CN101870887A - 一种以煤焦油为原料制备柴油的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以煤焦油为原料制备柴油的方法。该方法的主要步骤是将煤焦油过滤除杂、静置脱水、二次脱水、馏分切割、加氢精制得到柴油组分，再添加柴油添加剂组分调和而成。柴油添加剂组分包含十六烷值改进剂、低温流动性改进剂、燃促剂、助溶剂。本发明的优点是：原料来源丰富，工艺通用性强，操作简单、反应条件温和、能耗低、分离效果好、不污染环境，且生产出的调和柴油具有十六烷值高、燃烧性能好、粘度适宜、安全性能好等优点，具有很好的市场应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种以煤焦油为原料生产柴油的方法，尤其涉及一种以煤焦油为主要原料制备柴油组分，再加入柴油添加剂制备柴油的方法。
背景技术
随着经济的发展，我国对石油资源的需求量越来越大，近几年石油的供应紧张趋势已日益明显。我国是一个煤炭资源相对丰富的大国，也是焦炭生产大国，从1993年起，我国焦炭产量一直居世界第一位。进入二十一世纪以来，随着钢铁工业的发展，焦炭产量逐年上升，到2003年已超过一亿五千万吨，全国每年未经深加工、直接当作燃料消费掉的煤焦油有500万余吨，占煤焦油产量的一半，直接作为燃料的煤焦油热值低，废气排放超标，并且产品附加值低，其中很多潜在的价值没有得到有效的开发利用，造成国家煤炭资源的浪费。
因此，如何有效的利用煤焦油一直是各国的研究方向，US4855037介绍了一种加氢处理煤焦油的催化剂和方法，加氢处理后的煤焦油用于延迟焦化。该方法主要是通过改进催化剂的孔径、孔分布和金属组分，并选择合适的工艺条件以提高催化剂的稳定性，该方法主要用于焦化的预处理，并不生产目的产品。且该方法用于处理重质油，操作压力大，投资较大。
文献[燕京，吕才山等，高温煤焦油加氢制取汽油和柴油，石油化工，2006，35(1)：33-36]在实验室小型加氢装置上对全馏分高温煤焦油进行了加氢改质实验，实现了煤焦油的轻质化，获得了优质的汽油、柴油调和组分或燃料油，加氧尾油可以作为优质的催化裂化或加氢裂化掺炼原料。文献[吕子胜，王守峰，用低温煤焦油生产柴油的研究，燃料与化工，2002，33(2)：81-82]，对低温煤焦油进行了加氢精制试验，即用FH-98新型馏分油进行催化加氢精制，试验在不同的氢压、体积空速、氢油体积比和反应温度下进行，所得的加氢油经蒸馏切取180-350℃的柴油馏分，以考察该馏分能否满足柴油的国家标准。
CN1097210A介绍了用中低温煤焦油生产柴油的方法，采用直接化学精炼法，将中低温煤焦油及废液中的水杂合无用组分加以分离，精炼出达到国标的煤焦柴油。CN1117516A介绍了煤焦油制成柴油的方法，采用混合搅拌、催化氧化-蒸馏和合成工艺过程，将煤焦油制成0-35#柴油。上述两种具有工艺简单，投资小，见效快的优点，但柴油产品质量差，只能作为劣质燃料油烧掉，造成大气污染，而且酸碱精制过程污染水源。以上的煤焦油加工工艺大多是先经过蒸馏提取含有某种较多成分的馏分，再经过酸碱洗涤、还原精馏等工艺过程，但该方法产生的酸渣、碱渣难以处理，不利于环境的保护。
发明内容
本发明主要解决的技术问题，是针对现有技术的不足，从而提供了一种以煤焦油为主要原料生产高清洁柴油的方法。
本发明以煤焦油为主要原料制备柴油组分，再添加柴油添加剂制备而成。
本发明中柴油组分的制备包括下述步骤：
a.过滤除杂：将煤焦油进行过滤处理，除去其中的杂质；
b.静置脱水：将除杂质后的煤焦油导入煤焦油贮槽，维持煤焦油的温度在70～80℃，静置36～48h；
c.二次脱水：将静置脱水后的煤焦油加压至490～980KPa，同时加热至130～155℃，在此条件下脱水。
