利用中低温煤焦油热解脱碳制备单环芳烃及石脑油的方法技术

本发明专利技术属于煤化工技术领域，涉及一种利用中低温煤焦油热解脱碳制备单环芳烃及石脑油的方法，包括：1)将中低温煤焦油常减压蒸馏切割出＞350℃馏分段沥青；2)利用溶剂对切割出的沥青萃取精制，得到富多环芳烃精制沥青；3)富多环芳烃精制沥青与功能溶剂复配得到复配混合原料；功能溶剂为缩裂稳定剂、助溶供氢剂和多环芳烃油；4)将复配混合原料用氮气吹扫置换，在临氢条件下采用三段变温热解脱碳工艺得到含有单环芳烃及石脑油的产品。本发明专利技术提供的方法，能耗低，单环芳烃及石脑油收率高；单环芳烃中BTX(苯、甲苯和二甲苯)含量高，石脑油产品硫、氮和烯烃含量低，芳潜高；本发明专利技术充分利用了中低温煤焦油中的芳烃资源，原料利用率高。原料利用率高。

【技术实现步骤摘要】
利用中低温煤焦油热解脱碳制备单环芳烃及石脑油的方法


[0001]本专利技术属于煤化工
，涉及一种利用中低温煤焦油热解脱碳制备单环芳烃及石脑油的方法。

技术介绍

[0002]我国重要的石化能源之一为煤炭，其在我国一次能源消费中所占比例较高。未来，清洁、环保和高效地利用煤炭资源必将成为我国煤炭产业发展的趋势。为此，近年来我国大力推崇煤炭分级利用，并将其作为发展方向。随着低阶煤炭热解生焦(兰炭)产业的逐步发展，副产出大量中低温煤焦油资源，由于现有深加工手段限制，中低温煤焦油重质组分，特别是煤沥青的应用、消耗渠道狭窄，主要用来生产中温沥青、改质沥青和燃料油等低附加值的产品，大大浪费宝贵的碳氢资源且造成严重的环境污染。对于中低温煤焦油沥青的加工利用已成为我国能源产业结构升级和提升的重中之重。
[0003]随着经济的迅猛发展，人们对各类化工原料的需求日益攀升。BTX等单环芳烃作为基础化工原料，长期以来一直是市场上备受追捧的产品。在工业中，芳烃主要通过石油基路线的石脑油催化重整和石脑油蒸汽裂解工艺获得。然而，该工艺的流程十分复杂，且产品产率较低。面对我国能源结构的特殊情况，若仍沿用现有的原料路线来制备芳烃将导致石油原料供应紧张。同时，下游产品价格居高不下，这也加剧了问题的复杂性。因此，大力推进以煤为原料制取芳烃的工艺技术显得尤为必要。
[0004]CN101538482B公开了一种中低温煤焦油深加工方法，其通过对中低温煤焦油进行预处理后进行分馏，得到轻馏分、酚油和重馏分。将重馏分进行焦化处理获得焦化汽柴油，将焦化汽柴油与轻馏分混合，作为加氢精制和加氢裂化的原料，再将加氢裂化得到的石脑油进行催化重整
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芳烃抽提，可获得BTX等化工原料。尽管该方法具备潜力，但其流程较为复杂且未能充分利用煤焦油中重馏分，从而导致工艺的经济性不佳。
[0005]CN103436288A公开了一种煤焦油制取芳烃的方法，该方法将煤焦油预处理后，进行常减压蒸馏，得到直馏石脑油馏分，其余馏分经焦化、裂化或加氢处理得到石脑油馏分，然后经预加氢处理进行脱硫脱氮后，得到重整原料。重整得到轻质芳烃混合物，将轻质芳烃混合物进行分离，得到苯、甲苯，再将芳烃C8和C8+组份进一步进行异构，得到苯或苯和对二甲苯，芳烃收率较高，但是重整原料预处理过程复杂，能耗较高。
[0006]CN101280207A公开了一种低质煤直接液化和综合利用方法，该方法通过将煤粉和供氢溶剂在加压、加热状态下进行一系列液化反应，将三相分离后得到的残渣进行气化制氢反应，将液化生成气冷凝并进行分离，将液化生成油蒸馏并分离，从而得到富含芳烃汽油、柴油等产品。但由于液化反应生成物复杂，液态产物比例不高，因此芳烃油分产率较低，难以实现从煤大量制取芳烃的目标。
[0007]石脑油是管式炉裂解制取乙烯和丙烯，催化重整制取苯、甲苯和二甲苯的重要原料。通过传统的炼油工艺，从原油中提取石脑油，需要消耗大量能源，成本较高；通过天然气液化过程中的分离步骤，从轻质烃类组分中分离出石脑油，需要大型设备和复杂的工艺流
程，投资成本较高；通过煤的加工转化，如煤液化或煤气化得到石脑油，过程复杂且能源消耗高。
[0008]CN105112099A公开了一种蒽油加氢制石脑油的方法，蒽油与煤焦油轻质馏分油和重质洗油混合再与氢气混合反应，补充氢气后再次加氢，分离未反应氢气，常压进行油水气分离，油液精馏得到石脑油馏分。石脑油馏分再与氢气混合，进入改质反应器反应，分离未反应氢气和油水气的分离，得到改质石脑油，再添加十二烷值改进剂得到石脑油。该方法工艺流程复杂，且未能充分利用煤焦油中重馏分，经济性较差。
[0009]综上所述，由煤直接制备单环芳烃及石脑油的工艺仍需寻求新的方法，既能够摆脱对石油的依赖，提高产品收率，又能够降低能耗，提高原料利用率。

