CN1311058C

CN1311058C - 煤焦油制燃料油的工艺

Info

Publication number: CN1311058C
Application number: CNB2005100520670A
Authority: CN
Inventors: 戴连荣; 贺占海; 刘忠易; 张培文; 贾栓; 马玉东; 张立新
Original assignee: NEI MONGGOL YUANXING TRONA CO Ltd
Current assignee: Inner Mongolia Boyuan Engineering Co., Ltd.
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2025-03-09
Also published as: CN1664068A

Abstract

一种煤焦油制燃料油的工艺，涉及利用煤焦油，通过延迟焦化及加氢工艺生产燃料油的方法。将煤焦油进行延迟焦化；其工作温度为500～520℃，压力为0.22～0.26MPa；在延迟焦化过程中控制注水量，占无水煤焦油3～10重量%。煤焦油经延迟焦化后得到燃料油、液化气及焦碳产品。延迟焦化所得燃料油要经过进一步加氢精制提高产品质量；其中加氢温度为350～400℃，压力为6.0～8.0MPa，空速为0.5～3.0h^-1，氢油比为1000～1300∶1；加氢精制所得油品经分馏后可获得符合国家标准的90#汽油、-20#柴油及燃料油。本工艺操作简单，馏分油收率高，生产成本低，无污染物排放，所得油品质量品位高。

Description

煤焦油制燃料油的工艺

技术领域：

一种煤焦油制燃料油的工艺，涉及利用煤焦油，通过延迟焦化及加氢工艺生产燃料油的方法。

背景技术：

我国是富煤少油的国家，石油资源随着人民日益增长的消费需求的扩大日渐短缺。世界各国也正在积极寻找石油的替代能源，煤及煤化产品通过采取加氢或脱碳的方法可以得到廉价的石油替代品。目前以煤资源制燃料油的方法有煤直接液化、间接液化和煤焦油(含掺油水煤浆)深加工。煤焦油制燃料油方法，国内外虽有成熟的工艺技术，但存在对原料油要求高而来源不广，所得液体产品收率低，轻质油偏少，加工过程繁琐，资源分散，加工规模小，环境问题得不到根本解决。

冶金部建筑研究总院环保所，以低温煤焦油、土焦油、洗油等为原料，采用常压分馏方法，切取105-310℃段馏分，分馏得到的煤焦油经过酸碱洗涤，或者用活性白土吸附脱色，在其中加入煤油和添加剂硝基化合物组合而成。其性能效果与普通柴油一样(可至-40号)，符合国家标准。

太原理工大学煤化所，对低温焦油采用三种简易方法加工(常、减压蒸馏法、蒸馏焦化法、回流焦化法)、酸碱精制，得到的柴油经实际行车使用效果证明，添加适量十六烷值添加剂后，可基本达0号柴油的性能要求。

哈尔滨气化厂科实公司厂，对低温煤焦油进行了加氢精制试验，即用FH-98新型催化剂进行催化加氢精制。其原料油为低温煤焦油370℃前的馏分。在氢压8.0MPa，反应温度350-360℃，体积空速0.5-0.8h^-1，氢油体积比800～1000∶1的条件下生产出柴油。柴油经添加十六烷值添加剂后，可满足国标0号柴油的指标要求。

煤炭科学研究总院北京煤化学研究所，对气化焦油，加氢精制汽油、柴油进行了系统研究，针对气化焦油机械杂质含量高，杂原子多、稠环芳香烃含量高的特点，提出了原料油预处理、预饱和加氢、加氢精制、加氢裂化的加氢工艺，汽、柴油产品全部符合国家标准。加氢条件为：加氢精制使用3822催化剂，反应压力14.7MPa，温度390℃，氢油比1500，空速0.5h^-1。加氢裂化使用3823催化剂，＞280℃蜡油，反应压力14.7MPa，温度330-360℃，氢油比1200，空速1.5h^-1；＞320℃蜡油，反应压力14.7MPa，温度330-350℃，氢油比1500，空速1.0h^-1。

现有燃料油加工方案多采用先蒸馏、馏分油再加氢的方案。该方案存在几个方面的不足，第一，馏分油的收率比较低；第二，残渣油密度、黏度、残碳、凝点等指标比较高，综合利用附加值不高。第三，全馏分加氢裂化一方面需要较高的反应压力、反应温度，另一方面原料要求高，来源不广，原料油杂质(机械杂质、金属含量等)含量比较多，反应器压降升高快，催化剂失活快，开工周期缩短。

