CN103695031B

CN103695031B - 一种由煤焦油生产柴油兼产船用燃料油调和组分的方法

Info

Publication number: CN103695031B
Application number: CN201310735016.2A
Authority: CN
Inventors: 吴建明
Original assignee: CHENGDU BOSHENG ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Sichuan Tian Zhou General Aviation Technology Co., Ltd.
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2015-07-22
Anticipated expiration: 2033-12-27
Also published as: CN103695031A

Abstract

本发明公开一种由煤焦油生产柴油兼产船用燃料油调和组分的方法，解决现有燃料油会造成很大的环境污染以及利用率低的问题。本发明包括以下步骤：（1）煤焦油全馏分与氢气混合后，在浆态床反应器中进行预加氢反应；（2）预加氢反应产物经过气液分离和分馏，将液体产物分馏为轻组分和重组分，重组分一部分作为船用燃料油排出装置；剩余重组分和轻组分混合后进入固定床加氢精制反应器进行反应；（3）加氢精制反应器流出物进入加氢裂化反应器进行加氢裂化反应；（4）加氢裂化反应器流出物经过气液分离和分馏，即得石脑油和柴油。本发明可以降低煤焦油加氢脱氧和烯烃饱和步骤的强放热造成的传统固定床出现的热点，提高煤焦油加氢装置的运行平稳性。

Description

一种由煤焦油生产柴油兼产船用燃料油调和组分的方法

技术领域

本发明涉及一种由煤焦油生产柴油兼产船用燃料油调和组分的方法。

背景技术

煤焦油是以芳香烃为主的有机混合物，可以加工成各种化学品，也可以加工成高品质燃料油。煤焦油是炼焦工业及煤气化工业的重要副产品。随着我国经济建设，特别是钢铁工业的不断深入发展，焦化工业也随之迅速发展起来，现我国已发展成为世界最大的焦炭和煤焦油生产国家。到目前为止全国煤焦油产量已超过1500万吨/年，而煤焦油实际深加工量不足800万吨/年，资源浪费严重。随着煤焦化产业的发展，煤焦油的产量在不断增加，因此煤焦油的清洁加工对我国的经济发展有着深远影响。

随着世界经济和中国经济的快速发展，作为燃料的石油资源越来越紧张，石油价格已从几年前的20多美元涨到现在的近100美元，而且随着中国和印度等发展中国家的经济持续稳定增长，石油越来越紧缺，我国现在的石油进口量已超过2亿多吨，占整个消费量的一半多，而且这个趋势还在继续，所以新的替补能源或燃料的出现，对我国国民经济的发展有着至关重要的意义。

目前国内大多数企业是直接将煤焦油出售，不仅附加值低，而且给环境造成了很大的污染。于是如何合理利用煤焦油资源，提高企业的经济效益变的越来越重要并且越来越迫切。以煤焦油为原料采用加氢工艺制取清洁燃料油，不仅符合国家开拓新能源、保护环境等政策的要求，同时也能为企业带来良好的经济效益。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种可以提高煤焦油原料的利用率，同时可生产硫含量小于10μg/g，十六烷值高于45的清洁柴油馏分和硫含量低于0.3%、总潜在沉淀物低于0.01%的优质船用燃料油的方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种由煤焦油生产柴油兼产船用燃料油调和组分的方法，包括以下步骤：

（1）将煤焦油全馏分与氢气混合后，在浆态床反应器中进行预加氢反应；

（2）浆态床反应器预加氢反应产物经过气液分离和分馏，将液体产物分馏为轻组分和重组分，重组分一部分作为船用燃料油排出装置；剩余重组分和轻组分混合后进入固定床加氢精制反应器进行反应，

