CN110229686B - 一种低硫船用馏分型燃料油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低硫船用馏分型燃料油及其制备方法。它的制备方法，包括如下步骤：将煤粉经直接液化后的深加工油品，分馏切割至180～380℃馏程段A‑1基础油或160～340℃馏程段A‑2基础油，即得到低硫船用馏分型燃料油。本发明只需在直接调和出的DMA油中添加少量增粘剂，即可得出型号为DMZ的船用馏分型燃料油。本发明方法中，相对于石油基制备的船用燃料油，采用煤直接液化和间接液化油调和船用馏分型燃料油具有含硫含氮量非常低，酸值低，灰分含量少，低温流动性好的优点。

Description

一种低硫船用馏分型燃料油及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种低硫船用馏分型燃料油及其制备方法，具体为煤直接液化和间接液化原料油经加氢精制工艺后切割至合适馏分段，再按比例调和的方法。
背景技术
根据GB 17411规定，船用燃料油分为馏分型燃料油和残渣型燃料油。馏分型燃料油主要为原油直馏或裂化蒸馏的轻馏分段，通常用于高中速柴油机(如小型船舶的主机，大中型船舶的辅机等)；残渣型燃料油通常利用减压渣油及催化油浆生成，主要用于大型中低速船用柴油机。其中常用品种主要是馏分型燃料油DMA和残渣型燃料油RME(或称为180#)、RMG(或称为380#)。
我国是世界上燃料油需求增长最迅速的国家，并且目前仍在加速上涨，而燃料油主要是由石油的裂化和直馏残渣油制成，随着石油重油的供应紧缺，寻找新能源重油替代品也越来越受关注。专利CN 106753611 A公开了按质量分数将FCC油浆 (55-85％)，煤焦油(1-10％)，页岩油(2-10％)，助燃剂(1-3％)，助溶剂(1-3％) 调和生产180#船用燃料油。而专利CN 101113346A涉及一种将低温干馏煤焦油分离为水上部分和水下部分的调和实验，二者调和比例为30:70或者20:80，加入0.01-0.02％的聚丙烯酸十六酯调和剂，生产180#和380#船用燃料油的方法。没有用煤基能源开发品质较好的馏分型燃料油DMA的相关研究。
由于环保要求逐步提高，MAPPOL公约中规定2020年1月1日及以后，当船舶在海上一般区域航行时，船用燃料油硫含量不超过0.50％；在排放控制区域航行时，船上使用燃油的硫含量不超过0.10％。GB 17411-2015也对硫含量进行了修改规定， DMX、DMZ、DMA分为质量分数不大于1.0、0.5％、0.1％的3个等级(2012版为 1.5％)；DMB分为质量分数不大于1.5％、0.5％、0.1％的3个等级。因此开发低含硫量的新能源燃料油显得尤为重要。
煤液化技术是一种将煤炭转化为液化石油气、燃料油、煤油、柴油、汽油等产品的工艺技术，分为直接液化和间接液化两种工艺路线。前者煤炭在液化过程中原有化学结构破坏，直接液化生成比重较大的饱和环烷烃及芳烃，经加氢后不饱和烃和芳烃含量下降；后者煤炭在液化过程中变换为CO和H2，在适当催化剂作用下，通过F-T 反应合成不同液态烃，生成比重较小的链烷烃，基本不含硫、氮等污染物。这为生产低硫船用燃料油提供了很好的油品品质保障。综上所述，开发一种用煤液化技术快速调和生产低硫船用馏分型燃料油的方法很有意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种低硫船用馏分型燃料油及其制备方法，本发明采用煤直接液化和间接液化油调和船用馏分型燃料油，含硫含氮量非常低，酸值低，灰分含量少，低温流动性好。
本发明提供的一种低硫船用馏分型燃料油的制备方法，包括如下步骤：将煤粉经直接液化后的深加工油品，切割至180～380℃馏程段A-1基础油或160～340℃馏程段 A-2基础油，即得到低硫船用馏分型燃料油。
上述的制备方法中，所述直接液化得到深加工油品步骤为：将煤粉、溶剂油与催化剂按照100:90～130:0.1～2的比例配置成油煤浆，将所述油煤浆经直接液化反应制得液化中间油，然后所述中间油再经固定床加氢制得清洁的深加工油品。
上述的制备方法中，所述直接液化反应条件如下：反应温度400～470℃、反应压力3～30MPa；
所述溶剂油为煤焦油、催化裂化循环油、催化裂化油浆、预加氢催化裂化循环油和预加氢催化裂化油浆中的至少一种；所述催化剂为铁基或钴基催化剂；
所述固定床加氢反应条件如下：反应温度280～400℃、压力6～25MPa、氢油比 500～4000v/v、液空0.1～2h-1。
