CN103740417A - 柴油调和组分及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柴油调和组分及其生产方法。该柴油调和组分包括煤直接液化柴油、煤间接液化柴油和润滑性添加剂。仅将煤直接液化柴油（DDCL）和煤间接液化柴油（DICL）作为原料进行调和，并向调和燃料中添加润滑性添加剂，从而得到了密度、凝点、冷滤点、粘度以及十六烷值等指标满足要求的清洁柴油调合组分，尤其是将DDCL和DICL进行优化调配，得到了符合国Ⅳ或京Ⅴ车用柴油新标准使用的清洁柴油产品。该工艺方法成本低、过程简单、易于操作。

Description

柴油调和组分及其生产方法

技术领域

本发明涉及煤液化油深度加工技术领域，具体而言，涉及一种柴油调和组分及其生产方法。

背景技术

我国国民经济的高速发展对能源的需求持续旺盛，自1993年起我国成为石油净进口国以来，石油供需缺口逐年扩大，原油对外依存度逐年升高，2006年原油对外依存度为43%，2007年超过46%，预计2020年将达到60%。国际石油市场的波动和变化将直接影响我国经济乃至政治的安全和稳定。通过非石油路线合成液体燃料解决液体燃料供需问题，不仅满足国家能源战略安全要求，而且对国民经济长期稳定可持续发展具有重要的促进作用。

煤液化生产液体燃料是煤洁净转化和高效利用的重要途径，也是弥补石油资源不足的有效方法之一。煤炭液化是把固体煤炭通过化学加工过程，使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术。煤的液化方法主要分为煤的直接液化和煤的间接液化两大类，煤直接液化是煤在氢气和催化剂作用下，通过加氢裂化转变为液体燃料的过程。煤间接液化是以煤为原料，先气化制成合成气，然后通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程。

近几年，全国汽车工业高速发展，汽车产销量和保有量不断攀升，汽车排放污染已成为城市和城市群空气污染的重要来源，其中主要包括氮氧化合物、碳氢化合物、一氧化碳和颗粒物等。可见机动车的使用在为人们的生活带来便捷和舒适的同时，也在消耗大量能源并对人们的生存环境造成污染。重型柴油车第四阶段排放标准（GB17691-2005车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限制及测量方法（中国III、IV、V阶段））已于2012年7月1日在全国范围内正式实施。可见更加严格排放标准的制定和实施对车用燃料品质提出了更高的要求。国家在“十二五”规划中也特别强调“要加大机动车尾气治理力度，深化颗粒物污染防治”。车用燃料是汽车排放污染的来源，因此必须提高车用燃料的质量，才能在源头上降低汽车排放污染物，而目前供应的车用柴油远未达到现阶段排放标准的质量要求。

现有技术中制备柴油和柴油调合组分的工艺较多，如专利CN101928600B公开了一种由煤制取的油生产柴油或柴油调和组分的方法，该方法中公开了利用费托合成油与煤直接液化油得到的混合油再经过加氢精制和加氢异构裂化后分馏得到柴油产品或柴油调和组分，在费托合成油与煤直接液化油两种原料中，费托合成油的链烷烃含量高，可以直接通过加氢异构裂化提质加工；煤直接液化油的芳香烃含量高，可以直接通过加氢精制提质加工，而该专利中将两者混合后再提质，针对性不强。

专利CN1896181A公开了一种煤直接液化油生产高十六烷值柴油的方法。该方法将煤直接液化油通过加氢精制及加氢改质，虽然生产出了十六烷值为45的柴油，但由于煤直接液化柴油本身十六烷值不高，很难满足国Ⅳ和京Ⅴ车用柴油新标准中十六烷值的指标要求。

专利CN1780899A公开了一种由低温费托原料生产合成的低硫柴油燃料的方法。该方法将费托合成油分馏出柴油馏分，再将柴油馏分和石油基柴油混合得到柴油燃料。该工艺方法获得的柴油燃料中硫含量较高，无法满足车用柴油京Ⅴ新标准（硫含量不大于10ppm）要求。