（3）固定床加氢精制反应器流出物进入加氢裂化反应器进行加氢裂化反应；

（4）加氢裂化反应器流出物经过气液分离和分馏，将液体产物分馏为石脑油和柴油。

进一步地，按重量计，所述步骤（2）的重组分中饱和烃含量≤20%，四环及四环以上芳烃含量≤3%，双环芳烃和三环芳烃的总含量≥50%。

再进一步地，所述浆态床反应器的操作条件为温度200～300℃，压力2.0～8.0MPa，空速0.1～2.0h^-1，氢油体积比800～3000：1。

更进一步地，所述固定床加氢精制反应器的操作条件为温度370～420℃，压力12.0～20.0MPa，空速0.1～1.0h^-1，氢油体积比800～3000:1。

另外，所述固定床氢裂化反应器的操作条件为反应温度340～390℃，压力12.0～20.0MPa，空速0.5～3.0h^-1，氢油体积比500～1000:1。

为了更好的实现本发明，所述浆态床反应器中设有浆态床加氢催化剂；所述固定床加氢精制反应器中设有固定床加氢精制催化剂；所述加氢裂化反应器中设有加氢裂化催化剂。

作为一种优选，所述浆态床加氢催化剂孔容高于固定床加氢精制催化剂。

本发明具有以下优点及有益效果：

（1）本发明采用浆态床反应器对煤焦油进行加氢预处理，可以降低煤焦油加氢脱氧和烯烃饱和步骤的强放热造成的传统固定床出现的热点，提高煤焦油加氢装置的运行平稳性；另外，浆态床反应器在低压下操作，可以降低装置整体投资。

（2）本发明在煤焦油全馏分全部转化为高价值产品的同时，降低了煤焦油加氢氢耗。

（3）本发明可在缓和的操作条件下生产硫含量小于10μg/g，十六烷值高于45的清洁柴油馏分；另外，能够生产硫含量低于0.3％、总潜在沉淀物低于0.01％的优质船舶燃料油。

（4）本发明控制浆态床反应器操作条件，优化浆态床反应产物重组分的烃类组成，在缓和的加氢条件下，使船用燃料油具有较高的稳定性能。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

其中，附图中标记对应的零部件名称为：

1-氢气，2-煤焦油全馏分，3-浆态床反应器，4-第一分馏系统，5-重组分，6-轻组分，7-气体，8-固定床加氢精制反应器，9-加氢裂化反应器，10-第二分馏系统，11-柴油馏分，12-石脑油馏分。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例1

本实施例中浆态床反应器中加入的浆态床加氢催化剂为Co-Mo型加氢催化剂，固定床加氢精制反应器中的固定床加氢精制催化剂为Ni-W型加氢催化剂，加氢裂化反应器中的加氢裂化催化剂为Ni-W型加氢催化剂，三种催化剂物化性质如下表1：

表1 催化剂物化性质

	浆态床加氢催化剂	固定床加氢精制催化剂	加氢裂化催化剂
				比表面积，m²/g	287	120	152
孔容，mL/g	0.85	0.37	0.39
				可几孔径，nm	11.8	7.2	7.0
载体	γ-Al₂O₃	γ-Al₂O₃	γ-Al₂O₃
				氧化钴，%	4.7	/	/
氧化钼，%	15.2	/	/
				氧化镍，%	/	4.2	3.9
氧化钨，%	/	27.4	25.6

实施例中煤焦油性质如下表2：

表2 煤焦油全馏分原料性质

20℃密度/(kg/m³)	1.058
		50℃粘度/(mm²/s)	93.46
O含量/%	8.50
		C含量/%	82.71
H含量/%	8.35
		S含量/%	0.26
N含量/%	0.57
		馏程,D-1160/℃
IBP	195
		10%	279
30%	327
		50%	365
70%	392
		90%	435
95%	471

如图1所示，首先在浆态床反应器内装填表1所述浆态床催化剂200mL，固定床反应器内装填表1所述固定床加氢精制催化剂100mL；然后将煤焦油全馏分2和氢气1加入浆态床反应器3内进行预加氢反应，其中进料量为105.8g/h，反应后，浆态床出口液体船务经过分馏系统4，得到重组分5和轻组分6，另外还会产生气体7，其中重组分产量29.6g/h，轻组分产量69.9g/h，其余为反应生成的水。其中重组分以15g/h的进料量和轻组分混合后进入固定床加氢精制反应器8，剩余重组分作为船用燃料油产品排出装置。固定床加氢精制反应器流出物进入加氢裂化反应器9进行加氢裂化反应，加氢裂化反应器流出物中的液体产物经蒸第二分馏系统10蒸馏后得到石脑油馏分12和柴油馏分11。上述设备均是现有设备，可直接从市场上购买，故其结构不在此叙述。