发明内容：

将煤焦油进行延迟焦化；其工作温度为500～520℃，压力为0.22～0.26Mpa；在延迟焦化过程中控制注水量，占无水煤焦油3～10重量％。煤焦油经延迟焦化后得到燃料油、液化气及焦碳产品。延迟焦化所得燃料油要经过进一步加氢精制提高产品质量；其中加氢温度为350～400℃，压力为6.0～8.0Mpa，空速为0.5～3.0h^-1，氢油比为1000～1300∶1；加氢精制所得油品经分馏后可获得符合国家标准的90#汽油、-20#柴油及燃料油。

延迟焦化是在石油加工中使用的工艺，它是以渣油为原料，在高温(500～550℃)下进行深度热烈化反应的一种加工过程。该过程主要发生热裂解、缩合的反应，反应产物有气体、汽油、柴油、蜡油和焦碳。

本方法对石油加工技术(延迟焦化)进行移植改进，并进行有效合理组合，原料油全馏分延迟焦化和重油循环热裂化技术大大克服了原料油残碳高、灰份大的缺点，提高了馏分油收率和加工规模水平，传统的工艺馏分油的收率为70％左右，而本工艺可达80％以上；同时采用煤焦油加氢特制催化剂，实现了在一个反应器内，缓和条件下对高氮、高硫馏分油进行加氢精制，即脱硫、脱氮、脱金属杂质和对烯烃、芳烃加氢裂化、环合饱和等反应，产出优质的燃料油。该催化剂与石油加氢催化剂相比，比表面积大，容量大，活性高，试验评价过程连续运行500小时不失活，使用寿命长，运行稳定，操作条件缓和，催化剂成本低，便于商业化生产和应用。

附图说明

图为本工艺的流程图。

具体实施方式

本实施例采用的煤焦油的成份及性质：

煤焦油为水下焦油，20℃密度＞1.0g/cm³，粘度较高，50℃运动粘度≮200mm²/s基本属于稠油或掺油煤浆。残碳和灰份也较高，分别≮5.0％和≮0.2％，硫含量＜0.5％，属于低硫煤焦油，氮、氧含量较高，分别为≮3.4％和≮4.0％。H/C原子比≮1.2，比一般原油高，属于重质油。馏分组成不稳定，对煤焦油进行实沸点常压减压蒸馏，＜100℃馏分馏出物很少，馏出量≯10％(包括水分≤4％)；100～210℃馏分馏出量≯5％，该馏分属于酚油；210℃～230℃馏分馏出量≯8％，该馏分属于萘油；230℃～300℃馏分馏出量≯10％，该馏分属于中油和洗油；300℃～360℃馏分馏出量≯25％，该馏分属于蒽油；HK～280℃馏分馏出量≯23％；280～360℃馏分馏出量≯27％。

HK～280℃馏分性质，密度＜0.97kg/m³，凝固点比较低＜-20℃；由于该馏分属于酚油馏分，所以酸度较高，＞96mg(KOH)/100mL；氧化安定性比较差，总不溶物＞87mg/100mL，含有不饱和烃组分，碘值＞13g(I)/100g，色度≤18号(赛波特)，自然存放颜色变化较快。氮含量较高，为＞3500ppm，硫＜1400ppm。运动粘度(20℃)＜8.9mm²/s，略高于轻柴油标准(2.0～8.0mm²/s)，铜片腐蚀不合格，大于4级，具有腐蚀性。恩氏馏程分布符合轻柴油标准。

280℃～360℃馏分性质，密度＜0.987kg/m³，凝固点比较高(≥15℃)；该馏分属于洗油和蒽油混合馏分，酸度较高，为≥35.0mg(KOH)/100mL；氧化安定性比较差，总不溶物为＞130mg/100mL，含有不饱和烃组分，碘值为＞24g(I)/100g，色度≥20号(赛波特)，自然存放颜色变化的特别快。氮含量较高，为＞6000ppm，硫≤2100ppm。运动粘度(20℃)≥50.0mm²/s，远高于轻柴油标准(2.0～8.0mm²/s)，铜片腐蚀不合格，大于4级，具有腐蚀性。恩氏馏程干点略高于轻柴油标准，分布基本符合轻柴油指标。

