CN107987863A

CN107987863A - 一种利用褐煤直接液化油品制备喷气燃料的工艺方法和装置

Info

Publication number: CN107987863A
Application number: CN201711136358.7A
Authority: CN
Inventors: 吴克; 陈翀; 李守富; 陈作真; 苏天雄; 王敏; 艾晓玉
Original assignee: ZHAOQING CITY SHUNXIN COAL CHEMICAL INDUSTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHAOQING CITY SHUNXIN COAL CHEMICAL INDUSTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd; ZHAOQING SHUNXIN COAL CHEMICAL IND S T CO Ltd
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2017-11-16
Publication date: 2018-05-04

Abstract

本发明公开了一种利用褐煤直接液化油品制备喷气燃料的工艺方法。其由如下步骤组成：1)将褐煤直接液化所得的液化油通过蒸馏工艺切割出轻油馏分和重油馏分；2)将轻油馏分通过加氢精制工艺得到加氢精制油；3)将加氢精制油通过分馏工艺得到喷气燃料、及副产物精制石脑油和液化溶剂油。还公开了一种利用褐煤直接液化油品制备喷气燃料的装置。本发明采用低价褐煤液化生成油，再制备喷气燃料，原料成本低廉；而且工艺流程简单、条件温和、加氢深度适中，适合推广；经本发明能得到高密度、低冰点的喷气燃料，各项重要指标均优于石油基喷气燃料。

Description

一种利用褐煤直接液化油品制备喷气燃料的工艺方法和装置

技术领域

本发明属于煤化工和油品炼制技术领域，具体涉及一种利用褐煤直接液化油品制备喷气燃料的工艺方法和装置。

背景技术

喷气燃料又称航空煤油，是飞机使用的主要燃料。近年来，随着我国航空及航天事业的快速发展，喷气燃料的需求迅速增长，喷气燃料的消费量以每年11％以上速度增长。2015年喷气燃料消费量达到2700万吨。

传统的喷气燃料都是以石油为原料炼制而成，随着石油资源的消耗日益减少，就会出现原料枯竭的问题。而我国的资源特点是富煤、贫油、缺气，我国2016年进口原油3.81亿吨，原油对外依存度65.5％，过快的油气消费增长和过高的对外依存度，给国家能源安全带来了隐患。煤炭是我国的主体能源和重要原料，发展煤炭深加工保障军队燃料供应，既是国家能源战略技术储备和产能储备的需要，也是推进煤炭清洁高效利用和保障国家能源安全的重要举措。因此，以煤作为原料制备喷气燃料能大大缓解这一能源危机现状，相对于传统的石油基喷气燃料而言，煤基喷气燃料具有更高的体积能量密度，可经受更高的温度而不结炭等优点，因此煤基喷气燃料更具发展前景。各项研究表明，煤基喷气燃料完全可以替代传统的喷气燃料，并且已有投入商业应用的实例。

CN105623731B公布了一种以蒽油为原料制取高密度喷气燃料的方法，蒽油经过一段Mo-Ni型催化剂床层和W-Mo-Ni型催化剂床层、320～380℃、反应压力为10～14MPa下加氢精制，二段Ni-W型催化剂床层、320～380℃、反应压力为10～14MPa下加氢饱和，分馏得到高密度喷气燃料，但其反应温度、压力较高，原料成本较高。

CN103305266A公布了一种以煤焦油或煤液化油或煤油共炼油为原料生产军用燃料油的方法，该方法介绍了原料经由预处理、蒸馏、脱酚、加氢、分馏后得到产品为军用燃料，工艺流程比较复杂。

CN105694970A公布了一种煤基高密度喷气燃料的制备方法，煤直接液化油进入强制循环膨胀床加氢反应器，得到的轻、中质馏分进入固定床加氢精制，分馏后可得到符合标准的6号喷气燃料。

肇庆市顺鑫煤化工科技有限公司经过数年的研究，开发出具有自主知识产权的以褐煤为原料的“褐煤热溶催化-分质利用耦合工艺”。该工艺产出的煤基液化油蒸馏油收率达到33％，其液化油品主要由环烷烃、单环及双环的芳烃及其衍生物构成，具有密度大、热值高、体积能量密度高、低硫低氮的特点，非常适合制备需要高密度高能量的喷气燃料及火箭燃料。