为迎合车用柴油新标准的要求，目前需要找到一种操作简单、成本低的柴油调和组分的生产方法。

发明内容

本发明旨在提供一种柴油调和组分及其生产方法，该柴油调和组分能够满足国Ⅳ或京Ⅴ车用柴油新标准要求，且工艺成本低、过程简单、易于操作。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种柴油调和组分，包括煤直接液化柴油、煤间接液化柴油和润滑性添加剂。

进一步地，煤直接液化柴油和煤间接液化柴油的重量比为5:95～95:5。

进一步地，煤直接液化柴油和所述煤间接液化柴油的重量比为5:95～30:70。

进一步地，煤直接液化柴油和煤间接液化柴油的重量比为50:50～90:10。

进一步地，煤直接液化柴油和煤间接液化柴油的重量比为50:50～80:20，优选为50:50～70:30。

进一步地，润滑性添加剂包括脂肪酸类化合物、醇醚类化合物、胺类化合物和酯类化合物中的一种或多种。

进一步地，润滑性添加剂为脂肪酸甲酯、羧酸、脂肪酰胺酯或脂肪醇。

进一步地，以柴油调和组分为基准，润滑性添加剂的添加量为50～10000ppm，优选为100～750ppm。

根据本发明的另一方面，提供了一种柴油调和组分的生产方法，将煤直接液化柴油、煤间接液化柴油以及润滑性添加剂调合，得到柴油调和组分。

进一步地，包括以下步骤：将煤直接液化柴油和煤间接液化柴油调合，得到调合燃料；以及向调合燃料中添加润滑性添加剂，得到柴油调和组分。

应用本发明的技术方案，仅将煤直接液化柴油（DDCL）和煤间接液化柴油（DICL）作为原料进行调和，并向调和燃料中添加润滑性添加剂，从而得到了密度、凝点、冷滤点、粘度以及十六烷值等指标满足要求的清洁柴油调合组分，尤其是将DDCL和DICL进行优化调配，得到了符合国Ⅳ或京Ⅴ车用柴油新标准使用的清洁柴油产品。该工艺方法成本低、过程简单、易于操作。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

一般根据煤制液化燃油的液化工艺不同，将其分为煤直接液化柴油（Diesel of Direct CoalLiquefaction，以下简称DDCL)和煤间接液化柴油（Diesel of Indirect Coal Liquefaction，以下简称DICL)两种。随着国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ用柴油标准的强制执行，符合新标准的车用柴油生产也全面实施，新标准对硫含量提出了更严格的要求。与石油基柴油相比，DICL芳烃含量低、几乎不含硫氮，柴油的十六烷值可达70～80以上，其中芳烃含量低、硫氮含量低是石油基清洁燃料所追求的，但DICL的密度较低，一般低于0.78g/cm³，影响了体积油耗，且硫含量和芳烃含量低会造成润滑性差，影响车辆燃油供给系统的寿命，不能直接用作车用柴油。而DDCL的十六烷值低（一般在40左右），密度高，只通过常规的加氢改质条件很难直接生产出合格柴油产品。

而现有技术中为了生产柴油产品及柴油调和组分，采用的工艺比较复杂。考虑到DDCL和DICL自身所存在的缺陷，本发明提供了一种柴油调和组分，包括煤直接液化柴油、煤间接液化柴油和润滑性添加剂。其中DDCL为煤直接液化油经加氢精制、加氢改质工艺得到的柴油组分，DICL为煤间接液化油经加氢裂化、异构化工艺得到的柴油组分。

本发明仅将煤直接液化柴油（DDCL）和煤间接液化柴油（DICL）作为原料进行调和，并向调和燃料中添加润滑性添加剂，从而得到了密度、凝点、冷滤点、粘度以及十六烷值等指标满足要求的柴油调合组分，尤其是将DDCL和DICL进行优化调配，得到了符合国Ⅳ或京Ⅴ车用柴油新标准使用的清洁柴油产品。该工艺方法成本低、过程简单、易于操作。

