦化反应器进料。
然而，上述工艺直接用于低温煤焦油、中温煤焦油焦化过程存在如下缺点：
①低温煤焦油或中温煤焦油的组成特点是，烃类组分主要是多环芳烃、胶质、沥青质，分子中硫、氮、金属含量高。其焦化反应的主导特征是热解断链、断侧链，产生小分子气体，沥青质缩合生焦，同时灰分进入焦碳中。直接用初始全馏分低温煤焦油或中温煤焦油作为焦化反应器进料，其后果是煤焦油中的轻组分(常压沸点低于500℃)裂解产生大量气体烃，从提高液体产品收率角度讲，是不利的，相当部分的大分子裂解出气体烃后变成的较小分子并新生一些不饱和键，轻组分焦化生成油在加氢转化过程中还要增加氢气耗量、增加反应热；因此全馏分低温煤焦油或中温煤焦油作为焦化反应器进料是不经济的。
②低温煤焦油或中温煤焦油的组成特点是，烃类组分主要是多环芳烃、胶质、沥青质，其焦化反应的主导特征是热解断链、断侧链，产生小分子气体，保留不饱和度更高的芳香基主体或一定程度上缩合成更大的芳烃，因此低温煤焦油或中温煤焦油焦化反应生成重蜡油的过程，不应是追求提高其质量、而应是追求提高其数量。即控制温度宜低不宜高，但前提是保证沥青质缩合生焦的同时灰分进入焦碳中的效果。
本发明提出一种煤焦油重油焦化方法，该方法未见报道。
因此，本发明的目的在于提供一种煤焦油重油焦化方法。
发明内容
本发明一种煤焦油重油焦化方法，其特征在于包含以下步骤：
在焦化反应部分，主要由常压沸点高于510℃组分组成的中温煤焦油重油或低温煤焦油重油，完成焦化反应转化为常规气体烃、焦化生成油和焦碳。
本发明特征进一步在于：焦化反应部分操作条件通常为：温度为400～550℃、压力为常压～2.0MPa。焦化反应部分优选的操作条件为：温度为435～530℃、压力为常压～1.0MPa。焦化反应部分最佳的操作条件为：温度为435～495℃、压力为常压～1.0MPa。
本发明特征进一步在于：焦化反应产物产率为：15～40％的富含液化气组分的常规气体烃、15～35％的焦化生成油、45～65％的焦碳。
本发明所述焦化反应产品的利用方式为：气体中碳1、碳2烃可以用作燃料气或制氢原料；气体中碳3、碳4烃可以用作液化气；可以提取气体中碳3烯烃；可以提取气体中碳4烯烃。为了改善焦化生成油品质，焦化生成油或其馏分可以在加氢处理装置完成加氢改质。
本发明焦化装置与煤焦油分离装置和煤焦油轻馏分加氢装置组合，可以取得节能和降低投资的显著效果，此时，本发明特征进一步在于：初始煤焦油分离装置得到主要由常压沸点低于510℃组分组成的煤焦油轻馏分油和主要由常压沸点高于510℃组分组成的煤焦油重油，至少一部分煤焦油重油的焦化生成油进入煤焦油轻馏分油的加氢处理装置的反应器与催化剂接触发生加氢改质反应。
本发明焦化装置与煤焦油分离装置和焦化生成油加氢装置组合，可以取得节能和降低投资的显著效果，此时，本发明特征进一步在于：初始煤焦油分离装置得到主要由常压沸点低于510℃组分组成的煤焦油轻馏分油和主要由常压沸点高于510℃组分组成的煤焦油重油，至少一部分所述煤焦油轻馏分油进入焦化生成油的加氢处理装置的反应器与催化剂接触发生加氢改质反应。
本发明焦化装置与煤焦油分离装置和煤焦油轻馏分加氢装置组合，可以实现加氢蜡油的热裂化，此时，本发明特征进一步在于：初始煤焦油分离装置得到主要由常压沸点低于510℃组分组成的煤焦油轻馏分油和主要由常压沸点高于510℃组分组成的煤焦油重油，至少一部分所述煤焦油轻馏分油的加氢处理装置产生的蜡油进入焦化反应部分发生焦化反应。
本发明焦化装置与焦化生成油加氢装置组成组合，可以实现加氢蜡油的热裂化，此时，本发明特征进一步在于：至少一部分所述焦化生成油的加氢处理装置产生的蜡油进入焦化反应部分发生焦化反应。
具体实施方式
以下详细描述本发明。
本发明所述压力为绝对压力。
本发明所述的常规沸点指的是物质在一个大气压力下的汽液平衡温度。
本发明所述的常规气体烃指的是常规条件下呈气态的烃类，包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷。
