[发明专利]一种将煤焦油轻馏分制备成柴油组分的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤焦油深加工领域，具体涉及一种将煤焦油轻馏分制备成柴油组分的方法。

背景技术

如何有效地利用煤资源并使其符合环境保护要求、满足煤产地其它自然资源的配置、符合本地区长期发展战略，并最终符合国家产业政策一直是国家、地方政府和企业的研究方向。我国有大量的煤焦油资源，如何有效地利用煤焦油是煤综合利用中的一个重要环节。由于石油资源的紧缺，越来越多的企业正在努力将煤焦油这一不清洁的资源转变成柴油发动机能够使用的清洁替代燃料。

煤焦油中的组分非常复杂，主要组分可划分为芳香烃、酚类、杂环氮化合物、杂环硫化合物、杂环氧化合物以及复杂的高分子环状烃，包括了由苯和苯酚等低分子量、低沸点的简单物质，到甚至在高真空下也不易蒸发的相对分子质量达到几千的复杂化合物。有机化合物组分估计有上万种，已被鉴定的化合物大约有500种，煤焦油中含有超过1％的组分只有12种。因此，煤焦油的深加工变得异常复杂。

目前，我国煤焦油加工企业对煤焦油的处理方法大致有四种途径：第一种途径，煤焦油经过常减压蒸馏切取轻油、酚油、萘油、洗油和蒽油等各种馏分，使酚、萘、蒽等欲提取的单组分产品浓缩到相应馏分中，再进一步利用物理和化学方法进行分离，得到萘、酚、蒽、菲、咔唑、沥青等高附加值产品。这类加工方法工艺流程复杂、提纯分离难度大、投资规模大，目前正在向引进国外先进技术、大规模化方向发展。这类企业的加工规模须在高于10万吨才能具有明显的经济效益与抗市场风险能力。

第二条途径，以煤焦油为原料油，采用合适的加氢精制方法生产与石油产品相当的清洁燃料或石油产品。煤焦油加氢精制生产燃料油的方法在上世纪三、四十年代就有研究，限于当时的技术条件，需高温高压、且安全性、稳定性差，故不适于工业生产。随着柴油需求量的激增，这就为煤焦油加氢生产柴油提供了市场需求。CN1464031A，CN1772846A，CN1147575C，US4855037都公开了一种煤焦油加氢改质工艺及催化剂，其工艺特征在于一般采取两段级配的催化剂装填方案，上部装保护剂，下部为加氢精制催化剂，或者采取三段级配的催化剂装填方案，上部为保护剂，中间为加氢精制催化剂，最下部为脱芳催化剂(也就是加氢裂化催化剂)。而其核心就是加氢裂化催化剂。

与石油二次加工馏分油加氢相比，煤焦油加氢改质催化剂需解决的关键问题是：一是煤焦油中氧含量高，反应过程中产生的水会对加氢催化剂的活性、水热稳定性及强度均产生不利的影响；二是煤焦油中胶质、残炭含量高容易促使催化剂积炭，易造成催化剂的快速失活；三是煤焦油中硫、氮含量高，必须进行深度脱氮，否则会影响柴油的安定性；四是煤焦油中含有大量的芳烃，必须进行深度加氢脱芳烃，并在尽量减少断链的前提下最大限度地使芳烃饱和，使柴油的十六烷值提高。这些问题的存在，使煤焦油加氢催化剂与催化裂化粗柴油的催化加氢催化剂相比，煤焦油加氢催化剂更难于实现工业化。

因此，目前开发的煤焦油加氢催化剂，一般仍沿用石油加氢裂化催化剂的发展方向，以多孔的氧化铝、氧化硅、无定形硅铝，氧化钛和具有适宜酸性的分子筛、沸石为载体，加入其它W，Mo，Ni，P，F，Co等活性组分。这类催化剂可以有效地脱除煤焦油馏分中的杂质硫、氮、胶质及沥青质等。但是这类催化剂由于含有W，Mo等贵金属元素，催化剂的价格很贵，同时加氢工艺的投资成本很高。在目前煤焦油价格逐步上涨、柴油产率较低和成品油价格还不高的情况下，中小型炼油厂由于很难收回投资，一般难于采用该类催化剂。

目前煤焦油加氢技术在我国山西、陕西等省建有煤焦油加氢制柴油工厂，但囿于煤焦油本身特点、加氢精制催化剂和加氢工艺的本身技术复杂性，其生产装置是否能够达到长期、安全、高效地运转，需要更多的实践检验。

第三种方法是采用催化裂化技术将煤焦油的轻馏分进入催化裂化装置进行回炼，得到的重馏分进行溶剂抽提，抽提出的重芳烃作为产品，抽余油返回催化裂化装置回炼，从而可以提高高附加值产品的收率，降低附加值低的单耗。

中国发明专利CN100350020C公开了一种劣质油料的催化裂化加工工艺，其特征在于劣质油料经过催化裂化得到的轻柴油馏分返回催化裂化装置进行回炼，得到的重柴油馏分进行溶剂抽提，抽余油返回催化裂化装置进行回炼。但是，由于煤焦油这类原料难以裂解，催化裂化装置需要大量外甩油浆，其结果是液体产品(液化气、汽油、柴油)的总收率不高。经济效益不是很明显。