[发明专利]一种煤基重油加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤基重油加工方法，特别地讲本发明涉及一种使用煤基重油附炭固化体的煤基重油的热加工方法。

背景技术

目前煤干馏过程比如煤制兰炭过程存在的一个工艺缺陷是煤焦油产品均含有一定数量的煤基重油(比如常规沸点高于450℃或480℃的煤焦油馏分)，煤基重油具备氢含量低、胶质和沥青质含量高、灰分含量高、金属含量高、受热极易缩合结焦、硫含量高、氮含量高、完全燃烧条件苛刻等特点而难于利用。

中低温煤焦油的煤基重油的第一种已知加工方法是延迟焦化方法，需要设置焦化进料加热炉、焦炭塔(至少两个)、分馏塔、轻组分回收系统、焦化污水处理系统、卸焦系统、息焦池、储焦仓等，工艺流程长、系统复杂、投资大、操作稳定性差，为了防止焦化进料加热炉炉管结焦，通常将常规沸点为300～480℃或350～480℃的煤焦油馏分的一部分或全部作为煤基重油组分焦化过程的溶剂和或载热溶液一并引入延迟焦化过程，这必然增加了焦炭产量、降低了油品产量，工业运行表明，焦炭产率已经接近或大于中低温煤基重油数量。实际上，对于煤基重油而言，延迟焦化方法主导反应是沥青质、胶质的热裂解和缩合，由于焦化目标组分属于低氢、多炭、多灰劣质油，焦化目标组分溶剂油属于多环芳烃、缺乏供氢能力，其热加工过程结果是裂化(产气)反应、缩合(生焦)反应等非产油反应成为主导反应，产焦率高、低分子气体产率高，而产油率极低。对于大量劣质煤基重油而言，延迟焦化方法改进(降低产气率、降低生焦率)后属于可用方案，但是对于少量煤基重油，延迟焦化方法属于投资高、油品收率低的不经济方案。

煤基重油的第二种已知加工方法是悬浮床加氢转化方法，需要设置加热炉、悬浮床加氢反应器、热高压分离系统、固体产物分离系统、热高分油分离系统、冷高分油分离系统、催化剂制备系统、加氢原料和催化剂混合系统等，工艺流程长、系统复杂、投资大，对于大量劣质煤基重油而言，悬浮床加氢转化方法属于液体油品收率高的高耗氢方案，与焦化方案相比，可以充分利用煤基重油分子尺寸已经靠近油品的特性，但是对于少量煤基重油，悬浮床加氢转化方法属于投资太高的不经济方案。

煤基重油的第三种已知加工方法是用作气化原料比如使用多元料浆炉工艺造合成气或使用重油气化工艺造合成气，投资巨大，与廉价的煤料气化相比，不具备经济性，属于投资高的不经济方案。

煤基重油的第四种已知加工方法是用作燃料，但是燃烧不完全、烟气环保处理流程长、投资大，且与廉价的煤燃料相比，不具备经济性，属于不经济方案。

分析上述技术路线可以看出，上述煤基重油加工属于热高工过程，热裂解是不可缺少的步骤。

分析上述技术路线缺点可以看出，适宜的煤基重油尤其是少量的煤基重油的加工方案，降低工程投资、同时提高产品价格是关键性指标，这要求使用简练的热加工流程。

实质上，在煤基重油连续加工方法的常规概念中，焦化加热炉煤基重油进料是液体、气体形式，多元料浆炉工艺煤基重油进料是沥青水浆流体形式，重油造气工艺煤基重油进料是雾状液体、气体形式，煤基重油燃烧借助雾化水蒸汽成为雾状流体，以上均为流体形式，即“煤基重油组分加工前状态为流体”。本发明认为，正是这一概念束缚了现有相关技术思想。

中低温煤基重油焦化试验证明，410～440℃时，中低温煤基重油即开始快速分解，保持温度为约500℃时，4.0～5.0小时时间即可完成焦化，产生约60～70％的焦炭、约12～16％的焦油和低分子烃气体，即中低温煤基重油具备受热易分解结焦性能。

一方面，由于煤基重油氢含量很低(中低温煤焦油氢含量通常低于7％、一般低于6.5％)，较高温度(比如250℃)时呈高粘度流体，但是常温下呈固态，高温受热易分解结焦，综合特性可以视之为“煤中高沸点烃构成的拟煤体”，借助“拟煤体”这一概念，本发明认为煤干馏过程或焦炭气化过程等热加工过程的技术可以移植使用或联合使用于煤基重油的热加工，从而实现工艺流程的简化。另一方面，由于煤基重油在较高温度时呈流体会堵塞部分气体通道，将对煤干馏过程或焦炭气化过程等热加工过程的技术移植形成障碍，本发明设想将“对煤基重油具备吸附、分散、耐热支撑的焦炭”与煤基重油混合形成“混合状态固体一体物或液体煤基重油流动空间限制物”，使煤基重油热加工形成的固体产物与焦炭一体化省去清焦过程或使热加工过程形成的煤基重油灰渣产物与焦灰渣产物一体化清除，为上述的技术移植创造了条件。