发明内容

本发明的第一个目的在于利用上述“褐煤热溶催化-分质利用耦合工艺”获得的液化油，提供一种利用褐煤直接液化油品制备喷气燃料的方法。

本发明的第二个目的在于提供一种实现上述利用褐煤直接液化油品制备喷气燃料的方法的装置。

为达到第一个目的，本发明采用如下技术方案：

一种褐煤直接液化油品制备喷气燃料的工艺方法，由如下步骤组成：

1)将褐煤直接液化所得的液化油通过蒸馏工艺切割出轻油馏分和重油馏分；

2)将轻油馏分通过加氢精制工艺得到加氢精制油；

3)将加氢精制油通过分馏工艺得到喷气燃料，以及副产物精制石脑油和液化溶剂油。

作为优选，1)步骤中，所述蒸馏工艺的切割温度为250℃，切割出的轻油馏分小于250℃，重油馏分大于250℃。

作为优选，2)步骤中，所述加氢精制工艺采用两段式或多段式固定床加氢工艺，其反应温度为300-350℃，反应压力为6-12MPa，体积空速为0.5-1.5h^-1，氢油比为600-1200，氢气浓度不少于80％。

作为优选，2)步骤中，所述加氢精制工艺使用的催化剂的活性组分为VIB族金属催化剂和VIII族金属催化剂的组合；所述加氢工艺使用的催化剂载体为无定型氧化铝、或无定型氧化硅、或它们的混合物。

作为优选，2)步骤中，所述催化剂的孔容≥0.5mL/g，比表面积为150-200m²/g，堆密度为800-1200Kg/m³；所述催化剂的活性组分中金属活性组分为镍、或钴、或钼、或钨、或它们的至少两种的组合；所述活性组分以氧化物计为催化剂的30-50wt％。

作为优选，3)步骤中，所述喷气燃料的分馏切割温度为140-240℃。

为达到第二个目的，本发明采用如下技术方案：

褐煤直接液化油品制备喷气燃料的装置，包括：原料蒸馏塔，用以对褐煤直接液化所得的液化油进行蒸馏切割；加氢精制装置，其进料口通过管路和进料泵与所述原料蒸馏塔的出料口连接；氢气源，其通过第一压缩机和管路与所述加氢精制装置的入料口连接；气液分离装置，其进料口通过管路与所述加氢精制装置的出料口连接；和分馏塔，其进料口通过管路与所述气液分离装置的液相出料口连接。

进一步，本发明还包括第二压缩机，其进料口与所述气液分离装置的气相出料口连接，其出料口与所述加氢精制装置的入料口连接。

作为优选，所述加氢精制装置采用两段式或多段式固定床加氢结构。

本发明采用低价褐煤液化生成油，再制备喷气燃料，原料成本低廉；而且工艺流程简单、条件温和、加氢深度适中，适合推广；经本发明能得到高密度、低冰点的喷气燃料，各项重要指标均优于石油基喷气燃料。

附图说明

图1是本发明所述利用褐煤直接液化油品制备喷气燃料的装置的结构原理图。

图中：

1—原料蒸馏塔；2—进料泵；3—加氢精制装置；4—氢气源；51—第一压缩机；52—第二压缩机；6—气液分离装置；7—分馏塔。

现结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的利用褐煤直接液化油品制备喷气燃料的装置，主要由原料蒸馏塔1、加氢精制装置3、氢气源4、气液分离装置6和分馏塔7组成。

所述的原料蒸馏塔1的进料口与经褐煤直接液化工艺得到的液化油的输送管路连接。

所述的加氢精制装置3的进料口通过管路和进料泵2与原料蒸馏塔1的出料口连接。本实施例中，该加氢精制装置3采用两段式固定床加氢结构，催化剂载体为无定型氧化铝、或无定型氧化硅、或它们的混合物。所使用的催化剂孔容≥0.5mL/g，比表面积为150-200m²/g，堆密度为800-1200Kg/m³；所述催化剂的活性组分中为VIB族金属催化剂和VIII族金属催化剂的组合，优选采用镍、或钴、或钼、或钨、或它们的至少两种的组合；所述活性组分以氧化物计为催化剂的30-50wt％。在本实施例中，镍和钼的组合。

所述的氢气源4提供新鲜氢气，并通过第一压缩机51和管路与加氢精制装置3的入料口连接。

所述的气液分离装置6的进料口通过管路与加氢精制装置3的出料口连接。此外，还包括一个第二压缩机52，该第二压缩机52的进料口与气液分离装置6的气相出料口连接，其出料口则与述加氢精制装置的入料口连接。

所述的分馏塔7的进料口通过管路与气液分离装置6的液相出料口连接。

本发明所述的利用褐煤直接液化油品制备喷气燃料的工艺方法，主要由如下步骤组成：

1、原料油蒸馏步骤：

将褐煤直接液化所得的液化油送入原料蒸馏塔中，通过蒸馏工艺切割出轻油馏分和重油馏分。蒸馏工艺的切割温度为250℃，切割出的轻油馏分少于250℃，重油馏分大于250℃。

