一种以蒽油为原料制备高密度煤基喷气燃料的方法技术

本发明专利技术涉及一种以蒽油为原料制备高密度煤基喷气燃料的方法，其通过(1)蒽油一段加氢精制，(2)加氢产物油分馏，(3)蒽油二段加氢芳烃饱和从而实现高密度、高闪点、低冰点、稳定性好并且符合6号喷气燃料标准的高密度煤基喷气燃料的生产，喷气燃料的密度大于835㎏/m3，延伸了蒽油加氢产业链，提高蒽油的利用价值，本发明专利技术的制备流程短、操作简单、运行成本低且产物收率高、品质好，适于工业化推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种煤炭直接液化所产生的蒽油两段加氢转化生产热稳定性高、燃烧性能高、高密度的煤基喷气燃料的方法。
技术介绍
喷气燃料，又称航空煤油，主要用作喷气发动机的专用燃料。随着航空业的快速发展，喷气燃料的消费呈快速发展，在我国的增长速率达每年13％左右。目前喷气燃料的唯一来源是石油，而石油资源日渐枯竭，特别是中国，从20世纪90年代起就已成为原油净进口国，原油对外依存度已超过55％，因此，如何保障我国日益增长的喷气燃料需求，已成为后石油时代重要的研究课题。随着航空技术的发展、发动机的不断更新换代以及国内外对环保要求的日益提高，再加上特殊的应用场所和环境，使得对喷气燃料的性能要求十分苛刻。结合我国军用飞机和民用飞机对燃料质量的不同要求，参照国际喷气燃料通用标准，适当调整煤油馏分的密度、冰点、润滑性及安定性指标就可使成为合格的喷气燃料，提出一系列的措施。从世界范围上看，生产喷气燃料所采用的工艺主要取决于原料性质，因此为了进一步扩大这一市场份额，提高盈利能力，寻求低硫、低腐蚀性和高安定性的喷气燃料是最终的目标。19世纪末随着有机合成化学的兴起，煤焦油中的某些成分成为合成化学必术。蒽油是高温煤焦油经蒸馏得到的初加工产品，富含蒽、菲、咔唑、萤蒽和芘等三环或四环芳烃化合物，蒽的平均含量为6％、菲为25％、咔唑为5％，化学组成为90％以上的芳烃及少许胶质组成，有恶臭，氮硫元素含量高。目前主要用作炭黑原料油、燃料油和沥青调和油，或分离得到萘、蒽、苊、菲、咔唑等粗产品，经济性差。再加上我国化石能源结构为富煤贫油，煤炭储量仅次于美国居世界第二。由煤化工生产洁净能源和替代石油化工的产品是解决或缓解我国能源紧张的一条重要途径。由于近期世界原油和燃料油的价格居高不下，蒽油被大量用作燃料油调和组分，高硫氮含量，会产生污染环境的缺点。因此，需要一种利用蒽油生产清洁燃料的方法，解决环保问题，从而提高蒽油的经济价值。从煤焦油提取的蒽油进行加氢处理生产合格喷气燃料是一种新型的生产工艺，具有很好的经济效益和市场前景。CN102304387公布了一种煤基高密度喷气燃料的生产方法。该方法是将来自煤直接液化过程的液化轻油和液化馏分油进入带强制内循环的膨胀床加氢处理反应器分离、分馏处理得到轻质馏分油、中质馏分和重质馏分油；轻质馏分油和中质馏分油混合后进入深度加氢精制固定床反应器进行分离、分馏后，得到符合6号喷气燃料标准的高密度喷气燃料。但对于原料的选择来说，未涉及以蒽油为原料进行两段加氢的工艺处理，没有以蒽油为原料制取喷基燃料，流程相对复杂，本专利中原料蒽油来源容易，价格低廉，流程简单，提高了其经济附加值，同时在工艺方法和相关参数方面也有较大差异，所用加氢精制催化剂实用性好。US4875992公布了一种从稠环芳烃和氢化芳烃原料来生产大比重航空煤油的方法。该方法中原料为富含二环芳烃和二环氢化芳烃的油，包括轻催化循环油、燃料油、煤基油等。原料首先进入第一段反应，进行脱硫和脱氮。脱硫脱氮后的产物进入第二段反应，进行加氢处理，选择性加氢饱和二环芳烃和二环氢化芳烃生成环烷烃而生成尽量少的低分子烃类。对原料的要求比较苛刻，本专利技术合理利用了价格低廉而储量充足的蒽油资源。王德岩等在2006年出版的《能源研究与信息》期刊第22卷第4期232‐236中发表论文《高热安定性喷气燃料JP900制备及性能》，其中公布了高热安定性喷气燃料JP900的生产方法，文章编号为1008‐8857(2006)04‐0232‐05。从煤基物质提取JP900所需成分有两种方法，一种方法是在常压下将烟煤与用沉淀法分取的油混合，这种油是石油精练过程中的一种副产品，当加热时，这种混合物变成流体，并将液体部分馏出，收集起来成为JP900；第二种方法用轻循环油(炼油的另一种副产品)和从煤提炼的化学油(焦炭业的一种副产品)混合，并加入氢，然后蒸馏产生喷气燃料JP900。该方法未涉及以蒽油为原料制取喷基燃料。以上这些报道的工艺技术的原料尚没有涉及蒽油为原料制备高密度喷基燃料的工艺报道。专利技术人在研发的过程中发现，蒽油加氢产品中具有大量的环烷烃和芳烃，可以作为制备喷基燃料的原料。
技术实现思路