技术实现思路

[0010]针对现有单环芳烃和石脑油制备存在的收率低、能耗高的技术问题，本专利技术提供一种利用中低温煤焦油热解脱碳制备单环芳烃及石脑油的方法，能耗低，单环芳烃及石脑油收率高，提高原料利用率。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0012]一种利用中低温煤焦油热解脱碳制备单环芳烃及石脑油的方法，包括以下步骤：
[0013]1)馏分切割
[0014]以中低温煤焦油为原料，采用常减压蒸馏切割出＞350℃馏分段沥青；
[0015]2)沥青精制
[0016]利用溶剂对步骤1)切割出的＞350℃馏分段沥青进行萃取精制，得到富多环芳烃精制沥青；
[0017]3)精制沥青复配
[0018]将步骤2)得到的富多环芳烃精制沥青与功能溶剂进行复配，得到复配混合原料；所述功能溶剂为缩裂稳定剂、助溶供氢剂和多环芳烃油；
[0019]4)热解脱碳
[0020]将步骤3)的复配混合原料放入反应釜，用氮气吹扫置换；在临氢条件下，采用三段变温热解脱碳工艺得到含有单环芳烃及石脑油的产品。
[0021]进一步限定，所述步骤2)中，所述溶剂与＞350℃馏分段沥青的质量比为1.5～3.5:1；萃取精制的条件为：温度160℃～220℃、萃取时间1h～3h、沉降时间2h～5h。
[0022]进一步限定，所述步骤2)中，所述溶剂为芳香烃和烷烃的混合物，溶剂中的芳香烃和烷烃的质量比为1:1～3:1；
[0023]所述芳香烃为甲苯、二甲苯、均四甲苯、糠醛、N
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甲基吡咯烷酮的一种或多种；所述烷烃为正己烷、正庚烷、环己烷、IP80溶剂油和IP60烷烃溶剂油的一种或多种。
[0024]进一步限定，所述步骤2)得到的富多环芳烃精制沥青中，2～4环芳烃含量为50wt％～60wt％、＞4环芳烃含量为8wt％～10wt％、烷烃含量为14wt％～20wt％、O含量为4.8wt％～6.2wt％、S含量＜0.2wt％、N含量＜0.32wt％、QI含量<0.1wt％。
[0025]进一步限定，所述步骤3)的复配混合原料中，富多环芳烃精制沥青含量为40wt％～60wt％，所述缩裂稳定剂、助溶供氢剂和多环芳烃油的质量比为2～4:1～2.5:3～6。
[0026]进一步限定，所述步骤3)中，缩裂稳定剂、助溶供氢剂和多环芳烃油是以高温煤焦
油为原料、采用常减压蒸馏分别对应切割出的210～230℃馏分段沥青、230～300℃馏分段沥青和300～350℃馏分段沥青；
[0027]所述缩裂稳定剂的2环芳烃含量为75wt％～80wt％，所述助溶供氢剂的2环芳烃含量为78wt％～89wt％，所述多环芳烃油的≥3环芳烃含量为85wt％～93wt％。
[0028]进一步限定，所述步骤3)的复配过程是：
[0029]3.1)先将缩裂稳定剂、助溶供氢剂和多环芳烃油按照比例搅拌得到混合功能溶剂；搅拌温度70℃～110℃，转速80r/min～100r/min，搅拌时间0.5h～1.5h；
