CN1351130A

CN1351130A - 一种煤焦油加氢生产柴油的方法

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Publication number: CN1351130A
Application number: CN 00123146
Authority: CN
Inventors: 单江锋; 刘继华; 李扬; 郇维方; 佟德群; 王震
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2002-05-29
Anticipated expiration: 2020-10-26
Also published as: CN1147575C

Abstract

本发明涉及一种以煤焦油生产柴油的加氢精制处理方法。将煤焦油分离成渣油和馏出油,该馏出油在加氢精制装置中进行加氢。反应产物经高分、气提塔得到汽油、柴油。该方法为煤焦油的利用提供了一种新的途径,同时在柴油需求持续上涨的情况下,提供了新的柴油供应来源。

Description

一种煤焦油加氢生产柴油的方法

本发明涉及一种由煤焦油生产柴油的加氢精制工艺。

如何有效的利用煤资源并使其符合环境保护要求一直是各国的研究方向。用煤生产煤气，副产煤焦油是一种比较常用的方法。如何有效的利用煤焦油是煤的综合利用重要环节。通常的方法是用化工方法生产苯、吡啶等化工产品，该方法分离或提纯难度较大，不易形成规模。也有经过酸洗、碱洗后作燃料油，但该方法产生的酸渣、碱渣难于处理，燃料油也不符合环保标准。

加氢方法在处理煤焦油的过程中也有采用，主要用来生产化工产品，通过低压有选择的加氢获得某些化工产品。煤焦油加氢精制生产燃料油的方法在三、四十年代有所研究。限于当时的技术条件，需高温高压，且安全性、稳定性差，多没有成功；随着石油产量的大幅度增长，该技术也少有研究。近年来，柴油的需求量随经济的发展大量增加，受原油处理量和加工能力的限制，柴油产量不能满足市场的需求，这为煤焦油加氢精制提供了经济可能性。而加氢精制工艺不断完善、催化剂活性的改进，也为其提供了技术可能性。

US4855037介绍了一种加氢处理煤焦油的催化剂和方法，加氢处理后的煤焦油用于延迟焦化。该方法主要是通过改进催化剂的孔径、孔分布和金属组分，并选择合适的工艺条件以提高催化剂的稳定性，使催化剂在处理煤焦油全馏分或焦油沥青时可保持长周期运转，并提高延迟焦化中生成焦的质量。该方法主要用于延迟焦化的预处理，并不生产目的产品。该方法主要处理重质油，操作压力高，投资较大。

CN88105117介绍了一种柴油代用燃油剂的配方及其配制方法。该发明以煤焦油为原料，经过精炼，蒸馏一乳化，掺水、提纯等工序，制成燃油剂，该产品用做燃料油比较合适，但不适用于柴油机。

本发明的目的在于通过加氢精制煤焦油生产柴油，为煤焦油的利用提供一种可行的方案。

加工煤炭生产煤气，同时副产煤焦油。煤焦油其特点是氮含量高、十六烷值低，多环芳烃和苯酚含量较高，碳氢比高。因此对煤焦油进行加氢精制需防止催化剂的结焦，并使芳烃饱和。

本发明提供了一种煤焦油的处理方法，包含以下步骤：

(1)将煤焦油经蒸馏分离成渣油和馏出油；

(2)将步骤(1)的馏出油在加氢精制装置中进行加氢，得到气、液两相产物；

(3)将步骤(2)中的液相产物送入汽提塔，经汽提得到汽油、柴油。

其中步骤(1)所说的蒸馏为常压蒸馏，将小于370℃的组分作为馏出油。

步骤(2)中所说的加氢精制装置采用气/液并流下流式反应器，在中等压力条件下操作，反应条件如下所列：反应温度340～370℃、压力6.0～12.0MPa、氢油体积比600∶1～1200∶1和空速0.5～1.2h^-1。优选反应条件如下：反应温度350～360℃、压力8.0～10.0MPa、氢油体积比800∶1～1000∶1和空速0.6～1.0h^-1。本发明选用了三种催化剂供级配装填。一种是保护剂，可采用任何现有的保护剂，该剂的特点是大孔容，大孔径。典型组成以重量百分比计为：氧化钼2％～10％，氧化镍1％～5％，其余为氧化铝。催化剂孔容为0.50ml/g～0.80ml/g，比表面为140m²/g～230m²/g。该保护剂容纳垢物能力强，并有适当的反应活性。一种是加氢精制催化剂，催化剂组成以重量百分比计为：氧化钨15％～25％，氧化钼6％～12％，氧化镍2％～8％，其余为含硅氧化铝。催化剂孔容为0.20ml/g～0.50ml/g，比表面为110m²/g～160m²/g。该催化剂可有效脱除硫、氮等杂质，降低胶质含量以提高柴油质量，并使芳烃饱和。一种是脱芳催化剂，可选用含钨、镍或钨、钼、镍等加氢脱芳活性高的催化剂，使芳烃加氢饱和。优选含钨、镍的加氢脱芳催化剂，其组成以重量百分比计为：氧化钨10％～25％，氧化镍3％～10％，其余为含硅氧化铝。该催化剂孔容为0.20ml/g～0.50ml/g，比表面为110m²/g～200m²/g。该催化剂可降低芳烃含量，大幅度提高十六烷值。根据不同情况，本发明的技术方案可分为两段级配、三段级配和串联三种。

