CN110437874B - 一种加氢混合物配制工艺 - Google Patents

Abstract

一种加氢混合物配制工艺，将进入加氢反应之前的油、煤原料进行如下处理：(1)重油进行蒸馏和/或萃取处理，使其达到如下指标：饱和分15％～40％、芳烃含量≥25％、胶质20‑23％、沥青质≤15％，芳烃+胶质＞饱和分+沥青质，且饱和份中环烷烃含量为60～80％、环烷烃中单环烷烃物质的量不低于80％；馏程要求：在280℃以上；(2)选取并处理煤粉，达到如下指标：煤的氢碳原子比≥0.7，挥发分≥32wt％；煤的惰质组≤15wt％，空气干燥基水分≤20wt％，空气干燥基灰分≤20wt％，40μm≤煤粉粒径≤400μm；(3)将处理后的重油与煤粉与加氢反应得到的循环油混合，所述循环油为370‑500℃的馏分油，粘度小于100cSt(80℃)。本发明从提升反应初期的溶氢思路出发，使用本发明限定的原料混合物，煤粉转化率数据有了明显提升。

Description

一种加氢混合物配制工艺

技术领域

本发明涉及一种加氢混合物配制工艺，属于炼油领域。

背景技术

我国能源结构的特点是缺油少气相对富煤，在常规化石能源中，煤炭资源储量占90％以上。2018年我国石油对外依存度超过70％，而国内石油产量逐年递减，品质变得重质化、劣质化，加工难度大，这些都给国家能源安全造成严重隐患。为此，要充分发挥我国煤炭资源丰富、品种齐全的优势，尤其是挥发分含量高的富油煤炭，把富油煤变成优质炼油原料，替代进口石油。

石油和煤炭都是化石资源，均为碳氢化合物，分子结构相似，都含有大量芳烃，只是物理形态不同；煤粉在油中浸泡到一定程度后，煤分子结构变得疏松，分子内键长变长，键能减弱；浸泡后的煤粉在高温、高压和临氢环境下就能像油一样发生裂化和加氢反应生成轻油和芳烃。油和煤一体化加工工艺是以重油和煤粉为原料，将重油和煤粉变成轻油和化工产品的过程。

一体化加工既要保证重油能够加氢裂化，从重油变成轻油，还要能够促进煤实现加氢裂化，由固体变成液体，因此必须对一体化加工的重油和煤粉的性质进行深入研究和处理。

现有技术中通常认为环烷烃比长链烷烃、多环环烷烃比环烷烃拥有更好的供氢能力，因此饱和份中需要提高环烷烃特别是多环环烷烃的含量。但目前即使提高了环烷烃甚至是多环环烷烃的含量，转化率也并未实现如想象中的提高，效果距离实际应用仍有差距。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种加氢混合物配制工艺，改变了物料性质的配置方向，进一步提升了效率。

本发明技术方案如下：

一种加氢混合物配制工艺，其特征在于将进入加氢反应之前的油、煤原料进行如下处理：

(1)重油进行蒸馏或萃取处理，使其达到如下指标：

四组分含量要求：

饱和分15％～40％、芳烃含量≥25％、胶质20-23％、沥青质≤15％，芳烃+胶质＞饱和分+沥青质，且饱和份中环烷烃含量为60～80％、环烷烃中单环烷烃物质的量不低于80％；

馏程要求：在280℃以上；

(2)选取并处理煤粉，达到如下指标：

煤的氢碳原子比≥0.7，挥发分≥32wt％；

煤的惰质组≤15wt％，

空气干燥基水分≤20wt％，空气干燥基灰分≤20wt％，40μm≤煤粉粒径≤400μm；

(3)将处理后的重油与煤粉与加氢反应得到的循环油混合，所述循环油为370-500℃的馏分油。

优选的原料的质量比为重油：循环油：煤粉＝0.8-0.9:0.3-0.4:1。

优选的采用高速剪切工艺使处理后的重油、煤粉和循环油均匀混合，相同温度下不同部位的混合物密度差≤15％，混合物粘度≤1500cSt(80℃)，相同温度下粘度差≤15％。

优选的混合物中煤粉与重油比例≥1。

优选的环烷烃中单环烷烃物质的量为90-95％。

优选的所述循环油粘度小于100cSt(80℃)。

优选的所述煤粉的处理方法为干燥除水、破碎、研磨和脱灰。

本发明的技术效果如下：

本发明在深入研究和技术积累的基础上，提出一种全新思路的加氢混合物配制工艺，尽管环烷烃在环数增加的情况下结构相似度与煤炭更高，但事实上在环数多、H/C比低的情况下，溶氢能力也变得更弱了，在供氢的初步阶段是不利的。本发明突破了现有理论，通过保证初步阶段的溶氢能力，使得反应能够迅速的进入到快速反应阶段，在初步阶段之后，反应体系中H的活化能已经足以继续将本发明选定各参数的混合的油煤完成氢化。也就是说，本发明抛弃了现有的保证溶胀和氢化程度的思路，而是从提升反应初期的溶氢思路出发，发现初步阶段的反应速度提升也同样是限制反应程度的掣肘，此外，选定的油和煤直接混合的话流动性反应性尚显不足，进一步的采用加入循环油的手段来保证混合物的粘度足够低。使用本发明限定的原料混合物，煤粉转化率数据有了明显提升。