优选地，煤直接液化柴油和煤间接液化柴油的重量比为5:95～95:5。将两种液化柴油的调合比例限定在上述范围内进行调和就能够得到满足要求的清洁燃料。

根据煤直接液化柴油和煤间接液化柴油之间调合比例的不同，可以得到具有不同性能参数的柴油调合组分。当煤直接液化柴油和煤间接液化柴油的重量比为5:95～30:70时，可以得到十六烷值柴油调和组分，该柴油调和组分可以提高调和基础油十六烷值。

进一步优选地，当煤直接液化柴油和煤间接液化柴油的重量比为50:50～90:10时，可以得到作为车用国Ⅳ柴油产品，该柴油调合组分具有硫含量和芳烃含量低的优势。最优选地，当煤直接液化柴油和煤间接液化柴油的重量比为50:50～80:20时，可以得到作为车用京Ⅴ柴油产品。

为了保证调和组分润滑性达标，本发明在调合煤直接液化油柴油产品和煤间接液化柴油产品时还添加了润滑性添加剂，其中润滑性添加剂包括脂肪酸类化合物、醇醚类化合物、胺类化合物和酯类化合物中的一种或多种。一般认为在深度加氢脱硫过程中，同时将具有润滑性能的含氧化合物、含氮化合物、芳烃和多环芳烃以及其它具有润滑性的组分脱除，使得低硫柴油抗磨性显著变差，通过添加润滑性添加剂能够改善其润滑性，保证柴油调和组分的润滑性满足车用柴油新标准要求（不大于460μm），从而使柴油发动机的内部件的磨损保持在正常范围内。优选地，润滑性添加剂为脂肪酸甲酯、羧酸、脂肪酰胺酯或脂肪醇，采用这些润滑性添加剂具有添加量少、与柴油调和组分相容性好且价格低廉的优势。

从经济角度考虑，以柴油调和组分为基准，优选润滑性添加剂的添加量为50～10000ppm。如果润滑性添加剂的添加量过多，则会增加生产成本；如果添加量过少，则会影响调和燃料的润滑性，导致柴油调和组分无法达标，因此，经综合考虑，本发明将润滑性添加剂的添加量限定在50～10000ppm的范围内，这样既能达到预定效果又不会导致成本增加过多，造成浪费。进一步优选地，润滑性添加剂的添加量为100～750ppm。

根据本发明的另一方面，提供了一种柴油调和组分的生产方法，将煤直接液化柴油、煤间接液化柴油以及润滑性添加剂调合，得到柴油调和组分。该工艺方法成本低、过程简单、易于操作。

优选地，柴油调和组分的生产方法包括以下步骤：将煤直接液化柴油和煤间接液化柴油调合，得到调合燃料；以及向调合燃料中添加润滑性添加剂，得到柴油产品或柴油调合组分。采用先将煤直接液化柴油和煤间接液化柴油调合后再添加润滑性添加剂的方式可以保证两者具有良好的相容性，减少润滑性添加剂的调配次数和加剂量，具有操作简单、成本低等优势。本发明优选上述调合方式但并不局限于此，还可以将润滑性添加剂分别添加到煤直接液化油和煤间接液化油中，然后再将添加有润滑性添加剂的煤直接液化油和添加有润滑性添加剂的煤间接液化油调合，从而得到柴油产品和柴油调合组分。

下面结合具体实施例进一步说明本发明的有益效果。

采用神华煤直接液化示范厂提供的DDCL和DICL，具体性质见表1，润滑性添加剂的性质见表2。从表1可见，DDCL的密度大，硫氮含量低，凝点、冷滤点低，多环芳烃低，十六烷值、润滑性不达标；而DICL密度小，硫氮含量低，多环芳烃低，十六烷值高，润滑性不达标。

表1.DDCL和DICL的性质

表2.润滑性添加剂的性质

由表2可见，选择了酯类化合物、脂肪酸类化合物、胺类化合物、醇醚类化合物四种类型的润滑性添加剂进行试验。按照表3中的重量比调合DDCL和DICL，同时向调合燃料中加入表2中的润滑性添加剂使得柴油调合组分的润滑性达标，得到满足车用国Ⅳ或京Ⅴ柴油产品或具有其他性能的柴油调合组分。