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案：

图1为本发明两段级配方案的工艺流程图。

图2为本发明三段级配方案的工艺流程图。

图3为本发明串联方案的工艺流程图。

两段级配适合于有其它十六烷值较高的柴油可供调合的情况。其原则工艺流程简图(图1)为：原料油经常压蒸馏装置1分为馏出油和渣油7，馏出油进入加氢精制反应器2反应，反应产物经分离装置3分离出气相8和液相，液相至气提塔4得到精制柴油10和粗汽油9。所用的催化剂为上部装部分保护剂5，保护剂的用量为催化剂总体积装填量的5％～20％，其余装填加氢精制催化剂6。该方案可生产出除十六烷值外其它指标均符合国家标准的柴油。虽然柴油产品需与其它柴油调配或加十六烷值改进剂，但该方案工艺流程简单，柴油收率高，适用性较强。

三段级配方案工艺流程与两段级配方案基本一致，只是在最下部装填脱芳为主的催化剂11，脱芳催化剂的用量为催化剂总体积装填量的20％～50％，其特点为加氢脱芳活性高，使芳烃加氢饱和。该方案的工艺流程图见图2。该方案可生产通过添加十六烷值改进剂后符合国家标准的0^#柴油。该方案工艺操作性较灵活，柴油收率有所降低，此方案适用于无其它柴油可供调合的情况。

串联方案就是将上述三种催化剂分装两个串联的反应器，即反应器2和反应器12，催化剂装填比例可根据处理不同原料油性质而定，一般一反装保护剂和加氢催化剂，二反装脱芳催化剂，工艺流程图见图3。该方案工艺操作灵活，可直接生产十六烷值符合国家标准的柴油。不足之处是投资费用大。

从上面的叙述可以看出，本发明的煤焦油加氢精制工艺具有如下特点：1、在现有加氢精制工艺的基础上，为煤焦油利用提供了一种新途径。2、充分考虑了煤焦油原料的特点，从工艺流程方面进行了适当的设计。3、本发明根据不同情况设计了几种方案，分别适用于处理不同原料油，具有较强的经济性以及灵活性。4、在原油供应日趋紧张，柴油需求上涨的情况下，提供了新的柴油供应来源。

下面结合实例进一步阐述本发明的技术方案：

实施例1～3

采用两段级配的技术方案对煤焦油进行处理，所用原料性质见表1，馏出油性质见表2。表1煤焦油性质油品名称原料油密度(20℃)，g/cm³ 0.952馏程，℃初馏/10％ 84/15630％/50％ 229/28470％/90％ 353/43295％/终馏 -/-碱氮，μg/g 5120氮，μg/g 8231硫，μg/g 5311凝固点，℃ 10粘度(40℃)，mm²/s 5.112残炭，m％ 1.11沥青质，m％ 1.02表2馏出油性质油品名称馏出油密度(20℃)，g/cm³ 0.9247馏程，℃初馏/10％ 59/12230％/50％ 204/23970％/90％ 279/33795％/终馏 369/376碱氮，μg/g 4369氮，μg/g 7132硫，μg/g 4391实际胶质，mg/100ml 162凝固点，℃ -4酸度，mgKOH/100ml 22.07粘度(20℃)，mm²/s 4.736闪点，℃ 18十六烷指数 19.6

具体操作流程见附图1。原料油经常压蒸馏装置1分为馏出油和渣油7，馏出油进入加氢精制反应器2反应，反应产物经分离装置3分离出气相8和液相，液相至气提塔4得到精制柴油10和粗汽油9。装填方案为上部装保护剂，其氧化钼含量为7.0％，氧化镍含量为1.5％，孔容为0.55ml/g，比表面为180m²/g，装填量为催化剂总体积装填量的10％。其余装填加氢精制催化剂，该催化剂氧化钨含量为18％，氧化钼含量为8％，氧化镍含量为4％，孔容为0.30ml/g，比表面为130m²/g。具体操作条件及所得产品性质见表3。表3 柴油分析数据工艺条件实施例1 实施例2 实施例3 指标^*氢压，MPa 10.0 8.0 12.0反应温度，℃ 350 360 360体积空速，h^-1 0.5 0.8 1.0氢油体积比 1000 800 800密度(20℃)，g/cm³ 0.8752 0.8739 0.8732油品名称柴油柴油柴油馏程，℃初馏/10％ 181/205 192/205 188/20430％/50％ 226/249 222/244 222/245 50％≯30070％/90％ 281/341 271/316 270/313 90％≯35595％/终馏 -/- 337/356 336/355 95％≯365碱氮，μg/g 114 144 118氮，μg/g 174 182 166硫，μg/g 31 15 10 ≯10000实际胶质，mg/100ml 65 52 55 ≯70凝固点，℃ -3 -2 -2 ≯0酸度，mgKOH/100ml 3.31 3.02 2.28 ≯10粘度(20℃)，mm²/s 3.856 3.864 3.858 3.0～8.0闪点，℃ 74 77 76 ≮65灰分，m％ 0.002 0.002 0.002 ≯0.02颜色＜1.0 ＜1.0 ＜1.0铜片腐蚀 1 1 1 ≯110％残炭，m％ 0.06 0.04十六烷值 34.3 35.1 36.1 ≮45^*国标《GB252-94》中合格品0^#柴油指标