本发明所述的常规液体烃指的是常规条件下呈液态的烃类，包括戊烷及其沸点更高的烃类。
本发明所述的比重，除非特别说明，指的是常压、15.6℃条件下液体密度与常压、15.6℃条件下水密度的比值。
本发明所述的石脑油指的是常规沸点低于200℃的常规液体烃。
本发明所述的柴油组分指的是常规沸点为200～375℃的烃类。
本发明所述的杂质组分指的是原料油中非烃组分的氢化物如水、氨、硫化氢等。
本发明所述的组分的组成或浓度或含量或收率值，除非特别说明，均为重量基准值。
初始煤焦油分离装置得到主要由常压沸点低于510℃组分组成的煤焦油轻馏分油和主要由常压沸点高于510℃组分组成的煤焦油重油。
本发明所述的煤焦油重油，通常主要指的是中温煤焦油重油或低温煤焦油重油，含有大量多环芳烃、胶质、沥青质、灰分、金属。
本发明所述的煤焦油重油焦化生成油，指的是煤焦油重油的焦化过程生成的常规液体烃，通常它含有石脑油组分、柴油组分、蜡油组分和更重组分。本发明所述的煤焦油重油焦化生成油，可以是一个产品，也可以是两个或多个窄馏分产品，也可以是多个窄馏分产品中的一个产品或几个产品的混合物。
本发明所述的煤焦油轻馏分油，通常含有石脑油组分、柴油组分、蜡油组分、更重组分中的一个或几个组分。本发明所述的煤焦油轻馏分油，可以是一个产品，也可以是两个或多个窄馏分产品，也可以是多个窄馏分产品中的一个产品或几个产品的混合物。
按照本发明所述煤焦油重油焦化方法，主要由常压沸点高于510℃组分组成的中温煤焦油重油或低温煤焦油重油，在焦化反应部分完成焦化反应转化为常规气体烃、焦化生成油和焦碳。
本发明焦化反应部分操作条件通常为：温度为400～550℃、压力为常压～2.0MPa。焦化反应部分优选的操作条件为：温度为435～530℃、压力为常压～1.0MPa。焦化反应部分最佳的操作条件为：温度为435～495℃、压力为常压～1.0MPa。
本发明所述焦化反应产物产率为：15～40％的富含液化气组分的常规气体烃、15～35％的焦化生成油、45～65％的焦碳。
本发明所述焦化反应产品的利用方式为：气体中碳1、碳2烃可以用作燃料气或制氢原料；气体中碳3、碳4烃可以用作液化气；可以提取气体中碳3烯烃；可以提取气体中碳4烯烃。为了改善焦化生成油品质，焦化生成油或其馏分可以在加氢处理装置完成加氢改质。
本发明焦化装置与煤焦油分离装置和煤焦油轻馏分加氢装置组合，可以取得节能和降低投资的显著效果。初始煤焦油分离装置得到主要由常压沸点低于510℃组分组成的煤焦油轻馏分油和主要由常压沸点高于510℃组分组成的煤焦油重油，至少一部分煤焦油重油的焦化生成油进入煤焦油轻馏分油的加氢处理装置的反应器与催化剂接触发生加氢改质反应。
本发明焦化装置与煤焦油分离装置和焦化生成油加氢装置组合，可以取得节能和降低投资的显著效果。初始煤焦油分离装置得到主要由常压沸点低于510℃组分组成的煤焦油轻馏分油和主要由常压沸点高于510℃组分组成的煤焦油重油，至少一部分所述煤焦油轻馏分油进入焦化生成油的加氢处理装置的反应器与催化剂接触发生加氢改质反应。
本发明焦化装置与煤焦油分离装置和煤焦油轻馏分加氢装置组合，可以实现加氢蜡油的热裂化。初始煤焦油分离装置得到主要由常压沸点低于510℃组分组成的煤焦油轻馏分油和主要由常压沸点高于510℃组分组成的煤焦油重油，至少一部分所述煤焦油轻馏分油的加氢处理装置产生的蜡油进入焦化反应部分发生焦化反应。
本发明焦化装置与焦化生成油加氢装置组成组合，可以实现加氢蜡油的热裂化。至少一部分所述焦化生成油的加氢处理装置产生的蜡油进入焦化反应部分发生焦化反应。
与已知煤焦油焦化工艺相比，本发明的优点在于：降低气体产率，显著提高煤焦油重油利用价值；显著降低焦化装置规模、投资和能耗。
实施例
中温煤焦油＞520℃重油，其性质数据见表1：
表1 中温煤焦油重油性质数据
| 项目 | 试样1 | 试样2 |
| 硫，％ | ～0.32 | ～0.48 |
| 氮，％ | ～0.78 | ～0.98 |
| 残炭，％ | ～32 | ～45 |
| 沥青质 | ～41 | ～52 |