2、轻油馏分的深度加氢步骤：

轻油馏分经过进料泵增压后与氢气一起进入加氢精制装置进行深度加氢反应，反应温度为300-350℃，反应压力为6-12MPa，体积空速为0.5-1.5h^-1，氢油比为600-1200，氢气浓度不少于80％。深度加氢后的气液混合物送入气液分离装置装置进行气液分离，液相产物即为加氢精制油，而气相产物经第二压缩机增压后再送回加氢精制装置中。

3、加氢精制油的分馏步骤：

将加氢精制油送入分馏塔中，在温度为140-240℃下分馏切割出喷气燃料。此外，在温度为0-140℃下可分馏切割出精制石脑油，及在大于240℃的温度下可分馏切割出液化溶剂油(柴油)。

经本发明得到的喷气燃料，可直接作为产品调和油，或添加诸如闪点提高剂、增粘剂、抗磨剂、降凝剂等改性添加剂来满足其使用要求。

以下通过两个实施例来说明本发明：

1、下表1为两实施例经过原料油蒸馏步骤后得到的轻油馏分的物化参数：

表1

2、将上述的轻油馏分进行深度加氢步骤，两实施例的加氢精制操作条件如表2。

表2

3、两实施例得到的喷气燃料的产品性能分析见表3：

表3

从表3可知，经本发明得到的煤基喷气燃料，其各项重要指标均优于石油基喷气燃料。

Claims

1.一种利用褐煤直接液化油品制备喷气燃料的工艺方法，其特征在于，由如下步骤组成：

1)将煤直接液化所得的液化油通过蒸馏工艺切割出轻油馏分和重油馏分；

2)将轻油馏分通过加氢精制工艺得到加氢精制油；

2.根据权利要求1所述的一种利用褐煤直接液化油品制备喷气燃料的工艺方法，其特征在于，1)步骤中，所述蒸馏工艺的切割温度为250℃，切割出的轻油馏分小于250℃，重油馏分大于250℃。

3.根据权利要求1或2所述的一种利用褐煤直接液化油品制备喷气燃料的工艺方法，其特征在于，2)步骤中，所述加氢精制工艺采用两段式或多段式固定床加氢工艺，其反应温度为300-350℃，反应压力为6-12MPa，体积空速为0.5-1.5h^-1，氢油比为600-1200，氢气浓度不少于80％。

4.根据权利要求1或2所述的一种利用褐煤直接液化油品制备喷气燃料的工艺方法，其特征在于，2)步骤中，所述加氢精制工艺使用的催化剂的活性组分为VIB族金属催化剂和VIII族金属催化剂的组合；所述加氢工艺使用的催化剂载体为无定型氧化铝、或无定型氧化硅、或它们的混合物。

5.根据权利要求4所述的一种利用褐煤直接液化油品制备喷气燃料的工艺方法，其特征在于，2)步骤中，所述催化剂的孔容≥0.5mL/g，比表面积为150-200m²/g，堆密度为800-1200Kg/m³；所述催化剂的活性组分中金属活性组分为镍、或钴、或钼、或钨、或它们的至少两种的组合；所述活性组分以氧化物计为催化剂的30-50wt％。

6.根据权利要求1或2所述的一种利用褐煤直接液化油品制备喷气燃料的工艺方法，其特征在于，3)步骤中，所述喷气燃料的分馏切割温度为140-240℃。

7.一种利用褐煤直接液化油品制备喷气燃料的装置，其特征在于，包括：

原料蒸馏塔，用以对褐煤直接液化所得的液化油进行蒸馏切割；

加氢精制装置，其进料口通过管路和进料泵与所述原料蒸馏塔的出料口连接；

氢气源，其通过第一压缩机和管路与所述加氢精制装置的入料口连接；

气液分离装置，其进料口通过管路与所述加氢精制装置的出料口连接；

分馏塔，其进料口通过管路与所述气液分离装置的液相出料口连接。

8.根据权利要求1所述的一种利用褐煤直接液化油品制备喷气燃料的装置，其特征在于，还包括第二压缩机，其进料口与所述气液分离装置的气相出料口连接，其出料口与所述加氢精制装置的入料口连接。

9.根据权利要求7或8所述的一种利用褐煤直接液化油品制备喷气燃料的装置，其特征在于，所述加氢精制装置采用两段式或多段式固定床加氢结构。