实施例4～5

采用三段级配和串联的技术方案对煤焦油进行处理，具体操作流程见附图2和附图3，所用原料和蒸馏过程与两段级配技术方案相同，并选用同样的保护剂和加氢催化剂，选用的脱芳催化剂氧化钨含量为18％，氧化镍含量为6％，孔容为0.40ml/g，比表面为165m²/g。脱芳催化剂的装填量为催化剂总体积装填量的50％。具体操作条件及所得产品性质见表4。表4 三段级配和串联方案柴油数据分析方案实施例4 实施例5工艺条件氢压，MPa 8.0 8.0反应温度，℃ 360 360总体积空速，h^-1 0.6 0.6氢油体积比 800 800密度(20℃)，g/m³ 0.8738 0.8726油品名称柴油柴油馏程，℃初馏/终馏 168/351 156/347碱氮，μg/g 112 84氮，μg/g 162 126硫，μg/g 10 6实际胶质，mg/100ml 48 32.6凝固点，℃ 0 0酸度，mgKOH/100ml 1.86 1.28粘度(20℃)，mm²/s 3.532 3.518闪点，℃ 74 77灰分，m％ 0.002 0.002颜色＜1.5 ＜1.510％残炭，m％ 0.04 0.02十六烷值 40.3 ＞45

Claims

1.一种煤焦油的加氢处理方法，包含以下步骤：

(1)将煤焦油经蒸馏分离成渣油和馏出油；

2.按照权利要求1所述的处理方法，其特征在于步骤(1)中所说的蒸馏为常压蒸馏，将小于370℃的组分作为馏出油。

3.按照权利要求1所述的处理方法，其特征在于步骤(2)中所说的加氢精制装置的操作条件为：反应温度340～370℃、压力6.0～12.0MPa、氢油体积比600∶1～1200∶1和空速0.5～1.2h^-1。

4.按照权利要求3所述的处理方法，其特征在于所说的操作条件为：反应温度350～360℃、压力8.0～10.0MPa、氢油体积比800∶1～1000∶1和空速0.6～1.0h^-1。

5.按照权利要求1所述的处理方法，其特征在于步骤(2)中所说的加氢精制装置采取两段级配的催化剂装填方案：上部装部分保护剂，其用量为催化剂总体积装填量的5％～20％，其余装填加氢精制催化剂。

6.按照权利要求1所述的处理方法，其特征在于步骤(2)中所说的加氢精制装置采取三段级配的催化剂装填方案：上部装部分保护剂，其用量为催化剂总体积装填量的5％～20％，最下部装填脱芳催化剂，其用量为催化剂总体积装填量的20％～50％，其余装填加氢精制催化剂。

7.按照权利要求1所述的处理方法，其特征在于步骤(2)中所说的加氢精制装置采取串联方案：将保护剂、加氢精制催化剂以及脱芳催化剂分装两个串联的反应器。

8.按照权利要求5、6或7所述的处理方法，其特征在于所说的保护剂组成以重量百分比计为：氧化钼2％～10％，氧化镍1％～5％，其余为氧化铝。

9.按照权利要求8所述的处理方法，其特征在于所说的保护剂孔容为0.50ml/g～0.80ml/g，比表面为140m²/g～230m²/g。

10.按照权利要求5、6或7所述的处理方法，其特征在于所说的加氢精制催化剂组成以重量百分比计为：氧化钨15％～25％，氧化钼6％～12％，氧化镍2％～8％，其余为含硅氧化铝。

11.按照权利要求10所述的处理方法，其特征在于所说的加氢精制催化剂孔容为0.20ml/g～0.50ml/g，比表面为110m²/g～160m²/g。

12.按照权利要求5、6或7所述的处理方法，其特征在于所说的脱芳催化剂组成以重量百分比计为：氧化钨10％～25％，氧化镍3％～10％，其余为含硅氧化铝。

13.按照权利要求12所述的处理方法，其特征在于所说的脱芳催化剂孔容为0.20ml/g～0.50ml/g，比表面为110m²/g～200m²/g。