中温煤焦油重油焦化反应条件为：温度为430～510℃、压力为常压～1.5MPa。焦化反应产品分布为：产率为19.4～33.7％的富含液化气组分的常规气体烃、产率为17.2～32.6％的焦化生成油、产率为47.3～58.8％的焦碳。采用本发明方法回收焦化反应产品。
Claims (15)
1.一种煤焦油重油焦化方法，其特征在于包含以下步骤：
在焦化反应部分，主要由常压沸点高于510℃组分组成的中温煤焦油重油或低温煤焦油重油，完成焦化反应转化为常规气体烃、焦化生成油和焦碳。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
焦化反应条件为：温度为400～550℃、压力为常压～2.0MPa。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
焦化反应产物产率为：15～40％的富含液化气组分的常规气体烃、15～35％的焦化生成油、45～65％的焦碳。
4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：
气体中碳1、碳2烃用作燃料气。
5.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：
气体中碳1、碳2烃用作制氢原料。
6.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：
气体中碳3、碳4烃用作液化气。
7.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：
提取气体中碳3烯烃。
8.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：
提取气体中碳4烯烃。
9.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：
焦化生成油在加氢处理装置完成加氢改质。
10.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：
初始煤焦油分离装置得到主要由常压沸点低于510℃组分组成的煤焦油轻馏分油和主要由常压沸点高于510℃组分组成的煤焦油重油，至少一部分煤焦油重油的焦化生成油进入煤焦油轻馏分油的加氢处理装置的反应器与催化剂接触发生加氢改质反应。
11.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：
初始煤焦油分离装置得到主要由常压沸点低于510℃组分组成的煤焦油轻馏分油和主要由常压沸点高于510℃组分组成的煤焦油重油，至少一部分所述煤焦油轻馏分油进入焦化生成油的加氢处理装置的反应器与催化剂接触发生加氢改质反应。
12.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：
初始煤焦油分离装置得到主要由常压沸点低于510℃组分组成的煤焦油轻馏分油和主要由常压沸点高于510℃组分组成的煤焦油重油，至少一部分所述煤焦油轻馏分油的加氢处理装置产生的蜡油进入焦化反应部分发生焦化反应。
13.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：
至少一部分所述焦化生成油的加氢处理装置产生的蜡油进入焦化反应部分发生焦化反应。
14.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：
焦化反应部分操作条件为：温度为435～530℃、压力为常压～1.0MPa。
15.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：
焦化反应部分操作条件为：温度为435～495℃、压力为常压～1.0MPa。
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