一种煤与石油共同加工生产优质发动机燃料的方法技术

本发明专利技术涉及一种煤与石油共同加工生产优质发动机燃料的方法，包括以下步骤：（１）将煤粉和溶剂油配制成煤浆；（２）对煤浆进行加氢、裂解反应；（３）对步骤（２）产物脱除固体后的油品进行加氢反应；（４）对步骤（３）获得的液化全馏分进行分馏，获得三种馏分，即石脑油馏分，柴油馏分，和大于３５０℃的馏分油；（５）对步骤（４）获得的柴油馏分进行深度加氢精制；（６）将步骤（５）获得产物与石油加工过程中产生的高十六烷值柴油组分按所需比例调和，从而获得优质发动机燃料；其中，步骤（１）所述溶剂油包括石油馏分油。利用本发明专利技术的方法，可以充分转化重油并保持较高的煤浆浓度，提高优质发动机燃料的产率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种煤与石油共同加工工艺，即以煤和石油为原料生产优质发动机液体燃料产品和化工原料，具体地说，本专利技术根据煤直接液化过程和石油加工过程的特点，把煤和石油的加工过程结合起来，从而生产出更多、高质量的发动机燃料产品和化工产品。
技术介绍
石油加工和煤直接液化是两种分别以石油和煤为原料来生产燃料油、化工原料的过程，其中，石油加工过程是一种传统的工业化过程，经过将近一个世纪的发展，加工流程和各个操作单元技术都相对比较成熟。而煤直接液化技术自从上世纪初首次提出以来，许多国家和企业都投入了很大的力量进行研究，尤其是到上世纪七十年代以后，世界范围的石油危机加速了煤直接液化技术的开发，多种煤直接液化工艺流程和专项技术也相继开发成功，但由于其经济性不如石油加工而一直没有用于大规模的工业化生产。然而，最近几年来，随着石油价格飙升，以煤为原料生产液体发动机燃料的煤直接液化技术又一次引起了人们的关注，其经济性在特定的国家和地区逐步变为可行，为煤直接液化技术的工业化提供了条件，同时，也推动了更先进煤直接液化技术的进一步开发。由于煤直接液化和石油中重油的加工都是大分子烃的加氢和裂解过程，而且现代煤直接液化技术的工艺条件与重油加工的工艺条件非常接近，煤直接液化和重油裂解反应在相同的条件下可以兼容，所以，在不断开发煤直接液化技术的同时，煤与石油共同加工来生产发动机液体燃料的技术研究工作也受到了人们的重视，并提出了多种煤和石油共同加工工艺。宏观上看，目前已经公开的煤和石油共同加工的工艺可以分为两大类，第一类是选用低品质的石油或重油与煤共同加工，例如高金属含量、高沥青质含量的石油或重油等，因为这些石-->油或重油含有较多的金属和沥青质，它们在加工过程出现明显的沉积和结焦倾向，对石油加工过程中的催化剂使用寿命和产品质量造成不同程度的影响，增加了石油加工过程的苛刻度，但这类石油或重油在设备、工艺条件要求更苛刻的煤直接液化条件下进行加工，这些金属和沥青质不再是问题，并且当与煤共同加工时，石油或重油中所含的某些金属对煤直接液化反应还有促进作用。目前这类技术有美国专利4,541,916、4,510,038、4,330,390和4,330,393等，其中美国专利4,541,916是这类技术的典型代表，其技术特点是：在煤直接液化过程中，选用含有催化活性金属组分的重油(钒、镍最少含量最少300ppm)和煤直接液化生成的部分油灰渣共同作为溶剂油来配制煤浆，利用重油和煤中所含金属组分作为液化反应的催化剂，不需要外加催化剂，在适宜的反应条件下，煤发生液化反应，重油发生裂解反应，从而实现煤和石油共同加工，煤和石油的转化率和需要的催化剂量通过调整油灰渣循环比和石油馏分油的加入量来控制。第二类技术是基于石油馏分中含有具有良好供氢性能的环烷基芳烃，这些环烷基芳烃是煤液化反应过程中理想的活性氢源。并且当煤和石油共同加工时会出现协同作用，即共同加工时的转化率高于单独加工时的转化率，因此，可以用石油馏分或重油作为煤直接液化过程的溶剂油配制煤浆，在煤直接液化条件下，实现煤和石油共同转化。这类技术有美国专利5,120,429、4,054,504、4,853,111和3,870,621等，其中美国专利5,120,429提出的是一种两段煤直接液化工艺，在第一段发生煤浆液化反应，生成物脱除固体后进入第二段进行催化加氢反应，生产馏分油产品和用于第一段配制煤浆的循环溶剂油。第一段煤浆液化反应在管式反应器或煤浆加热炉内进行，如果需要可以再另加其它反应器，第二段催化加氢反应选用沸腾床或膨胀床反应器。第一段液化反应典型的工艺流程为：石油馏分或重油与原料煤配成煤浆，升压、与氢气混合后进入管式加热炉反应器，循环溶剂油分多点(3点以上)注入加热炉管内与煤浆混合，要求每点注入的溶剂油量都多于相邻前面注入点的注入量，这样可以保持液化反应过程中供氢-->溶剂的浓度相对稳定，有利于煤的转化。溶剂油的注入量与原料煤之比为0.1-1.0。用石油馏分或重油配制煤浆时，经过加氢的石油或石油馏分可以直接进入第一段作为配制煤浆的溶剂油，未经加氢的石油馏分或重油应该先进入第二段进行加氢反应，然后再返回到第一段配制煤浆。这种加工流程有利于提高转化率，增加轻油产品收率。适宜与煤共同加工的石油馏分或重油的初馏点大于315℃，例如，减压渣油、加氢处理后的减压渣油、减渣催化裂化未转化油、重油催化裂化循环油、减压渣油减粘裂化重油、减压渣油脱沥青所得到的沥青等。