本发明中，所述煤焦油、催化裂化循环油、催化裂化油浆、预加氢催化裂化循环油和预加氢催化裂化油浆为本领域公知的方法制备得到；所述铁基或钴基催化剂为本领域公知的常用催化剂，具体实施例中采用按照CN201410440385.3中方法制备得到的所述铁基催化剂。
上述的制备方法中，所述方法中，还包括将直接液化深加工油品所述180～380℃馏程段A-1基础油或160～340℃馏程段A-2基础油与煤经间接液化切割150～280℃ FT 馏分段B基础油的混合步骤，即得到低硫船用馏分型燃料油。
上述的制备方法中，直接液化得到的所述180～380℃馏程段A-1基础油或 160～340℃馏程段A-2基础油与间接液化得到的所述150～280℃ FT馏分段B基础油混合的质量比可为100:10～45，具体可为100:20、100:35、100:16～25、100:32～37；
所述间接液化制深加工油品的步骤为：将H2和CO摩尔比为1～2:1的合成气经费托合成反应制得合成油，所述合成油经加氢裂化、加氢异构制得深加工油品。
上述的制备方法中，所述费托合成反应条件为：反应温度220～370℃、反应压力 2～3MPa；
所述的加氢裂化条件为：反应温度300～400℃、反应压力3.5～8MPa、氢油比 500～2000v/v、液空0.5～3h-1；
所述的加氢异构反应条件为：反应温度320～400℃、反应压力2～8MPa、氢油比200～1500v/v、液空0.5～3h-1。
上述的制备方法中，还包括将所述150～280℃ FT馏分段B基础油中加入增粘剂的步骤。
上述的制备方法中，所述增粘剂为聚甲基丙烯酸酯。
上述的制备方法中，所述直接液化采用的煤种包括年轻褐煤或低阶烟煤；依据GB/T 5751《中国煤炭分类》，所述年轻褐煤为透光率PM≤30％的褐煤一号，所述低阶烟煤包括长焰煤、不黏煤和弱黏煤；
所述间接液化采用的煤种类为本领域常见的各个煤种，具体包括低硫、低灰易气化的褐煤、烟煤和无烟煤。
本发明还提供了上述的制备方法制得的低硫船用馏分型燃料油。
本发明上述的制备方法制得的低硫船用馏分型燃料油具体包括至少一种如下种类：
1)分馏切割至180～380℃馏程段A-1基础油，得到的所述低硫船用馏分型燃料油，即为生产DMB型号船用馏分型燃料油。
2)经分馏切割至160-340℃馏程段A-2基础油，添加质量百分含量16％-25％的煤间接液化馏分段B基础油，得到的所述低硫船用馏分型燃料油，即为生产DMX型号船用馏分型燃料油。
3)经分馏切割至160-340℃馏程段A-2基础油，添加质量百分含量32％-37％的煤间接液化馏分段B基础油，得到的所述低硫船用馏分型燃料油，即为生产DMA型号船用馏分型燃料油。
4)经分馏切割至160-340℃馏程段A-2基础油，添加质量百分含量16％-25％的煤间接液化馏分段B基础油，再添加约1.6％的增粘剂PMA(聚甲基丙烯酸酯)，得到的所述低硫船用馏分型燃料油，即为生产DMZ型号船用馏分型燃料油。
通过本发明方法能够运用煤基油同时得到满足GB 17411各指标型号分别为 DMX、DMZ、DMA和DMB的四种船用馏分型燃料油。
本发明具有以下优点：
1、本发明方法是将煤化程度较低的褐煤进行直接液化切割得出调和船用馏分型燃料油的基础油。针对国内富煤贫油少气的现状，采用了煤制油新兴技术，油品经切割后匹配于馏分型燃料油的指标。
2、本发明方法采用添加煤间接液化十六烷指数较高的馏分段油直接调和十六烷指数指标，方便快捷，避免加入降凝、降粘、降倾点等添加剂。
3、本发明方法中，只需在直接调和出的DMA油中添加少量增粘剂，即可得出型号为DMZ的船用馏分型燃料油。
4、本发明方法中，相对于石油基制备的船用燃料油，采用煤直接液化和间接液化油调和船用馏分型燃料油具有含硫含氮量非常低，酸值低，灰分含量少，低温流动性好的优点。
附图说明
图1为本发明中煤间接液化馏分段油工艺流程简图，具体为图中分馏系统的 150-280℃的馏分段油。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1、
经直接液化得到深加工油品步骤为：将煤粉、溶剂油(煤焦油)与催化剂(具体为按照CN201410440385.3中方法制备得到的铁基催化剂)按照100:110:1的比例配置成油煤浆，将油煤浆经直接液化反应制得液化中间油，然后中间油再经固定床加氢制得清洁的深加工油品。
其中直接液化反应条件如下：反应温度450℃、反应压力20MPa；
固定床加氢反应条件如下：反应温度300℃、压力15MPa、氢油比2000v/v、液空 1h-1。
直接液化深加工油品切割至180-380℃馏程段A-1，油品能达到船用馏分燃料油的DMB要求，理化指标如表1所示。
表1调和型号DMB船用油测定结果
Figure BDA0002114031780000041
