烃的脱金属制造技术

本公开涉及一种用于从烃混合物提取金属的方法和工艺设备，该烃混合物得自气化或热解工艺，所述方法包括以下步骤：a.使所述烃混合物与含水酸合并以形成混合物，b.混合所述混合物，c.将所述混合物分离成被污染的水相和经纯化的烃相，相关的益处在于，所述含水酸能够释放在这样的气化和热解工艺中结合的金属。放在这样的气化和热解工艺中结合的金属。放在这样的气化和热解工艺中结合的金属。

【技术实现步骤摘要】
烃的脱金属
[0001]本申请是申请日为2016年7月1日、专利技术名称为“烃的脱金属”的中国专利技术专利申请第201610516029.4号的分案申请。


[0002]本申请涉及用于从烃混合物生产经氢化处理的烃的方法以及用于从焦油原料生产经纯化的烃的工艺设备。

技术介绍

[0003]在烃混合物的加工中，去除杂原子是一个重要的步骤以使产品符合规范并避免环境或操作上的挑战。氢化处理是从烃混合物去除杂原子如硫、氮和氧(通过使其与氢反应)的常见方式。然而，如果存在金属污染物(即使以相对低的浓度存在)，催化剂的活性可被严重影响。金属污染物会导致在催化表面上形成固体产物，如焦炭或胶，并具有使氢化处理催化剂失活的作用。因此，在含有金属的原料的氢化加工中，在氢化处理步骤上游的所谓的保护床是必要的。该保护床的特征在于高的金属捕获能力，使得被截留的金属简单地捕获在催化表面上。尽管金属容量较高，但是催化颗粒必须定期更换，这从设备停止运行或降低产量和更换催化活性材料的角度来看是一个显著的成本。保护床的摆动构造(其中一个保护床被阻断以更换催化活性材料，而另一个处于操作中)会避免设备关闭的问题，但是这涉及其他成本。
[0004]烃混合物中的金属的量在几个ppm至数千ppm之间变化。尤其是可再生来源的脂肪和油、热解油和焦炉焦油可具有非常高的水平。这些原料的特征还在于包含含氧化合物，如苯酚、萘酚(naphthenol)、甲酚和环烷酸。当金属被结合在这样的结构中时，令人惊奇地发现，可以通过使烃混合物接触含水性酸溶液来释放大量的金属。此外还证实，可以构建集成的工艺设备，其中由气体净化工艺步骤中的副产物来生产硫酸，硫酸可用于酸洗涤脱金属工艺中。
[0005]酸值是料流中有机酸度的指标。ASTM D664将酸值定义为使用特定检测系统滴定在特定溶剂中的样品至特定终点所需的特定碱的量，其表示为每克样品的氢氧化钾毫克数。
[0006]根据炼油工艺领域中的术语使用，“烃混合物”不仅包括由烃为主导成分的任何料流，还包括除氢和碳之外的其他元素，例如氧、硫、氮、卤素和金属。
[0007]本文所用的术语“两相混合物”不仅包括将分离成两相的混合物，还包括乳状液和两种(或更多种)组分的其它实例，其在微观上互相分散，即使这样的混合物在宏观水平上是稳定的。
[0008]当提及“两相”时，这可以意指一个极性相和一个非极性相，但“两相”还应当被理解为涵盖至少两相，例如密度高于水相的重的非极性相、水相和密度低于水相的轻的非极性相。
[0009]本文所用的“热解”和“气化”应被理解为这样的过程：其中碳质原料如煤或生物质
在不存在氧的情况下加热，或在相对于氧化为CO2的亚化学计量量的氧的存在下加热。来自热解或气化的产物由固相、气相和液相即焦油组成。
[0010]根据炼油领域中的技术，本文所用的术语“焦油”被理解为重质烃液体。可使用诸如“热解油”、“煤焦油”和“焦炉焦油”的术语来表示焦油的来源。对于本申请的目的，焦油通常是热解、焦炭生产或煤气化的产物。焦油的特征在于存在较高含量的杂原子(尤其是氮、硫和氧)以及较高含量的芳族化合物。焦油的典型参数包括烃液体，其为包含0.5％、或1％至5％、6％或10％氧的烃混合物，具有高于0.90g/ml、高于0.96g/ml、高于1.05g/ml的密度，具有大于1:1、2:1、5:1或10:1的氮原子和硫原子的比率(N:S)，具有低于10％w/w的氢含量和具有大于2或4且低于7或8mg KOH/g的酸值。
[0011]本公开不限于焦油，而是还涉及其他具有高氧含量的碳质液体，例如含有高达25％的氧并具有高酸度的动物脂肪、植物油和妥尔油。

