CN1243814C - 中高温煤焦油加氢裂化工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一种中高温煤焦油加氢裂化工艺。中高温煤焦油引入加热炉并与氢气混合，混合后进入加氢精制反应器，再经换热进入高压分离器分离出的氢气经循环压缩机回到加氢精制反应器，生成油进入低压分离器，分离出低分燃料气后进入脱氧塔，进一步脱掉燃料气后进入分馏塔，分馏后的汽油、柴油和润滑油引出分馏塔，尾油则引入裂化加热炉与氢气混合后进入裂化反应器，进行裂化反应后，生成油则进入低压分离器分离出燃料气后进入分馏塔，与加氢精制生成油一起进行分馏。本发明将低价值、高污染的中高温煤焦油转化成优质的汽油、柴油、润滑油等，降低了环境污染。

Description

中高温煤焦油加氢裂化工艺

(一)、所属领域

本发明涉及的是煤化工领域，具体地说是一种中高温煤焦油加氢裂化工艺。

(二)、背景技术

对中高温煤焦油资源的综合利用尤其对环境保护具有重要意义。在石油资源日益紧张的今天，利用煤炭及煤焦油生产石油替代产品就更具有重要的社会意义。其实质是以加氢裂化工艺为基础，通过工程技术开发，研究适宜裂化条件，实现对中高温煤焦油硫、氮等环境污染的组份的脱除，同时生产优质、环保的汽油、柴油等燃料油、润滑油基础油或裂化原料，中高温煤焦油是煤炼焦和煤制气的产物之一，中高温煤焦油通过深加工方法生产汽油、柴油等燃料油产品的研究，在二十世纪50-60年代曾倍受关注并投入大量资金和人力研究。由于我国在大庆，新疆等地发现并开采地下石油，石油产品作为主要能源很快代替了煤液化、气化和焦化制取的发动机燃料。从二十世纪70年代起，我国对中高温煤焦油深加工制取优质环保型的汽油、柴油等燃料油产品的研究几乎无人问津，直至二十世纪90年代末，由于环保意识的提高，炼油技术的提高，人们对石油资源的认识的提高，煤和煤焦油的综合利用才重新被有识之士重视。

目前，国内炼钢企业所需要的焦炭大部分来自煤炭炼焦，炼焦过程会产生大量的中高温焦油，另外国内有许多气化厂和生产半焦的炼焦厂，但根据煤的焦油含量不同副产中高温煤焦油量也不同，中高温煤焦油产量在5万吨/年以下的厂较多。目前这些炼焦厂和气化厂副产的中高温煤焦油一部分经酸碱精制后作为劣质燃料油被直接燃烧，或直接乳化后作为乳化燃料燃烧，所含硫、氮等杂质在燃烧过程中变成硫和氮的氧化物释放到大气中造成大气污染，而且酸碱精制过程中又产生大量污水，一部分经酸碱精制后，提取分离出酚、萘等化学物质后被燃烧掉或作为取暖和烹饪用。这样煤所含硫、氮等杂质在燃烧过程中变成硫和氮的氧化物释放到大气中造成大气污染，煤燃烧过程还造成粉尘污染，因此，以煤为原料生产城市煤气作为民用燃料的比例越来越高，同时伴生的中高温煤焦油量也大量增加，而且我国石油资源不足，原油进口比例逐年增加，以中高温煤焦油为原料油，采用较合适的二次加工手段生产与石油产品相当的清洁燃料或石油产品，不仅具有显著的经济效益，同时也具有明显的社会效益。

