[发明专利]一种焦油的提质处理方法

说明书

本发明提供了一种焦油的提质处理方法，所述方法包括：焦油原料与小分子醇混合后通入固体酸催化剂中，焦油原料中的芳烃和酚组分在固体酸催化剂的催化作用下与小分子醇发生高温气相催化转化反应后得到气相产物。本发明将焦油与小分子醇混合后进行高温气相催化转化，利用固体酸催化剂使焦油中的芳烃及杂酚组分与小分子醇反应，将焦油中的芳烃及酚类转化为以五甲基苯、六甲基苯、五乙基苯或六乙基苯为主要组分的高价值产品。同时焦油中所含的少量小分子含氧组分发生脱氧转化，得到低沸点烷烃和稠环烃等产物以及具有较高热值的气体产物。本发明的焦油原料和催化剂价格低廉，焦油处理工艺简单高效，易于实现工业生产且工艺过程无污染。

技术领域

本发明属于提质技术领域，涉及一种焦油的提质处理方法，尤其涉及一种利用固体酸催化剂催化焦油原料中的芳烃和酚等组分与小分子醇发生高温气相催化转化反应的提质处理方法。

背景技术

焦油，是煤或生物质干馏或直接液化(在氢气、或一氧化碳、或合成气等还原性气氛下的转化)过程中得到的一种黑色或黑褐色粘稠状液体，具有特殊的臭味，可燃并有腐蚀性，是一种高芳香度的碳氢化合物的复杂混合物，是廉价的燃料来源和宝贵的化工资源。然而，由于焦油尤其是低温热解焦油中富含大量杂酚等含氧组分，导致焦油热值较低、酸性较高，限制了其直接作为液体燃料的应用，因此必须进行精制以降低其酸性并提高热值。

焦油成分因制备原料不同而有所差异。通常生物质热解焦油中酚系物含量最高，芳烃及糠醛等其他含氧化合物含量较低。对煤基焦油而言，通常中、低温热解煤焦油中酚系物和芳烃含量较高，而高温煤焦油中芳烃含量更高。生物质或煤直接液化产物组成，因反应气氛(如氢气、一氧化碳、合成气等)、反应温度、催化剂特性等因素不同而有所差异，通常酚系物和/或芳烃含量较高。

目前，主要的焦油精制方案有，以组分分离为目的的组分蒸馏分离技术、焦油催化加氢脱氧技术、焦油催化裂解脱氧技术等。

由于焦油组分非常复杂，已测知的组分超过200种，任何单一组分的含量都很低，因此通过多级串联的精馏操作获取高纯度单一化学品方案能耗极高，加之蒸馏过程常伴随焦油中不稳定组分的热缩聚反应，尤其是低温焦油中不稳定组分含量更高，导致目标产物收率极低，因此组分精馏分离工艺主要适用于高温煤焦油，较少用于中、低温煤焦油的精制。

中、低温煤焦油主要以加氢制油为目标，由于中、低温煤焦油中富含杂酚，而杂酚加氢产生大量的水，既浪费宝贵的氢气原料，又易引起催化剂失活，因此通常先以碱洗-酸化法分离杂酚组分后再对剩余组分进行加氢精制，同时副产杂酚油，该路线需要耗用本身即为高能清洁燃料的氢气且操作压力很高，因此工艺运行成本较高。

CN103447060A公开了一种催化剂及利用该催化剂对焦油进行提质的处理方法，所述催化剂为碱金属盐负载催化剂，并采取以下制备方法：将碱金属盐溶液滴加到载体颗粒上，使溶液均匀浸润颗粒，之后将颗粒烘干、焙烧、冷却后即得碱金属盐负载催化剂。所述焦油的处理方法，将焦油与小分子醇混合后进行高温气相催化转化处理，利用所述催化剂使焦油中的杂酚组分与小分子醇发生醚化反应，将焦油中的杂酚转化为芳香醚，有利于提高焦油热值及焦油的油相溶解性，并降低焦油酸性及腐蚀性。

CN108339547A公开了一种催化转化焦油的方法，通过将焦油、甲醇或甲醇水溶液以及负载型镍基催化剂混合，并将得到的混合物加热，使焦油发生加氢脱氧反应，反应完成后冷却，收集液体，得到经过催化转化后的精制油品。