技术实现思路

[0012]广义上来讲，本公开涉及一种用于从烃混合物提取金属的方法，该烃混合物得自气化或热解工艺，该方法包括以下步骤：
[0013]使所述烃混合物与含水酸合并以形成混合物，
[0014]混合所述混合物，
[0015]将所述混合物分离成被污染的水相和经纯化的烃相，
[0016]相关的益处在于，所述含水酸能够释放在这样的气化和热解工艺中结合的金属。
[0017]本公开的一个实施方式是一种用于从烃混合物生产经氢化处理的烃的方法，该烃混合物得自气化或热解工艺或来自生物来源的含氧化合物混合物，所述烃混合物具有高于1.5mg KOH/g、2mg KOH/g或4mg KOH/g的酸值，该方法包括以下步骤：
[0018]a.使所述烃混合物与含水酸合并以形成混合物，
[0019]b.混合所述混合物，
[0020]c.将所述混合物分离成被污染的水相和经纯化的烃相，
[0021]d.将所述经纯化的烃相与富含氢的气体合并以形成氢化处理流，
[0022]e.将所述氢化处理流引导至氢化处理步骤，以形成经氢化处理的烃，
[0023]相关的益处在于，这样的方法是在具有高酸值(例如高于1.5mg KOH/g、2mg KOH/g或4mg KOH/g)的烃混合物的处理中，设备中要用的材料必须是抗腐蚀性逐渐增强的。因此，含水酸的添加以及随后去除水相不会对下游的工艺设备提出额外的要求，因为剩余的酸与烃混合物的酸度相比是可以忽略不计的。
[0024]在另一实施方式中，所述烃混合物包含0.5％或1％至5％、6％或10％的氧，相关的益处在于，所述含水酸特别适合于释放与含氧化合物如苯酚、萘酚、环烷酸和甲酚结合的金属。
[0025]在另一实施方式中，所述含水酸选自包括强的无机酸或有机酸的组，优选柠檬酸、草酸、盐酸、磷酸或硫酸，相关的益处在于，这样的酸提供用于从所述烃相提取金属的强螯合作用，尤其是对于柠檬酸、草酸和硫酸，这些酸可以在下游的精炼工艺中方便地去除。
[0026]在另一实施方式中，该方法不包括添加以高于0.1％的浓度包含C、H、O、N和S之外的元素的含水液体，相关的益处在于，避免添加不能通过常规的精炼工艺去除的元素。
[0027]在另一实施方式中，所述含水酸的浓度为1％或2％至5％、10％或30％，相关的益处在于，这样的酸浓度在对工艺设备的适度腐蚀和对于结合金属的高反应性之间提供平衡。
[0028]在另一实施方式中，烃混合物与酸的比率为20:1、10:1、50:1至2:1、1:1或1:2，相关的益处在于，这样的比率在高的金属提取能力和工艺体积的适度增大之间提供平衡。
[0029]在另一实施方式中，步骤b中的温度为20℃至150℃，相关的益处在于，降低了烃混合物在升高的温度下的粘度，破坏了乳液稳定性，从而允许分离成经纯化的烃相和水相。
[0030]在另一实施方式中，所述混合物中的酸值为高于2或4并低于7或8mg KOH/g，相关的益处在于，这样的酸度匹配通常的烃混合物。
[0031]在另一实施方式中，烃混合物中的酸值低于7mg KOH/g、8mg KOH/g、25mg KOH/g或150mg KOH/g，相关的益处在于，如果对材料进行恰当的考虑，则酸值为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于从烃混合物生产经氢化处理的烃的方法，所述烃混合物得自气化或热解工艺或来自生物来源的含氧化合物混合物，所述烃混合物具有高于1.5mg KOH/g、2mg KOH/g或4mg KOH/g的酸值，所述方法包括以下步骤：a.使所述烃混合物与含水酸合并以形成混合物，b.混合所述混合物，c.将所述混合物分离成被污染的水相和经纯化的烃相，d.将所述经纯化的烃相与富含氢的气体合并以形成氢化处理流，e.将所述氢化处理流引导至氢化处理步骤，以形成经氢化处理的烃。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述烃混合物包含0.5％或1％至5％、6％或10％的氧。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述含水酸选自包括强的无机酸或有机酸的组，优选柠檬酸、草酸、盐酸、磷酸或硫酸。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中所述方法不包括添加以高于0.1％的浓度包含C、H、O、N和S之外的元素的含水液体。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述含水酸的浓度为1％或2％至5％、10％或30％。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中烃混合物与酸的比率为20:1、10:1、50:1至2:1、1:1或1:2。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中步骤b)中的温度为20℃至150℃。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述烃混合物中的酸值低于7mg KOH/g、25mg KOH/g或150mg KOH/g。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中氢化处理步骤(e)包括使氢化处理流与一种或多种催化活性材料接触，所述催化活性材料在选自杂原子烃的氢化、二烯烃的氢化和金属杂原子烃的氢化的一种或多种反应中有活性，其中所述一种或多种材料中的每一种可以存在于一个或多个反应器中，其中可以使用所述一种或多种材料的任意顺序并且其中压力、温度和空速为使得所述催化活性材料对于适当的反应有活性。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中一定量的所述经氢化处理的烃被排出并作为再循环流而再循环至排出点上游的位置，其中烃混合物:再循环流的比例为1:1/2至1:3。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，还包括氢化裂解步骤(f)，任选地包括另外的氢化...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：托普索公司，
类型：发明
国别省市：