初始的循环油可以采用少量外购的性质相似的油，待反应正常进行后，加氢产物中的对应馏分即可作为循环油循环使用。

具体实施方式

为进一步阐述本发明的具体特征，下面将结合具体实施例来详细叙述。

以下实施例以自选重油和煤粉为原料，初期启动时选用少量外购油与重油和煤粉配制加氢混合物，采用现有的浆态床加氢工艺和油溶性加氢催化剂进行加工，然后再将所得370-500℃馏分油作为循环油继续与重油和煤粉配置加氢混合物。采用高速剪切工艺使处理后的重油、煤粉和循环油均匀混合，相同温度下不同部位的混合物密度差≤15％，相同温度下粘度差≤15％。

实施例1

对重油进行蒸馏或萃取处理，对煤粉进行干燥除水、破碎、研磨、脱灰处理，使其达到如下表1和表2的指标，再与表3的循环油混合后在后续各表格所示参数下进行加氢反应。

表1重油基本性质表

表2煤粉基本性质表

表3循环油基本性质表

表4混合物基本性质表

项目		实施例1
			油煤比例	wt/wt	45:55
密度	20℃，kg/m<sup>3</sup>	1140.1
			灰分	％	2.31
粘度	20℃，cSt	980.77

表5加氢反应操作参数表

项目	数值
		原料组成	重油：循环油：煤粉＝0.86:0.37:1
催化剂量(活性金属量)，ppmt	200
		反应温度，℃	440
反应压力，MPa	19
		空速，h<sup>-1</sup>	0.5
氢油比，V/V	1500

表6反应结果数据表

煤粉转化率，wt％	99.12
		气产率，wt％	8.73
≤370℃馏分油收率，wt％	75.15
		水产率	7.21
加氢尾渣产率，wt％	12.32
		氢耗，wt％	3.31

实施例2-4

物料性质如下：

表7实施例2-4重油基本性质表

表8实施例2-4煤粉基本性质表

表9实施例2-4加氢反应操作参数表

原料组成	实施例2	实施例3	实施例4
				重油：循环油：煤粉	0.81:0.39:1	0.84:0.36:1	0.88:0.32:1

其它反应条件参数和配料性质均与实施例1相同或接近，循环油粘度均低于100cSt(80℃)。

表10实施例2-4反应结果数据表

项目	实施例2	实施例3	实施例4
				煤粉转化率，wt％	99.12	99.23	99.42
气产率，wt％	8.73	9.65	8.92
				≤370℃馏分油收	75.15	77.23	75.37

结论：

从上述实施例可以看出，选用合适的重油和煤粉可以取得较高的轻油收率，煤粉转化率达99％以上，几乎全部转化；≤370℃馏分油收率超过75％，超过目前常见的焦化工艺加工重油的轻油收率。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式之一，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种加氢混合物配制工艺，其特征在于将进入加氢反应之前的油、煤原料进行如下处理：

(1)重油进行蒸馏和/或萃取处理，使其达到如下指标：

四组分以质量分数计的含量要求：

饱和分15％～40％、芳烃含量≥25％、胶质20-23％、沥青质≤15％，芳烃+胶质＞饱和分+沥青质，且饱和份中环烷烃含量为60～80％、环烷烃中单环烷烃物质的量不低于80％；

馏程要求：在280℃以上；

(2)选取并处理煤粉，达到如下指标：

煤的氢碳原子比≥0.7，挥发分≥32wt％；

煤的惰质组≤15wt％，

空气干燥基水分≤20wt％，空气干燥基灰分≤20wt％，40μm≤煤粉粒径≤400μm；

(3)将处理后的重油与煤粉与加氢反应得到的循环油混合，所述循环油为370-500℃的馏分油，80℃粘度小于100cSt。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于原料的质量比为重油：循环油：煤粉＝0.8-0.9:0.3-0.4:1。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于采用高速剪切工艺使处理后的重油、煤粉和循环油均匀混合，相同温度下不同部位的混合物密度差≤15％，混合物80℃粘度≤1500cSt，相同温度下粘度差≤15％。

4.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于在混合物配置容器、输送管道中设置密度和粘度在线检测仪表。

5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述环烷烃中单环烷烃物质的量为90-95％。

6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述煤粉的处理方法为干燥除水、破碎、研磨和脱灰。