CN101838550B - 一种煤焦油的预处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤焦油的预处理方法，将煤焦油与萃取剂A按质量比1:0.5～1:4混合，并加热至50～150℃，所得混合液在沉降型离心机中进行连续离心分离，分离出可溶物和含杂质的萃取不溶物。本发明方法脱除杂质效果好，煤焦油利用率可达96%以上，且工艺简单、自动化程度高、劳动强度低，适合进行较大规模的煤焦油预处理，适用于煤化工及煤气化等工业副产的全馏分煤焦油进行综合利用和深加工。

Description

一种煤焦油的预处理方法
技术领域
本发明涉及煤焦油的深加工，具体涉及一种在煤焦油加氢前，从煤焦油中脱除杂质的预处理方法。
背景技术
随着世界经济的快速增长，石油作为一种不可再生资源在日趋减少，且原油价格不断攀升，世界能源将面临着十分严峻的挑战。近几年，煤焦油作为一种液体替代能源在迅速发展，其产量也不断增加。目前，煤焦油一般是通过调和后作为劣质燃料来销售，其产品质量差，环境污染严重。所以，煤焦油的深加工和有效利用深受石油化工和煤化工行业的关注和重视。
煤焦油加氢改质生产优质燃料油是煤焦油深加工有效利用的重要途径之一，具有很好的经济效益和环保优势。但是，煤焦油加氢的难点在于：①煤焦油密度较大，流动性差，难于实现连续加氢；②煤焦油原料中灰分等杂质含量高，极易使催化剂中毒、结焦而失活，严重时还会使催化剂床层堵塞，无法实现装置的连续长周期运行。因此，煤焦油在加氢操作前必须进行预处理，降低灰分等杂质含量。
煤焦油加氢前的预处理主要有蒸馏法和萃取法。CN1147575C公开了一种煤焦油经蒸馏预处理后的加氢工艺，煤焦油通过蒸馏得到的煤焦油轻馏分用于催化加氢。但该蒸馏法只利用了煤焦油的轻质馏分加氢，因而煤焦油利用率低，能耗高，经济效益差。申请人在200710034412.7中提出了一种煤焦油的预处理方法，它是利用馏分油和芳烃对煤焦油进行两步萃取脱除了大部分灰分等杂质。另外，申请人在200810030951.8中提出了一种重劣质油的预处理方法，也是利用馏分油对煤焦油进行萃取脱除其大部分杂质。该萃取法虽然提高了煤焦油的利用率，降低了能耗，但采用了重力沉降分离工艺，造成分离时所需储罐多，自动化程度不高，劳动强度大，不适合大规模地对煤焦油进行预处理。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤焦油利用率高、脱除杂质特别是灰分的效果好，且工艺简单、可大规模进行的煤焦油预处理方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种煤焦油的预处理方法，其特征在于：①将煤焦油与萃取剂A按质量比1:0.5～1:4混合，并加热至50～150℃，所述萃取剂A是是柴油、煤油，或从煤焦油加氢装置出来加氢生成油的中间馏分油中的一种或几种；②所得混合液在沉降型离心机中进行连续离心分离，分离出可溶物和含杂质的萃取不溶物，可溶物作为煤焦油加氢改质装置的进料。
步骤②中所得含杂质的萃取不溶物与萃取剂B按质量比1:1～1:4混合，并加热至50～150℃，所述萃取剂B是芳烃溶剂的一种；所得混合液在沉降型离心机中进行连续离心分离，分离出可溶物和含杂质的萃余物，可溶物脱除萃取剂B后与步骤②中所得的可溶物合并作为煤焦油加氢改质装置的进料。
所述煤焦油是煤焦油的切割馏分、脱水后未经任何处理的煤焦油、提取一种或几种化学物质后的煤焦油中的一种。
所述萃取剂A的加入可以有效降低煤焦油的密度、粘度、凝点，能很好的溶解煤焦油中的烷烃和芳烃和少量的胶质、沥青质，有利于煤焦油中有机和无机杂质的沉降分离。同时萃取剂A加入可不需分离，其作为煤焦油加氢过程的稀释剂或进料组分，能够降低了煤焦油加氢进料密度、粘度，有效地调节反应器温升。
所述含杂质的萃取不溶物主要是煤焦油中的Fe、Al、Ca等金属、SiO2等形成的无机灰分，以及高度缩合的沥青质有机化合物、含氧强极性物、碳粉等，也有少量未被萃取的胶质、沥青质。煤焦油预处理脱除杂质的主要目的是降低煤焦油加氢进料中的灰分，萃取不溶物中的其它组分在煤焦油中的含量可用残炭和甲苯不溶物进行表征。
所述萃取剂B对煤焦油中的胶质和沥青质能力要优于萃取剂A，可进一步萃取萃取不溶物中可供加氢利用的有机组分。萃取不溶物是否需要二次萃取分离，可根据萃取不溶物的百分含量的大小，加氢装置的工艺要求，以及煤焦油的性质决定，其最终目的是尽可能提高煤焦油的加氢利用率，同时降低煤焦油原料的灰分含量，有利于煤焦油加氢装置的长周期稳定运行。
所述含杂质的萃余物主要组成与萃取不溶物大部分相同，只是由于进一步的萃取，萃余物中灰分、残炭和甲苯不溶物指标要略高于第一步萃取不溶物。
本发明中离心分离是通过沉降型离心机，如：卧式螺旋沉降离心分离机、碟式离心分离机等进行分离的。在离心力的作用下，使密度较大的重组分不溶物与无机杂质快速沉降下来，得到灰分含量低的混合液。沉降离心分离是根据两种不互溶组分之间密度差的原理来实现分离的。它可将萃取可溶物与萃取不溶物在离心力作用下快速的实现分离。
由于一些重劣质油、煤液化油和页岩油的性质都类似或好于煤焦油，本发明同样也适用于重劣质油、煤液化油和页岩油中灰分等杂质的分离。