浆态床反应器操作条件为：平均反应温度为230℃，氢分压6.0MPa，空速0.5h^-1，氢油体积比1500。

固定床加氢精制反应器操作条件为：平均反应温度为380℃，氢分压15.0MPa，空速0.5h^-1，氢油体积比1500。

固定床加氢裂化反应器操作条件为：平均反应温度为355℃，氢分压15.0MPa，空速1.5h^-1，氢油体积比700。

浆态床加氢产物的重组分及加氢裂化产品油切割得到的石脑油馏分、柴油馏分的性质见表3。本实施例煤焦油全馏分加氢氢耗为5.1%。

表3 液体产品性质

	石脑油	柴油	预加氢产物重组分
				20℃密度/(kg/m³)	0.7763	0.8522	0.9611
50℃粘度/（mm²/s）	/	4.01	72.62
				S含量/(μg/g)	2.3	5.9	1900
凝固点/℃	/	-5	21
				闪点/℃	/	65	/
十六烷值	/	45.1	/
				饱和烃含量/％	/	/	15.3
双环芳烃含量/％	/	/	45.3
				三环芳烃含量/％	/	/	6.1
四环及以上芳烃含量/％	/	/	1.9
				总潜在沉淀物/％	/	/	0.008
馏程/℃	D-86	D-86	D-1160
				IBP	42	163	355
50	105	286	386
				95	/	/	433
FBP	160	351	/

由表3数据可以看出，采用本发明进行煤焦油全馏分加氢，产品石脑油、柴油均为低硫液体燃料，其中柴油馏分硫含量低于10μg/g，十六烷值高于45，是非常清洁的车用柴油调和组分。预加氢产物重组分硫含量为1900μg/g（0.19％），远低于180＃和380＃船舶燃料油对硫含量3.5％的要求，50℃运动粘度仅为72.62mm²/s，远低于180＃和380＃船舶燃料油要求的180 mm²/s和380 mm²/s，其总潜在沉淀物为0.008％，表明该燃料油的稳定性能较优，是非常优质的船舶燃料油或船舶燃料油调和组分。

实施例2

本实施例与实施例1的区别点在于将浆态床反应器进行提压操作，原料进料量及抽出的船舶燃料油量与实施例1相同。加氢裂化液体产物经蒸馏釜蒸馏后得到石脑油馏分和柴油馏分。

本实施例的浆态床反应器操作条件为: 平均反应温度为230℃，氢分压15.0MPa，空速0.5h^-1，氢油体积比1500。

浆态床加氢产物的重组分及加氢裂化产品油切割得到的石脑油馏分、柴油馏分的性质见表4。本实施例煤焦油全馏分加氢氢耗为5.1%。

表4 液体产品性能

由表4数据可以看出，采用本流程进行煤焦油全馏分加氢，产品石脑油、柴油均为低硫液体燃料，其中柴油馏分硫含量低于10μg/g，十六烷值高于45，是非常清洁的车用柴油调和组分。预加氢产物重组分硫含量为1900μg/g（0.19％），远低于180＃和380＃船舶燃料油对硫含量3.5％的要求，50℃运动粘度仅为72.62mm²/s，远低于180＃和380＃船舶燃料油要求的180 mm²/s和380 mm²/s，是非常优质的船舶燃料油。但在此工况下反应总氢耗为5.7％，高于实施例中氢耗近12个百分点。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种由煤焦油生产柴油兼产船用燃料油调和组分的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（4）加氢裂化反应器流出物先后经过气液分离、分馏，将液体产物分馏为石脑油和柴油；

其中，按重量计，所述步骤（2）的重组分中饱和烃含量≤20%，四环及四环以上芳烃含量≤3%，双环芳烃和三环芳烃的总含量≥50%；

所述固定床加氢精制反应器中设有固定床加氢精制催化剂。

2. 根据权利要求1所述的一种由煤焦油生产柴油兼产船用燃料油调和组分的方法，其特征在于，所述浆态床反应器的操作条件为温度200～300℃，压力2.0～8.0MPa，空速0.1～2.0h^-1，氢油体积比800～3000：1。

3. 根据权利要求2所述的一种由煤焦油生产柴油兼产船用燃料油调和组分的方法，其特征在于，所述固定床加氢精制反应器的操作条件为温度370～420℃，压力12.0～20.0MPa，空速0.1～1.0h^-1，氢油体积比800～3000:1。

4. 根据权利要求3所述的一种由煤焦油生产柴油兼产船用燃料油调和组分的方法，其特征在于，所述加氢裂化反应器的操作条件为反应温度340～390℃，压力12.0～20.0MPa，空速0.5～3.0h^-1，氢油体积比500～1000:1。

5. 根据权利要求4所述的一种由煤焦油生产柴油兼产船用燃料油调和组分的方法，其特征在于，所述浆态床反应器中设有浆态床加氢催化剂。

6. 根据权利要求5述的一种由煤焦油生产柴油兼产船用燃料油调和组分的方法，其特征在于，所述加氢裂化反应器中设有加氢裂化催化剂。

7. 根据权利要求6所述的一种由煤焦油生产柴油兼产船用燃料油调和组分的方法，其特征在于，所述浆态床加氢催化剂孔容高于固定床加氢精制催化剂。