Figure BDA0002114031780000051
实施例2、
煤间接液化馏分段油的制备过程：将H2和CO摩尔比为1.8:1的合成气经费托合成反应制得合成油，反应温度280℃、反应压力2.1MPa，所得合成油经加氢裂化、加氢异构制得深加工油品。
加氢裂化条件为：反应温度350℃、反应压力5MPa、氢油比800v/v、液空2.1h-1；
加氢异构反应条件为：反应温度360℃、反应压力4MPa、氢油比600v/v、液空 1.8h-1。
采用本发明实施例1中制备得到的直接液化深加工油品切割至160-340℃馏程段A-2，添加20％的煤间接液化馏分段油B，油品能达到船用馏分燃料油的DMA要求，理化指标如表2所示。
表2调和型号DMA船用油测定结果
Figure BDA0002114031780000052
实施例3、
采用本发明实施例1中制备得到的直接液化深加工油品切割至160-340℃馏程段A-2，添加35％的本发明实施例2中制备得到的煤间接液化馏分段油B，油品能达到船用馏分燃料油的DMX要求，理化指标如表3所示。
表3调和型号DMX船用油测定结果
Figure BDA0002114031780000061
实施例4、
采用本发明实施例1中制备得到的直接液化深加工油品切割至160-340℃馏程段A-2，添加20％的本发明实施例2中制备得到的煤间接液化馏分段油B，再加入1.6％的增粘剂PMA(聚甲基丙烯酸酯)，油品能达到船用馏分燃料油的DMZ要求，理化指标如表4所示。
表4调和型号DMZ船用油测定结果
Figure BDA0002114031780000062
Figure BDA0002114031780000071

Claims (5)

1.一种低硫船用馏分型燃料油的制备方法，包括如下步骤：(1)将煤粉经直接液化后的深加工油品，分馏切割至160～340℃馏程段A-2基础油；
(2)将煤粉经间接液化后的深加工油品，分馏切割至150～280℃FT馏分段B基础油；
(3)然后将直接液化深加工油品160～340℃馏程段A-2基础油与间接液化切割150～280℃FT馏分段B基础油混合，即得到低硫船用馏分型燃料油；
所述直接液化得到深加工油品步骤为：将煤粉、溶剂油与催化剂按照100:90～130:0.1～2的比例配置成油煤浆，将所述油煤浆经直接液化反应制得液化中间油，然后所述中间油再经固定床加氢制得清洁的深加工油品；
所述间接液化制深加工油品的步骤为：将H2和CO摩尔比为1～2:1的合成气经费托合成反应制得合成油，所述合成油经加氢裂化、加氢异构制得深加工油品；
所述低硫船用馏分型燃料油为如下任一种：
1)经分馏切割至160-340℃馏程段A-2基础油，添加质量百分含量16％-25％的煤间接液化馏分段B基础油，得到的所述低硫船用馏分型燃料油，即为生产DMX型号船用馏分型燃料油；
2)经分馏切割至160-340℃馏程段A-2基础油，添加质量百分含量32％-37％的煤间接液化馏分段B基础油，得到的所述低硫船用馏分型燃料油，即为生产DMA型号船用馏分型燃料油；
3)经分馏切割至160-340℃馏程段A-2基础油，添加质量百分含量16％-25％的煤间接液化馏分段B基础油，再添加1.6％的增粘剂聚甲基丙烯酸酯，得到的所述低硫船用馏分型燃料油，即为生产DMZ型号船用馏分型燃料油。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述直接液化反应条件如下：反应温度400～470℃、反应压力3～30MPa；
所述溶剂油为煤焦油、催化裂化循环油、催化裂化油浆、预加氢催化裂化循环油和预加氢催化裂化油浆中的至少一种；所述催化剂为铁基或钴基催化剂；
所述固定床加氢反应条件如下：反应温度280～400℃、压力6～25MPa、氢油比500～4000v/v、液空0.1～2h-1。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述费托合成反应条件为：反应温度220～370℃、反应压力2～3MPa；
所述的加氢裂化条件为：反应温度300～400℃、反应压力3.5～8MPa、氢油比500～2000v/v、液空0.5～3h-1；
所述的加氢异构反应条件为：反应温度320～400℃、反应压力2～8MPa、氢油比200～1500v/v、液空0.5～3h-1。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述直接液化采用的煤种包括年轻褐煤或低阶烟煤。
5.权利要求1-4中任一项所述的制备方法制得的低硫船用馏分型燃料油。
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