一种废油加氢制取喷气燃料、白油及润滑油基础油的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种废油加氢制取喷气燃料、白油及润滑油基础油的方法和系统，将废煤焦油、橡胶油、废矿物油、废弃生物质油按照一定比例进行混合，混合废油依次通过预处理、悬浮床加氢、固定床分段分时加氢、分馏等工序，实现了各种危废油品的综合有效再利用，而且通过调整4种危废油品的比例，可以实现制取高价值的喷气燃料、工业白油、润滑油基础油产品等；选用油溶性异辛酸钼作为悬浮床加氢催化剂，异辛酸钼原位分解为纳米硫化钼催化剂，高分散于油相中，反应活性高；固定床分段分时加氢有效避免了全馏分加工时，反应温度高导致最终产品轻质化加剧，有效组分降低的问题。有效组分降低的问题。有效组分降低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种废油加氢制取喷气燃料、白油及润滑油基础油的方法和系统


[0001]本专利技术属于危废油品深加工
，具体涉及一种废油加氢制取喷气燃料、 白油及润滑油基础油的方法和系统。

技术介绍

[0002]气候变化是人类面临的全球性问题，随着各国二氧化碳排放增加，温室气体猛 增，对生命系统形成威胁。在这一背景下，我国正式提出碳达峰和碳中和目标，面 对基数巨大的二氧化碳减排目标，如何在增加能源供应的同时达到“双碳”目标成 为能源行业的首要问题。合理利用危废资源，最大化回用危废油品(废煤焦油、橡 胶油、废弃生物质油、废矿物油)中可利用组分，变废为宝是解决该问题的有效手 段之一。
[0003]废煤焦油由煤焦油净化过程中产生的含渣、含水、含泥废料简单回收处理所得，其中水含量、固含量、沥青质重组分含量均高于正常的煤焦油，不能使用常规固定床工艺进行加氢处理，且其分子结构复杂，主要含有萘、蒽等稠环芳烃，芳香族含氧化合物，含氮、含硫的杂环化合物等多种有机物，具有严重的环境危害及人体致癌性。橡胶广泛应用于国民经济领域，使用后的废弃轮胎等橡胶制品逐年增加，现已经存在将废旧橡胶制品裂解为燃料油品的技术。但是，由于橡胶裂解油品中存在大量稠环芳香烃化合物及多种添加剂残余物，如无法清洁化处理，其特殊的恶臭味及稠环芳烃的危害性将成为限制高质量利用的主要问题。以废弃生物质油等为代表的废弃有机质残渣中含有大量的脂肪酸、脂肪酸酯等化合物，通过合理加氢转化方案脱除其中的含氧化合物可以显著提升其利用价值。废旧润滑油资源中含有大量添加剂和金属杂质，烃类分子在高温剪切环境下发生氧化、断裂、缩聚等反应，变质后难以满足润滑的需求。
[0004]废煤焦油的组成以芳烃为主，氮、氧等杂原子多存在于稠环芳烃中；橡胶油以芳香烃类和环烷烃类化合物为主，油品中夹带了大量的橡胶补强添加剂和助剂组分；植物油等有机质残渣以脂肪酸、脂肪酸酯等化合物为主；废旧润滑油以链烷烃为其主要成分，同时含有大量无机物或金属杂质。传统的加工方案无法将这些成分千差万别的废弃油品进行统一化处置，单一组分深加工后的产品由于组分相对单一造成产品性能的均衡性和可用性较差，同时传统的加工工艺还存在利用率不高等问题。
[0005]申请号为202010866073.4的专利公开了一种航空煤油及生物质油与煤焦油联 合生产航空煤油的方法，该方法将煤焦油首先分离为轻馏分和重馏分两个部分，继 而将分离得到的轻馏分油与生物质油按比例掺混，通过加氢精制与加氢异构结合的 方式将原料转化为符合3号航空煤油的产品，加氢过程使用固定床反应器。此方法 虽然可以达到制取航空煤油的目的，但是在资源有效利用方面存在诸多问题，一方 面该方法仅利用了煤焦油中较轻的馏分，煤焦油的有效利用率不会超过70％，分馏 残余的重组分更加难以处理，依然会造成严重的环境污染；另一方面采用该技术路 线加工的航空煤油只能符合3号航空煤油的要求，在密度、馏程、闪点等方面不能 满足制取高闪点喷气燃料的需求。
[0006]申请号为202010942603.9的专利公开了一种煤焦油与生物质油混合加氢制备 汽柴油的方法及系统，该专利将煤焦油经过一步加氢后的生成油与生物质油混合， 继续再进行两段加氢精制反应，分馏后获得汽柴油产品。虽然该技术可以实现煤焦 油与生物质油混合制取燃料油的目的，但是三段式加氢精制不能实现低凝点高闪点 喷气燃料及基础油的制取，且该技术路线难以转化煤焦油中360℃以上的重质组分。
[0007]申请号为201710694332.8的专利公开了一种废润滑油全氢法生产低凝基础油 的再生工艺。虽然废润滑油通过常减压分馏、丙烷精制、加氢精制、加氢异构等工 序，加工为低凝基础油，但该方法使用两段式固定床加氢工艺，加氢产物完全依赖 原料废润滑油，不能满足加工废煤焦油、橡胶油、废弃生物质油等原料的要求。
[0008]申请号为201610827700.7的专利公开了一种废润滑油宽馏分加氢再生利用的 方法。废润滑油在含油溶性催化剂存在下的悬浮床加氢裂化和电脱盐除杂的预处理 过程，经过预处理的全馏分油的加氢改质、加氢补充精制和馏分切割获得柴油、再 生基础油产品，悬浮床加氢使用由十六烷基三甲基氢氧化铵和四硫代钼酸铵合成的 油溶性物质为催化剂。该方法虽可以实现废润滑油的再生，但无法兼顾实现煤焦油、 橡胶油、废弃生物质油等富含稠环芳烃或脂肪酸类危废油品的加工；悬浮床加氢催 化剂前体使用铵类化合物，临氢环境原位分解硫化过程中会释放氨气，不利于高含 氮原料的加氢脱氮反应；悬浮床加氢后的油品以全馏分送入后续固定床进行深度加 氢反应，为了满足重馏分的加氢深度，势必会导致油品在反应器内发生裂化，使得 基础油馏分收率不高且无法实现喷气燃料等高端燃料油品的生产。
[0009]因此，开发一种投资和运行成本较低，可以不受原料限制加工混合理调配后的 废油混合物来制取喷气燃料、白油、润滑油基础油等产品的方法有着重要的意义。