＞360℃残渣油性质，密度＞1kg/m³，凝固点比较高(≥50℃)；残碳较高(≥10％)，灰份≥0.40％，闪点＞200℃，非烃化合物含量较高，分别为氮≥3％，氧≥5％，硫≤0.8％。H/C(原子比)＞1.1，粘度较高，运动粘度(80℃)≥15mm²/s。

本延迟焦化工艺采用两炉一塔式，煤焦油由泵加入，经加热炉预热后进入原料加热炉迅速加热至500℃，进入焦化塔内反应。焦碳由焦碳塔连续排出。生成的高温油气由塔顶导出，由缓冲罐顶部排出的气体进入液化气2工序。生成的液体经降温后进入分馏塔分离，重质燃料油(大于410℃)返回加热炉循环使用，轻质燃料油进入加氢精制工序。

延迟焦化的特点是，原料油以很高的流速在高热强度下通过加热炉管，在短时间内加热到焦化反应所需要的温度，并迅速离开炉管进到焦炭塔，使原料的裂化缩合等反应延迟到焦炭塔中进行，以避免在炉管内大量结焦，影响装置的开工周期。

延迟焦化所得馏分油要经过加氢精制；其中加氢温度为350～400℃，压力为6.0～8.0Mpa，空速为0.5～3.0h^-1(每小时的进料量与催化剂体积之比)，氢油比为1000～1300∶1(进反应器中的标准状态下的氢气与冷态油的体积比)；分馏后可获得90#汽油、-20#柴油及燃料油；在加氢精制过程中，采用专用催化剂，其主金属(加氢活性中心)为VIB族Mo，助催化剂为VIIIB族中的Ni，结构助催化剂为P，载体为Al₂O₃，其理化指标：MoO₃含量的重量百分比为23～26％、NiO含量的重量百分比为3.7～4.3％、孔容为0.3～0.36ml/g、比表面积大于160m²/g、堆密度为94～99g/100ml、强度大于28N/mm、形状为三叶草、直径为11～13mm、长度为3～8mm、浸渍方式为微孔。

加氢精制：该加氢精制过程是以延迟焦化后≤410℃的馏分油为原料、在一定温度(350～400℃)下进行脱硫、脱氮、脱金属、烯烃和芳烃饱和反应的一种加工过程。该过程主要有加氢反应、裂化反应，反应产物有气体、汽油、柴油、蜡油。

延迟焦化≤410℃的馏分油，通过一个加氢反应器内完成，采用煤焦油加氢特制催化剂，在缓和条件下加氢精制，温度350～400℃，压力6.0～8.0Mpa，空速0.5～3h^-1，氢油体积比1000～1300∶1，加氢精制后产品质量指标都得到改善，馏程、粘度、凝固点、铜片腐蚀符合标准。油品精馏调和即得到满足国标的90#汽油、-20#轻柴油及燃料油。

Claims

1、一种煤焦油制燃料油的工艺，将煤焦油进行延迟焦化；煤焦油经延迟焦化后得到燃料油、液化气及焦碳产品；延迟焦化所得燃料油经过进一步加氢精制提高产品质量；加氢精制所得油品经分馏后获得符合国家标准的90#汽油、-20#柴油及燃料油；在加氢精制过程中使用催化剂；其特征在于延迟焦化的工作温度为500～520℃，压力为0.22～0.26Mpa；在延迟焦化过程中控制注水量，占无水煤焦油3～10重量％；加氢精制温度为350～400℃，压力为6.0～8.0Mpa，空速为0.5～3.0h^-1，氢油比为1000～1300∶1；催化剂主金属为VI B族Mo，助催化剂为VIII B族中的Ni，结构助催化剂为P，载体为Al₂O₃，其理化指标：MoO₃含量的重量百分比为23～26％、NiO含量的重量百分比为3.7～4.3％、孔容为0.3～0.36ml/g、比表面大于160m²/g、堆密度为94～99g/100ml、强度大于28N/mm、形状为三叶草、直径为11～13mm、长度为3～8mm、浸渍方式为微孔。