[发明专利]一种生物柴油和煤焦油加氢生产高十六烷值柴油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种柴油的生产方法，特别是一种以生物柴油和煤焦油加氢生产高品质清洁柴油的方法。

背景技术

从石油生产的柴油广泛用作柴油发动机的动力燃料。柴油的生产和消费不仅促进了世界各国经济和文化的长足发展，而且极大地提高了人类的生活水平。随着世界经济的不断发展，人口的不断增加，柴油的需求量会愈来愈大，而石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高，又大大促进了世界各国加快发动机替代油品的开发步伐。我国十分重视替代燃料的发展，早在“十一·五”期间就确定了替代燃料的发展方向，即优势能源（煤）替代稀缺能源（石油），可再生能源替代化石能源。因此以通过废弃油脂生产的生物柴油和煤焦油生产高品质清洁柴油符合国家鼓励发展的方向。

生物柴油一般是由各种动植物油脂与甲醇反应生成的脂肪酸甲酯。我国专门制订了生物柴油（GB/T20828-2007）及其与石油柴油的调和燃料标准（B5）（GB/T25199-2010），提出严格而又系统的质量规范。国家鼓励采用废弃油脂生产生物柴油，防止废弃油脂经处理后掺入食用油中。但是，生物柴油是含氧化合物，而普通柴油由烃类化合物组成，它们在物化性质上存在一定的差别，特别是生物柴油常具有较高的冷滤点或凝点，结果可能导致生物柴油和常规柴油组成的调和燃料冷流动性差，影响了销售和推广使用。

煤焦油是煤炭在干馏或热解及气化过程中得到的液体产品。根据生产方法的不同可获得三种煤焦油，即高温煤焦油（900～1000℃）、中温煤焦油（700～900℃）和低温煤焦油（450～650℃）。近三十年来，我国煤焦产业发展迅速，煤焦油年产量不断上升。煤焦油可以用来提取化学品，也可以直接调合生产燃料油，通过焦化加工生产轻焦油和焦炭、通过加氢处理改善品质等。煤焦油提取化学品过程的过程中会产生大量含难处理有机物的污水，且提取化学品后的残油和残渣更难处理，依然存在严重的污染问题；煤焦油硫氮含量高，直接燃烧会排放大量的SO_X和NO_X，造成严重的环境污染；把煤焦油经催化加氢改质生产清洁燃料油品是一种清洁、环保的加工处理方法，不仅提高了经济效益，而且保护了环境。煤焦油加氢技术近年来在我国发展很快，生产出了低硫的石脑油、汽油和柴油，但柴油的十六烷值低。如：一种煤焦油加氢生产清洁燃料油的组合工艺及其催化剂（国别：中国，公开号：101885984A，公开日期：2010-11-17）公开了使用经提酚和提萘后的轻质煤焦油或煤焦油全馏分作为加氢原料，通过加氢精制-加氢改质的组合加工，得到产物分馏后可得到石脑油和柴油馏分，其中柴油馏分的十六烷值仅20左右；一种煤焦油的全液相加氢方法（国别：中国，公开号：102585899A，公开日期：2012-07-18）公开了生成油经油气液分离、蒸馏，分离出石脑油产品、柴油产品、尾油产品，其中柴油产品的十六烷值也只达到40左右。这些柴油馏分不能直接使用，只能作为调合组分掺合到直馏柴油中使用。

柴油十六烷值是一项重要质量标准，它反映柴油在发动机中燃烧时的着火性能。柴油十六烷值过低会延长柴油在燃烧室中的滞燃期，严重时会发生爆震，使发动机功率下降，造成机械磨损和油耗上升；同时大量燃料不能充分燃烧，使发动机冒黑烟，造成环境污染。随着环保意识的加强，人们对柴油十六烷值的要求日益严格。我国已经全面推行的国Ⅲ的规定为不低于49，而国IV车用柴油标准中对十六烷值的要求进一步提高到了51。

我国十六烷值较高的直馏柴油产量比较低，而二次加工得到催化裂化柴油和焦化柴油产量很高，但这些柴油质量差，特别是十六烷值低，一般只有20～30。因此，现有技术生产十六烷值超过49、满足国Ⅲ或者国IV的车用柴油难度很大，开发新技术或者寻求新途径生产出满足国家标准的清洁柴油是当务之急。

一种改善二次加工柴油十六烷值的加氢方法（国别：中国，公开号：101760234A，公开日期：2010-06-30）公开了将二次加工柴油，如催化裂化柴油或焦化柴油与动植物油脂混合，在较为缓和条件下通过加氢处理获得清洁柴油产品，柴油收率高，十六烷值能够在二次柴油的基础上提高15个单位左右。