d.馏分切割：将二次脱水后的煤焦油蒸馏分离，分割成≥370℃馏分油和＜370℃馏分油。
e.加氢精制：将小于370℃的馏分油与氢气混合进入加氢精制反应区，反应温度为350～380℃，压力为5～12MPa，氢油体积比为400∶1～3000∶1，空速0.5～1.5h-1，得到柴油组分。
步骤e中优选反应条件为：反应温度为360～370℃，压力为8～10MPa，氢油体积比为500∶1～1300∶1，空速0.7～0.9h-1。
本发明所选用的柴油添加剂由下述重量份的组分组成：
十六烷值改进剂： 20～40份
低温流动性改进剂： 15～28份
燃促剂： 20～45份
助溶剂： 5～10份
十六烷值改进剂由35％～65％的2-甲基丁基硝酸酯与65％～35％的2-甲氧基丁基硝酸酯混合制成；低温流动性改进剂为异丁烯-醋酸乙烯共聚物；所述燃促剂为叔戊基甲醚、助溶剂无水乙醇。
将柴油添加剂的各组分和柴油组分按照下述比例进行调和，生成柴油产品：
十六烷值改进剂 2-8份
低温流动性改进剂 1.5-8份
燃促剂 2-10份
助溶剂 1-3份
柴油组分 40-80份
本发明所采用的十六烷值改进剂是针对前述煤焦油筛选的专用配方的改进剂，有利用提高产品柴油的十六烷值及其稳定性和使用性能。
本发明的有益效果是：本发明以煤焦油为原料生产清洁柴油，大大降低了生产成本，并且可以有效开发大量的替代能源，节约了石油资源，一定程度上缓解了国家能源供应紧张。该项目生产的汽柴油、燃料油作为替代能源具有巨大的市场前景，一方面大力节约石油资源，实现能源互补，改善我国能源供应紧缺的现状，另一方面使大量的煤化、石化、生物质副产物、废料得到有效利用，达到节能减排的效果。本发明中所使用的设备简单、造价适中，工艺流程简单、高效，通过调和、添加复合添加剂，生产出的柴油产品符合国家标准，而且还具有十六烷值高、燃烧性能好、粘度适宜、安全性能好等优点，具有很好的市场应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
将过滤后的煤焦油贮槽内静置脱水，温度维持在70℃，静置36h，使煤焦油和水分离，然后加压至490KPa，加热至130℃，在专门的脱水罐中，完成最终脱水，分离水以液态排出。将脱水后的煤焦油蒸馏分离，分割成≥370℃馏分和＜370℃馏分。
取小于370℃的馏分油与氢气混合进入加氢精制反应区，与加氢精制催化剂接触，加氢精制装置采用气/液并流下流式反应器，在以下反应条件下操作：反应温度360℃，压力8MPa，氢油体积比为500∶1，和空速0.7h-1。加氢精制后得到合格的柴油组分。
将3份2-甲基丁基硝酸酯，2份2-甲氧基丁基硝酸酯，3份异丁烯-醋酸乙烯共聚物，5份叔戊基甲醚，3份无水乙醇加入到50份合格的柴油组分中，搅拌均匀形成柴油产品。
使用的煤焦油性质列于表1：
表1 煤焦油的性质
柴油产品的主要性质如表2所示：
表2 柴油产品的主要性质
| 产品 | 柴油 |
| 产品收率，wt％ | 65％ |
| 产品 | 柴油 |
| 密度(20℃)，g/cm3 | 0.853 |
| 闪点，℃ | ＞55 |
实施例2
将过滤后的煤焦油贮槽内静置脱水，温度维持在80℃，静置48h，使得煤焦油和水分离，然后加压至980KPa，加热至155℃，在专门的脱水罐中，完成最终脱水，分离水以液态排出。将脱水后的煤焦油蒸馏分离，分割成≥370℃馏分和＜370℃馏分。
取小于370℃的馏分油与氢气混合进入加氢精制反应区，与加氢精制催化剂接触，加氢精制装置采用气/液并流下流式反应器，在中等压力条件下操作，反应条件为：反应温度370℃，压力10MPa，氢油体积比为1300∶1，和空速0.9h-1。加氢精制后得到合格的柴油组分。
将2-甲基丁基硝酸酯2份，2-甲氧基丁基硝酸酯1份，异丁烯-醋酸乙烯共聚物6份，叔戊基甲醚8份，无水乙醇2份加入80份合格的柴油组分中，搅拌均匀形成柴油产品。