[0030]3.2)将富本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用中低温煤焦油热解脱碳制备单环芳烃及石脑油的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)馏分切割以中低温煤焦油为原料，采用常减压蒸馏切割出＞350℃馏分段沥青；2)沥青精制利用溶剂对步骤1)切割出的＞350℃馏分段沥青进行萃取精制，得到富多环芳烃精制沥青；3)精制沥青复配将步骤2)得到的富多环芳烃精制沥青与功能溶剂进行复配，得到复配混合原料；所述功能溶剂为缩裂稳定剂、助溶供氢剂和多环芳烃油；4)热解脱碳将步骤3)的复配混合原料放入反应釜，用氮气吹扫置换；在临氢条件下，采用三段变温热解脱碳工艺得到含有单环芳烃及石脑油的产品。2.根据权利要求1所述的利用中低温煤焦油热解脱碳制备单环芳烃及石脑油的方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述溶剂与＞350℃馏分段沥青的质量比为1.5～3.5:1；萃取精制的条件为：温度160℃～220℃、萃取时间1h～3h、沉降时间2h～5h。3.根据权利要求2所述的利用中低温煤焦油热解脱碳制备单环芳烃及石脑油的方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述溶剂为芳香烃和烷烃的混合物，溶剂中的芳香烃和烷烃的质量比为1:1～3:1；所述芳香烃为甲苯、二甲苯、均四甲苯、糠醛、N
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甲基吡咯烷酮的一种或多种；所述烷烃为正己烷、正庚烷、环己烷、IP80溶剂油和IP60烷烃溶剂油的一种或多种。4.根据权利要求3所述的利用中低温煤焦油热解脱碳制备单环芳烃及石脑油的方法，其特征在于，所述步骤2)得到的富多环芳烃精制沥青中，2～4环芳烃含量为50wt％～60wt％、＞4环芳烃含量为8wt％～10wt％、烷烃含量为14wt％～20wt％、O含量为4.8wt％～6.2wt％、S含量＜0.2wt％、N含量＜0.32wt％、QI含量<0.1wt％。5.根据权利要求4所述的利用中低温煤焦油热解脱碳制备单环芳烃及石脑油的方法，其特征在于，所述步骤3)的复配混合原料中，富多环芳烃精制沥青含量为40wt％～60wt％，所述缩裂稳定剂、助溶供氢剂和多环芳烃油的质量比为2～4:1～2.5:3～6。6.根据权利要求5所述的利用中低温煤焦油热解脱碳制备单环芳烃及石脑油的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冬，何婷，崔楼伟，刘姣姣，金喆，徐贤，施俊合，刘涛，于福帅，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：