为了克服上述技术所存在的不足，本专利技术提供了一种流程短、收率高、所得产物稳定性好、密度高并且品质优良的以蒽油为原料制备高密度煤基喷气燃料的方法。本专利技术实现上述目的所采用的技术方案是由以下步骤组成：(1)蒽油一段加氢精制将蒽油与氢气混合后进入加氢精制反应器中，依次经过Mo‐Ni型加氢精制催化剂床层和W‐Mo‐Ni型加氢精制催化剂床层进行加氢精制，平均反应温度为320～380℃、反应压力为10～14MPa、氢油体积比为900:1～1600:1、液体体积空速为0.3～0.6h‐1，加氢精制所得油气经高压分离器进行气液分离，所得气体作为循环氢进入加氢精制反应器中，所得加氢产物油进一步分馏处理；(2)加氢产物油分馏将加氢产物油送入分馏塔内进行分馏，得到小于180℃的石脑油，180℃～330℃的粗喷气燃料及大于330℃的尾油组分，尾油组分的70wt％返回步骤(1)与原料蒽油混合后加氢进入加氢精制反应器中，30wt％排出；(3)蒽油二段加氢芳烃饱和将步骤(2)中分馏所得粗喷气燃料与氢气混合进入加氢饱和反应器中在Ni‐W型加氢饱和催化剂的催化作用下进行二段加氢芳烃饱和反应，平均反应温度为350～400℃、反应压力为10～16MPa、氢油体积比为1000:1～1600:1、平均液体体积空速为0.4～0.8h‐1，加氢饱和所得油气进行高压气液分离，所得气体返回加氢饱和反应器中作为循环氢循环，所得油分进一步分馏，切取馏程为195～315℃的高密度喷气燃料。上述Mo‐Ni型加氢精制催化剂是以Al2O3为载体，三氧化钼含量范围为18wt％～24wt％，氧化镍含量范围为5wt％～10wt％，总孔体积范围为0.3～1mL/g，比表面积范围为150～300m2/g。上述Ni‐W型加氢饱和催化剂是以Al2O3为载体，三氧化钨含量范围为15wt％～35wt％，氧化镍的含量范围为2wt％～15wt％，总孔体积范围为0.2～1.5mL/g，比表面积范围为130～200m2/g。上述Mo‐Ni型加氢精制催化剂床层和W‐Mo‐Ni型加氢精制催化剂床层是在同一加氢精制反应器中，其中Mo‐Ni型加氢精制催化剂占总容积的3/4，W‐Mo‐Ni型加氢精制催化剂占总容积的1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以蒽油为原料制备高密度煤基喷气燃料的方法，其特征在于由以下步骤组成：(1)蒽油一段加氢精制将蒽油与氢气混合后进入加氢精制反应器中，依次经过Mo‐Ni型加氢精制催化剂床层和W‐Mo‐Ni型加氢精制催化剂床层进行加氢精制，平均反应温度为320～380℃、反应压力为10～14MPa、氢油体积比为900:1～1600:1、液体体积空速为0.3～0.6h‐1，加氢精制所得油气经高压分离器进行气液分离，所得气体作为循环氢进入加氢精制反应器中，所得加氢产物油进一步分馏处理；(2)加氢产物油分馏将加氢产物油送入分馏塔内进行分馏，得到小于180℃的石脑油，180℃～330℃的粗喷气燃料及大于330℃的尾油组分，尾油组分的70wt％返回步骤(1)与原料蒽油混合后加氢进入加氢精制反应器中，30wt％排出；(3)蒽油二段加氢芳烃饱和将步骤(2)中分馏所得粗喷气燃料与氢气混合进入加氢饱和反应器中在Ni‐W型加氢饱和催化剂的催化作用下进行二段加氢芳烃饱和反应，平均反应温度为350～400℃、反应压力为10～16MPa、氢油体积比为1000:1～1600:1、平均液体体积空速为0.4～0.8h‐1，加氢饱和所得油气进行高压气液分离，所得气体返回加氢饱和反应器中作为循环氢循环，所得油分进一步分馏，切取馏程为195～315℃的高密度喷气燃料。...

【技术特征摘要】
1.一种以蒽油为原料制备高密度煤基喷气燃料的方法，其特征在于由以下
步骤组成：
(1)蒽油一段加氢精制
将蒽油与氢气混合后进入加氢精制反应器中，依次经过Mo‐Ni型加氢精制
催化剂床层和W‐Mo‐Ni型加氢精制催化剂床层进行加氢精制，平均反应温度为
320～380℃、反应压力为10～14MPa、氢油体积比为900:1～1600:1、液体体积
空速为0.3～0.6h‐1，加氢精制所得油气经高压分离器进行气液分离，所得气体
作为循环氢进入加氢精制反应器中，所得加氢产物油进一步分馏处理；
(2)加氢产物油分馏
将加氢产物油送入分馏塔内进行分馏，得到小于180℃的石脑油，180℃～
330℃的粗喷气燃料及大于330℃的尾油组分，尾油组分的70wt％返回步骤(1)
与原料蒽油混合后加氢进入加氢精制反应器中，30wt％排出；
(3)蒽油二段加氢芳烃饱和
将步骤(2)中分馏所得粗喷气燃料与氢气混合进入加氢饱和反应器中在
Ni‐W型加氢饱和催化剂的催化作用下进行二段加氢芳烃饱和反应，平均反应温
度为350～400℃、反应压力为10～16MPa、氢油体积比为1000:1～1600:1、平
均液体体积空速为0.4～0.8h‐1，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冬，薛凤凤，裴亮军，张琳娜，李稳宏，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61