使用的煤焦油性质列于表3：
表3 煤焦油的性质
柴油产品的主要性质如表4所示：
表4 柴油产品的主要性质
| 产品 | 柴油 |
| 产品收率，wt％ | 64％ |
| 密度(20℃)，g/cm3 | 0.861 |
| 闪点，℃ | ＞55 |
Claims (5)
1.一种以煤焦油为原料制备柴油的方法，其特征在于：它以煤焦油为主要原料制备柴油组分，再添加柴油添加剂制备而成。
2.根据权利要求1所述一种以煤焦油为原料制备柴油的方法，其特征在于：该方法包括下述步骤：
a.过滤除杂：将煤焦油进行过滤处理，除去其中的杂质；
b.静置脱水：将除杂质后的煤焦油导入煤焦油贮槽，维持煤焦油的温度在70～80℃，静置36～48h；
c.二次脱水：将静置脱水后的煤焦油加压至490～980KPa，同时加热至130～155℃，在此条件下脱水。
d.馏分切割：将二次脱水后的煤焦油蒸馏分离，分割成≥370℃馏分油和＜370℃馏分油。
e.加氢精制：将小于370℃的馏分油与氢气混合进入加氢精制反应区，反应温度为350～380℃，压力为5～12MPa，氢油体积比为400∶1～3000∶1，空速0.5～1.5h-1，得到柴油组分。
3.根据权利要求2所述一种以煤焦油为原料制备柴油的方法，其特征在于：所述步骤e中优选反应条件为：反应温度为360～370℃，压力为8～10MPa，氢油体积比为500∶1～1300∶1，空速0.7～0.9h-1。
4.根据权利要求1所述一种以煤焦油为原料制备柴油的方法，其特征在于：所述柴油添加剂由下述重量份的组分组成：
十六烷值改进剂： 20～40份
低温流动性改进剂：15～28份
燃促剂： 20～45份
助溶剂： 5～10份
所述十六烷值改进剂由35％～65％的2-甲基丁基硝酸酯与65％～35％的2-甲氧基丁基硝酸酯混合制成；所述低温流动性改进剂为异丁烯-醋酸乙烯共聚物；所述燃促剂为叔戊基甲醚、助溶剂无水乙醇。
5.根据权利要求1所述一种以煤焦油为原料制备柴油的方法，其特征在于：柴油添加剂各组分和柴油组分按照下述比例进行调和，生成柴油产品：
十六烷值改进剂 2-8份
低温流动性改进剂 1.5-8份
燃促剂 2-10份
助溶剂 1-3份
柴油组分 40-80份
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|---|---|---|---|---|
| CN102766477A (zh) * | 2012-07-13 | 2012-11-07 | 韩钊武 | 一种用煤焦油制备清洁燃料油的方法 |
| CN108690646A (zh) * | 2017-04-12 | 2018-10-23 | 新疆八钢铁股份有限公司 | 一种改进的焦油脱水方法 |
| CN109321272A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-02-12 | 山东恒导石油化工股份有限公司 | 一种煤焦油生产燃料油的制备方法及生产装置 |
| CN113214858A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-08-06 | 智慧分享(黑龙江)新能源科技开发有限公司 | 一种低硫环保锅炉用油的制备方法 |
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2009
- 2009-11-24 CN CN200910310290A patent/CN101870887A/zh active Pending
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