美国专利4,054,504和4,853,111的技术特点是用重油作为溶剂油配制煤浆，在两个反应器内进行煤直接液化和重油裂解反应，其中第一个反应器条件相对较缓和，主要进行加氢饱和、脱金属、脱杂原子等反应，第二个反应器条件较苛刻，主要发生裂化和加氢反应，这种控制方案可以得到较多的轻馏分油和较少的小分子气体。上述专利都提出了煤与石油共同加工的概念，并且分别详细阐述了煤与石油共同加工的思路和各自工艺技术的特点。然而，它们的共同之处都是用石油馏分或重油代替煤直接液化过程中的循环溶剂油去配制煤浆，然后在适宜的条件下进行加氢和裂化反应。这种工艺技术实现了煤和石油共同加工，体现了煤和石油共同加工的优越性，但在技术优化方面还存在有如下不足之处：第一，现代煤直接液化工艺中，实现固液分离的手段主要是常减压蒸馏，正常操作条件下最少有50％的液体油或沥青伴随着固体残渣排出。在单独的煤直接液化过程中，伴随着固体残渣排出的液体中70％以上是大分子的沥青烯和前沥青烯，而用重油作溶剂进行煤和石油共同加工时，除了煤液化生成的大分子的沥青烯和前沥青烯以外，还有相当一部分未转化的重油(典型重油的组成见表1)也伴随着固体残渣一起排出，不宜回收和再加工，这对于可裂解性比较好的重油资源来说没有得到充分的利用。-->表1  典型重油(＞500℃)的组成和性质  重油种类  石蜡基  环烷基  密度，kg/m3，20℃  919.6  972.3  粘度，mm2/s，80℃  229.2  1650(100℃)  元素分析，％  C  H   87.08  12.46   86.81  10.87  组成，％  饱和烃  芳烃  胶质  沥青质   51.5  34.3  14.1  0.1   24.0  33.0  42.2  0.8第二，煤直接液化过程中，用于配制煤浆的循环溶剂油的粘度一般小于40mm2/s(80℃)，而重油的粘度远远大于煤液化循环溶剂油的粘度(参见表1所列典型重油)，这种大粘度的重油用作配煤浆的溶剂油时，将大幅度降低煤浆中煤粉的比例，一般情况下煤浆中煤粉的含量只能控制在40m％以下，甚至低于35％，采用这种低浓度煤浆原料相当于降低了煤直接液化设备的利用率，不利于充分体现煤直接液化系统设备的价值。同时这种高粘度煤浆不利于在系统中输送，尤其是增加了在加热设备中的结焦倾向。第三，上述煤和石油共同加工工艺中，由于原料组成的原因，在其生成的柴油产品中含有大量的芳烃和环烷烃，其十六烷值偏低，一般在35以下，而产品标准要求45以上，甚至49以上，所以，很难生产出满足当今车用柴油标准的轻柴油产品，如果选用加氢改质、加氢裂化等技术对其再进行加工，将损失5-10％的柴油收率，同时增加氢耗量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤与石油共同加工生产优质发动机燃料的方法，包括以下步骤：（１）将煤粉和溶剂油配制成煤浆；（２）对煤浆进行加氢、裂解反应；（３）对步骤（２）产物脱除固体后的油品再进行加氢反应；（４）对步骤（３）获得的液化全馏分进行分馏，获得三种馏分，即初馏点－１５０℃的石脑油馏分，１５０－３５０℃的柴油馏分，和大于３５０℃的馏分油；（５）对步骤（４）获得的柴油馏分进行深度加氢精制；（６）将步骤（５）获得产物与石油加工过程中产生的高十六烷值柴油组分按所需比例调和，从而获得优质发动机燃料；其中，步骤（１）所述溶剂油包括石油馏分油。

【技术特征摘要】
1.一种煤与石油共同加工生产优质发动机燃料的方法，包括以下步骤：(1)将煤粉和溶剂油配制成煤浆；(2)对煤浆进行加氢、裂解反应；(3)对步骤(2)产物脱除固体后的油品再进行加氢反应；(4)对步骤(3)获得的液化全馏分进行分馏，获得三种馏分，即初馏点-150℃的石脑油馏分，150-350℃的柴油馏分，和大于350℃的馏分油；(5)对步骤(4)获得的柴油馏分进行深度加氢精制；(6)将步骤(5)获得产物与石油加工过程中产生的高十六烷值柴油组分按所需比例调和，从而获得优质发动机燃料；其中，步骤(1)所述溶剂油包括石油馏分油。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述溶剂油除石油馏分油外还包括循环使用的步骤(4)的产物中大于350℃的馏分油，且石油馏分油的引入量可根据煤直接液化单元配制煤浆所需要溶剂油的量进行调节。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的石油馏分油选自催化裂化装置的重循环油、催化裂化装置的外甩油浆、催化裂化装置的重循环油的抽出芳烃、催化裂化装置的外甩油浆的抽出芳烃、焦化蜡油的抽出芳烃、润滑油芳烃抽提装置的抽出芳烃或其混合物。4.根据权利要求1或2所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱豫飞，任相坤，金嘉璐，黄剑薇，袁明，张传江，高山松，李永伦，王洪学，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，中国神华煤制油有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]