本发明有如下优点: 
①采用离心分离工艺，减少了重力沉降分离所需的多个罐之间频繁的切换，简化了工艺流程，因而自动化程度高、劳动强度小、所需储罐数量少、占地面积小，且能耗低，适合五十万吨左右规模的煤焦油加氢原料预处理工艺。
②出渣顺利，且分离效率远远好于重力沉降萃取分离。
③杂质特别是灰分的脱除效果好，有效抑制了催化剂的失活，延缓了装置的运转周期。
④煤焦油利用率可达到96%以上，企业经济效益好。
具体实施方案
 下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但这些实例并不限制本发明的保护范围。
实施例1
将1000g全馏分中、低温煤焦油与500g催化柴油（质量比1:0.5）混合，所得混合液加热至100℃，用卧式螺旋沉降离心分离机进行离心分离，分离出催化柴油可溶物1423g和萃取不溶物77g。将萃取不溶物与308g苯（质量比1:4）混合，所得混合液加热至50℃，在卧式螺旋沉降离心分离机上进行离心分离，分离出356g苯可溶物和29g萃余物。催化柴油可溶物与苯回收后可溶物混合均匀作为煤焦油加氢改质进料组分。煤焦油预处理后的杂质含量及萃取收率见表1。
实施例2
将1000g煤焦油重油(>350℃馏分)与3000g煤焦油加氢装置出来的加氢生成油>160℃馏分油（质量比1:3）混合，所得混合液加热至150℃，用卧式螺旋沉降离心分离机进行第一次离心分离，分离出馏分油可溶物3548g和萃取不溶物452g。将萃取不溶物与904g煤焦油加氢装置出来的加氢生成油柴油馏分混合，所得混合液加热至150℃，在更高分离因数的碟式连续离心分离机上进行第二次离心分离，最终分离出1110g柴油可溶物和246g萃取不溶物。将萃取不溶物与246g甲苯（质量比1:1）混合，所得混合液加热至100℃，在卧式螺旋沉降离心分离机进行离心分离，分离出457g甲苯可溶物和35g萃余物。馏分油可溶物、柴油可溶物与甲苯回收后的可溶物混合均匀作为煤焦油加氢改质进料组分，煤焦油预处理后的杂质含量及萃取收率见表1。
实施例3
将1000g提酚、萘后的煤焦油汽柴油馏分(<350℃馏分)与3000g加氢精制柴油（质量比1:3）混合，所得混合液加热至120℃，用卧式螺旋沉降离心分离机进行离心分离，最终分离出加氢精制柴油可溶物3672g和萃取不溶物328g。将萃取不溶物与656g重芳烃,即C9-C12的芳烃溶剂油（质量比1:2）混合，所得混合液加热至150℃，在卧式螺旋沉降离心分离机进行离心分离，分离出重芳烃可溶物852g和萃余物132g，分出的萃余物再与264g甲苯混合，所得混合液加热至100℃，在更高分离因数的碟式连续离心分离机上进行第二次离心，最终分离出354g甲苯可溶物和22g萃余物。加氢精制柴油可溶物与重芳烃、甲苯回收后的可溶物混合均匀作为煤焦油加氢改质进料组分，煤焦油预处理后的杂质含量及萃取收率见表1。
实施例4
将1000g全馏分中、高温煤焦油与4000g煤油（质量比1:4）混合，所得混合液加热至150℃，用卧式螺旋沉降离心分离机进行离心分离，分离出煤油可溶物4545g和萃取不溶物455g。将萃取不溶物与1820g二甲苯（质量比1:4）混合，所得混合液加热至120℃，在卧式螺旋沉降离心分离机进行离心分离，分离出2235g二甲苯可溶物和40g萃余物。煤油可溶物与二甲苯回收后可溶物混合均匀作为煤焦油加氢改质进料组分，煤焦油预处理后的杂质含量及萃取收率见表1。
实施例5
将1000g提酚后的低温煤焦油与2000g煤焦油加氢装置出来的加氢生成柴油混合（质量比1:2），所得混合液加热至50℃，用卧式螺旋沉降离心分离机进行离心分离，分离出柴油可溶物2972g和萃取不溶物28g。柴油可溶物作为煤焦油加氢改质进料组分，煤焦油预处理后的杂质含量及萃取收率见表1。
Figure 72720DEST_PATH_IMAGE001
注：*实施例5为萃取不溶物数据。
实施例1～5表明，煤焦油经过预处理得到的萃取澄清液中的灰分、残炭、甲苯不溶物含量较低，为下一步加氢改制创造了有利条件。 

Claims (3)

1.一种煤焦油的预处理方法，其特征在于：①将煤焦油与萃取剂A按质量比1:0.5～1:4混合，并加热至50～150℃，所述萃取剂A是柴油、煤油，或从煤焦油加氢装置出来加氢生成油的中间馏分油中的一种或几种；②所得混合液在沉降型离心机中进行连续离心分离，分离出可溶物和含杂质的萃取不溶物，可溶物作为煤焦油加氢改质装置的进料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将步骤②中所得含杂质的萃取不溶物与萃取剂B按质量比1:1～1:4混合，并加热至50～150℃，所述萃取剂B是芳烃溶剂的一种；所得混合液在沉降型离心机中进行连续离心分离，分离出可溶物和含杂质的萃余物，可溶物脱除萃取剂B后与由步骤②所得的可溶物合并作为煤焦油加氢改质装置的进料。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述煤焦油是煤焦油的切割馏分、脱水后未经任何处理的煤焦油、提取一种或几种化学物质后的煤焦油中的一种。 
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