技术实现思路

[0010]为了克服以上方法的不足，本专利技术提供了一种以废煤焦油、橡胶油、废矿物油、 废弃生物质油等按比例调节的混合性危废油品作为原料，通过悬浮床加氢与固定床 加氢耦合的方式来制取喷气燃料、白油及润滑油基础油的方法，该方法可灵活调整 各种类型危废油品的加工比例，可以定向制取喷气燃料、润滑油基础油等产品，制 取的喷气燃料密度大、低温流动性极好，润滑油基础油可以达到II类以上水平。
[0011]同时，本专利技术还提供了一种能够实现上述废油加氢制取喷气燃料、白油及润滑 油基础油的系统。
[0012]本专利技术解决上述技术问题所采用的废油加氢制取喷气燃料、白油及润滑油基础 油的方法包括以下步骤：
[0013]步骤1：废油混合及预处理
[0014]按照质量百分比组成，将5％～85％废煤焦油、5％～80％橡胶油、5％～85％废 矿物油、5％～85％废弃生物质油在组分调节混合器内混合均匀，获得混合废油；将 混合废油经离心机脱除其中的大部分固体或不溶性杂质及水，然后在加热器中升温 至100～150℃，与脱水脱盐助剂混合后进入脱水罐，维持脱水罐内压力为0.5～ 1.5MPa，完成混合废油的破乳、脱水，脱水后的混合废油进入闪蒸脱水塔进行深度 脱水，脱除油相中的游离水、乳化水及盐分。
[0015]步骤2：悬浮床加氢
[0016]向深度脱水后的混合废油中加入油溶性催化剂前体和硫化剂，经高压进料泵升 压后与氢气混合进入第一加热炉，经第一加热炉加热后送入悬浮床反应器，在悬浮 床反应器内进行悬浮床加氢反应，脱除金属和残碳，并脱除部分硫、氮、氧，使混 合废油中金属脱除率大于95％、残碳脱除率大于94％、硫化物脱除率大于70％；悬 浮床加氢产物经第一高压分离器分离为气液两相，气相进入第一冷低压分离器进一 步分离为氢气和石脑油，液相进入第一热低压分离器进一步分离为石脑油和预加氢 馏分油，预加氢馏分油送入第一分馏塔进行常减压分馏，分馏为石脑油、180～320℃ 的燃料油馏分、320～480℃的基础油馏分、减底油；第一冷低压分离器分离的氢气 经循本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废油加氢制取喷气燃料、白油及润滑油基础油的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：废油混合及预处理按照质量百分比组成，将5％～85％废煤焦油、5％～80％橡胶油、5％～85％废矿物油、5％～85％废弃生物质油在组分调节混合器(1)内混合均匀，获得混合废油；将混合废油经离心机(2)脱除其中的大部分固体或不溶性杂质及水，然后在加热器(3)中升温至100～150℃，与脱水脱盐助剂混合后进入脱水罐(4)，维持脱水罐(4)内压力为0.5～1.5MPa，完成混合废油的破乳、脱水，脱水后的混合废油进入闪蒸脱水塔(5)进行深度脱水，脱除油相中的游离水、乳化水及盐分；步骤2：悬浮床加氢向深度脱水后的混合废油中加入油溶性催化剂前体和硫化剂，经高压进料泵(6)升压后与氢气混合进入第一加热炉(7)，经第一加热炉(7)加热后送入悬浮床反应器(8)，在悬浮床反应器(8)内进行悬浮床加氢反应，脱除金属和残碳，并脱除部分硫、氮、氧，使混合废油中金属脱除率大于95％、残碳脱除率大于94％、硫化物脱除率大于70％；悬浮床加氢产物经第一高压分离器(9)分离为气液两相，气相进入第一冷低压分离器(10)进一步分离为氢气和石脑油，液相进入第一热低压分离器(11)进一步分离为石脑油和预加氢馏分油，预加氢馏分油送入第一分馏塔(12)进行常减压分馏，分馏为石脑油、180～320℃的燃料油馏分、320～480℃的基础油