(三)、发明内容

本发明的目的在于提供一种将中高温煤焦油转化成汽油、柴油等优质产品，提高中高温煤焦油的利用价值，减少环境污染的中高温煤焦油加氢裂化工艺。

本发明的目的是这样实现的：中高温煤焦油引入加热炉加热至250-300℃并与氢气按氢油体积比为1100-1300∶1的比例混合，混合后进入加氢精制反应器，然后经换热进入高压分离器，分离，分离出的氢气经循环压缩机回到加氢精制反应器，生成油进入低压分离器，分离出低分燃料气后进入脱氧塔，进一步脱掉燃料气后进入分馏塔在0.3～0.8Mpa、280-340℃的条件下进行分馏，分馏后的汽油、柴油和润滑油引出分馏塔，尾油则引入裂化加热炉加热加热至350-420℃后与氢气按氢油体积比700-900∶1的比例混合后进入裂化反应器，在有催化剂的条件下，进行裂化反应，生成较小分子的轻质油类及燃料气，然后进入高压分离器分离出的氢气通过循环压缩机进行循环，生成油则进入低压分离器分离出燃料气后进入分馏塔，与加氢精制生成油一起进行分馏。

本发明还可以包括这样一些特征：

1、加氢精制反应的氢油体积比为1200∶1。

2、裂化反应的氢油体积比为800∶1，反应温度为380℃。

3、所述的裂化反应的催化剂是FC-28。

本发明以资源合理综合利用和环保为目标，利用炼油工业现代技术向煤化工领域改进性移植，用中高温煤焦油生产优质产品，提高中高温煤焦油的利用价值，保护环境。本发明的关键是利用加氢裂化工艺技术，调整加氢裂化工艺的工艺条件，实现中高温煤焦油改质的最终目的。由于中高温煤焦油来自于煤炼焦和煤气化干馏段，是热裂化产物。中高温煤焦油的性质非常复杂，它们的化学组成主要是芳香族化合物，烷烃和烯烃含量较少，还含有少量含氧、含氮、含硫化合物。含氧化合物主要是具有弱酸性的各种相应的酚类，含氮化合物主要是具有弱碱性的吡啶，喹啉及它们的衍生物，含硫化合物主要是噻吩、硫醇、硫酚、硫醚、硫杂茚等。由烃类加氢裂化反应机理和中高温煤焦油裂化反应特征以及中高温煤焦油性质分析可知，该类油芳烃、胶质、沥青质含量高，大分子链状烃类含量少，在温度、压力、催化剂和临氢条件下，中高温煤焦油中的硫化物、氮化物、氧化物分别与氢气发生反应生成硫化氢、氨和水，胶质和沥青质则生成小分子的烃类和焦炭，芳烃及长链的大分子烃类则分别饱和和裂解生成环烷烃和短链的小分子的烃类，最终达到改质的目的。

本发明的主要优点体现在：将低价值、高污染的中高温煤焦油转化成优质的汽油、柴油、润滑油等，并可将中高温煤焦油中的有害物质脱出，最大限度地降低了环境污染。

(四)、附图说明

附图是本发明的工艺流程示意图。

(五)、具体实施方案

下面举例对本发明做更详细描述：

中高温煤焦油经加热器1加热与氢气混合后进入加氢精制反应器2，在加氢精制反应器内油中的硫化物、氮化物和氧化物分别与氢气反应生成硫化氢、氨和水后经换热进入高压分离器3，分离出氢气后，氢气经循环压缩机回到加氢精制反应器，生成油则进入低压分离器4，分离出低分燃料气后进入脱氧塔5，进一步脱掉燃料气后进入分馏塔，在分馏塔10中将生成油分割成汽油、柴油和润滑油基础油以及尾油，尾油则通过裂化加热炉6加热后与氢气混合后进入裂化反应器7，在裂化反应器中长链的大分子烃类以及较难反应的高分子化合物进一步在裂化催化剂的作用下，进行裂化反应，生成较小分子的轻质油类及燃料气，然后进入高压分离器8分离出氢气通过循环压缩机进行循环，生成油则进入低压分离器9分离出燃料气后进入分馏塔，与加氢精制生成油一起进行分馏，从而得到汽油、柴油、润滑油基础油以及少量的尾油。

本专利所述的加氢裂化工艺根据原料和生产目的不同而不同，例如某中高温煤焦油的主要性质见表一，目的产品为汽油，柴油，润滑油基础油产品，工艺条件见表二，产品主要性质见表三。