表3.柴油调合组分及标准对比

表4国Ⅳ和京Ⅴ柴油标准

样品名称	国Ⅳ柴油标准	京Ⅴ柴油标准
			密度（20℃）/(g/cm3)	810-850/790-840	800-845/790-840
硫含量/(g/g)	≤50	≤10
			酸度/(mgKOH/100mL)	≤7	≤7
粘度(20℃)/(mm2/s)	3.0-8.0/2.5-8.0/1.8-7.0	2.5-7.5/2.0-7.5/1.3-6.5
			氧化安定性/(mg/100mL)	≤2.5	≤2.5
残炭（10%）/%	≤0.3	≤0.3
			灰分/%	≤0.01	≤0.01
铜片腐蚀（50℃,3h)/级	≤1	≤1
			凝点/℃	≤-50	≤-35
冷滤点/℃	≤-44	≤-29
			闪点（闭口）/℃	≥55/50/45	≥55
十六烷值	≥49/46/45	≥51/49/47
			润滑性,磨痕直径(60℃）/μm	≤460	≤460
色度/色号	-	≤3.5
			多环芳烃/%	≤11	≤11
脂肪酸甲酯/v%	≤1.0	≤0.5
			馏程D-86（实测）/℃
50%	≤300	≤300
			90%	≤355	≤355
95%	≤365	≤365

由表3和表4可以看出，当DDCL和DICL的重量调和比为5:95～50:50（不包括50:50），得到的柴油调合组分密度低，除此之外的其他指标均能满足国Ⅳ柴油标准，且其十六烷值比标准高较多，适合作为国Ⅳ柴油十六烷值调和组分。

当DDCL和DICL的重量调和比为50:50～70:30时，得到的柴油调合组分能够满足国Ⅳ-20号和国Ⅳ-35号柴油标准，也同时满足京Ⅴ全部牌号标准，可直接作为柴油产品使用。

当DDCL和DICL的重量调和比为70:30～80:20时，受十六烷值的限制，柴油调和组分只能满足国Ⅳ-35号和-20号柴油标准，也能满足京Ⅴ-35号柴油标准。

当DDCL和DICL的重量调和比为90:10时，柴油调和组分满足国Ⅳ-50号柴油标准。当DDCL和DICL的重量调和比为90:10～95:5时，柴油调和组分除十六烷值外其他指标均满足国Ⅳ柴油标准，且其凝点、冷滤点低，适合作为降凝柴油调和组分。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柴油调和组分，其特征在于，包括煤直接液化柴油、煤间接液化柴油和润滑性添加剂。

2.根据权利要求1所述的柴油调和组分，其特征在于，所述煤直接液化柴油和所述煤间接液化柴油的重量比为5:95～95:5。

3.根据权利要求2所述的柴油调和组分，其特征在于，所述煤直接液化柴油和所述煤间接液化柴油的重量比为5:95～30:70。

4.根据权利要求2所述的柴油调和组分，其特征在于，所述煤直接液化柴油和所述煤间接液化柴油的重量比为50:50～90:10。

5.根据权利要求4所述的柴油调和组分，其特征在于，所述煤直接液化柴油和所述煤间接液化柴油的重量比为50:50～80:20，优选为50:50～70:30。

6.根据权利要求1所述的柴油调和组分，其特征在于，所述润滑性添加剂包括脂肪酸类化合物、醇醚类化合物、胺类化合物和酯类化合物中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的柴油调和组分，其特征在于，所述润滑性添加剂为脂肪酸甲酯、羧酸、脂肪酰胺酯或脂肪醇。

8.根据权利要求1所述的柴油调和组分，其特征在于，以所述柴油调和组分为基准，所述润滑性添加剂的添加量为50～10000ppm，优选为100～750ppm。

9.一种权利要求1至8中任一项所述的柴油调和组分的生产方法，其特征在于，将煤直接液化柴油、煤间接液化柴油以及润滑性添加剂调合，得到所述柴油调和组分。

10.根据权利要求9所述的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述煤直接液化柴油和所述煤间接液化柴油调合，得到调合燃料；以及

向所述调合燃料中添加润滑性添加剂，得到所述柴油调和组分。