馏分、减底油；第一冷低压分离器(10)分离的氢气经循环氢压缩机升压后循环利用，第一冷低压分离器(10)和第一热低压分离器(11)分离的石脑油以及第一分馏塔(12)分馏的石脑油均作为产品输出，燃料油馏分和基础油馏分分别进入燃料油馏分储罐(14)和基础油馏分储罐(15)，减底油及减底油中混合的催化剂组分经减底油循环泵(13)升压后送回悬浮床反应器(8)，继续进行悬浮床加氢反应；其中，所述油溶性催化剂前体选用油溶性异辛酸钼；步骤3：固定床加氢将燃料油馏分储罐(14)内燃料油馏分和基础油馏分储罐(15)内基础油馏分以交替进料的方式分别与硫化剂、氢气混合后进入第二加热炉(16)进行加热，继而送入第一精制反应器(17)，在第一精制反应器(17)内进行深度加氢精制反应，脱除硫、氮、芳烃组分，加氢精制产物与氢气混合后送至异构反应器(18)，在异构反应器(18)内进行异构反应，反应后的油品经换热器(19)换热后进入汽提塔(20)，在汽提塔(20)内完成油品内溶解的硫化氢、氨组分的汽提，汽提后的油品与新氢混合后送至第二精制反应器(21)，在第二精制反应器(21)内进行深度加氢饱和反应，脱除烯烃、芳烃组分，反应完成后由第二精制反应器(21)进入第二高压分离器(22)进行气液分离，气相进入第二冷低压分离器(23)进一步分离为石脑油和氢气，液相进入第二热低压分离器(24)进一步分离为石脑油和加氢改质馏分油；经第二冷低压分离器(23)和第二热低压分离器(24)分离的石脑油均作为产品输出，经第二冷低压分离器(23)分离后的氢气经循环氢压缩机升压后送至汽提塔(20)作为汽提气进行循环利用，保证汽提塔(20)汽提后的油品中硫、氮含量均小于5ppm，经第二热低压分离器(24)分离后的加氢改质馏分油送至第二分馏塔(25)进行分馏，分馏为石脑油、喷气燃料、白油、润滑油基础油、橡胶增塑剂环烷基矿物油产品。2.根据权利要求1所述的废油加氢制取喷气燃料、白油及润滑油基础油的方法，其特征
在于：步骤1中，所述废煤焦油和橡胶油的总质量百分比占混合废油10％～50％时，步骤3中第二分馏塔(25)分馏的产品以石脑油、生物航煤、工业白油、润滑油基础油为主；步骤1中，所述废煤焦油和橡胶油的总质量百分比占混合废油60％～90％时，步骤3中第二分馏塔(25)分馏的产品以高闪点喷气燃料、工业白油、橡胶增塑剂环烷基矿物油为主。3.根据权利要求1或2所述的废油加氢制取喷气燃料、白油及润滑油基础油的方法，其特征在于：步骤1中，所述脱水脱盐助剂的注入量为100～1000ppm。4.根据权利要求1或2所述的废油加氢制取喷气燃料、白油及润滑油基础油的方法，其特征在于：步骤2中，所述油溶性催化剂前体的注入量为100ppm～1000ppm，油溶性异辛酸钼在临氢环境原位分解硫化为纳米级硫化钼催化剂，高分散于油相之中。5.根据权利要求1或2所述的废油加氢制取喷气燃料、白油及润滑油基础油的方法，其特征在于：步骤2中，所述悬浮床加氢反应温度为360～450℃，反应压力为12～18MPa，体积空速0.5～1.3h
‑1，氢油体积比800～1500。6.根据权利要求1或2所述的废油加氢制取喷气燃料、白油及润滑油基础油的方法，其特征在于：步骤2和步骤3中，所述硫化剂的注入量为100～500ppm。7.根据权利要求1所述的废油加氢制取喷气燃料、白油及润滑油基...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚建选，杨军，王树宽，李斌，逯俊庆，郭生飞，王兴富，
申请(专利权)人：神木富油能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：