表一：中高温煤焦油主要性质

原料油                  中高温煤焦油

密度(20℃)，g/cm³      1.0426

馏程，℃

IBP/10％                128/214

30％/50％               291/357

70％/90％               417/

95％/EBP                80％455

粘度(100℃)，mm²/s     6.170

凝点，℃                26

残炭，m％               5.40

机械杂质，％            0.171

S，m％                  0.1606

N，m％                  0.8636

C，m％                  82.37

H，m％                  6.86

金属含量，μg/g

Cu                      ＜0.01

Ca                      27.5

Mg                      4.70

Ni                      0.76

V                       0.12

Fe                      46.39

Na                      3.74

组成分析数据，m％

链烷烃                  5.9

环烷烃                  5.0

芳烃+胶质               89.1

表二：加氢裂化工艺条件

项目                                         条件

精制项目                                     精制条件

反应总压，MPa                                128

氢油体积比                                   1200∶1

保护剂体积空速，                             1.0

保护剂平均反应温度，℃                       240

主精制剂体积空速，h^-1                       0.8

主精制剂平均反应温度，℃                     370

生成水量，m％                                9.12

精制油密度，g/cm³                           0.885

精制油氮含量，μg/g                          ～100

裂化项目                                     裂化条件

反应总压，MPa                                128

氢油体积比，v                                800∶1

总体积空速，h^-1                             0.8

平均反应温度，℃                             380

＞370℃单程转化率，m％                       ～65

表三：产品主要性质

编号                   汽油馏分    柴油馏分    尾油馏分

馏分范围，℃           ＜180       180～370    ＞370

密度，g/cm³(20℃)     0.7504      0.8652      0.8341

馏程，℃

IBP/10％               86/104      183/222

30％/50％              111/121     248/273

70％/90％              136/161     302/327

95％/EBP               171/186     337/344

闪点，℃                           84

凝点，℃                           -10

冷滤点，℃

残炭，m％                          0.01

辛烷值(十六烷值)       75          36

十六烷指数，

ASTM D4737-96a                     37

质谱组成，％

烷烃                   12.6        22.5        58.7

环烷烃                 79.9        24.3        29.9

芳烃                   7.5         53.2        11.4

芳潜                   82.7

硫含量，μg/g                                  8.3

氮含量，μg/g                                  4.8

Claims (5)

1、一种中高温煤焦油加氢裂化工艺，其特征是：中高温煤焦油引入加热炉加热至250-300℃并与氢气按氢油体积比为1100-1300∶1的比例混合，混合后进入加氢精制反应器，然后经换热进入高压分离器分离，分离出的氢气经循环压缩机回到加氢精制反应器，生成油进入低压分离器，分离出低分燃料气后进入脱氧塔，进一步脱掉燃料气后进入分馏塔在0.3～0.8Mpa、280-340℃的条件下进行分馏，分馏后的汽油、柴油和润滑油引出分馏塔，尾油则引入裂化加热炉加热至350-420℃后与氢气按氢油体积比700-900∶1的比例混合后进入裂化反应器，在有催化剂的条件下，进行裂化反应，生成较小分子的轻质油类及燃料气，然后进入高压分离器分离出的氢气通过循环压缩机进行循环，生成油则进入低压分离器分离出燃料气后进入分馏塔，与加氢精制生成油一起进行分馏。

2、根据权利要求1所述的中高温煤焦油加氢裂化工艺，其特征是：加氢精制反应的氢油体积比为1200∶1。

3、根据权利要求1或2所述的中高温煤焦油加氢裂化工艺，其特征是：裂化反应的氢油体积比为800∶1，反应温度为380℃。

4、根据权利要求1或2所述的中高温煤焦油加氢裂化工艺，其特征是：所述的裂化反应的催化剂是FC-28。

5、根据权利要求3所述的中高温煤焦油加氢裂化工艺，其特征是：所述的裂化反应的催化剂是FC-28。

Images