專利名稱：中低溫煤焦油延遲焦化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種煤化工工藝，具體地說是一種低溫煤焦油進(jìn)行深加工的工藝。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)煉鋼企業(yè)所需要的焦炭大部分來自煤炭，煉焦過程也會(huì)產(chǎn)生中低溫焦油；國(guó)內(nèi)許多城市有氣化廠，根據(jù)煤的焦油含量不同副產(chǎn)中低溫煤焦油量也不同，中低溫煤焦油產(chǎn)量在5萬噸/年以下的廠較多。這些煉焦廠和氣化廠副產(chǎn)的中低溫煤焦油一部分經(jīng)酸堿精制后作為劣質(zhì)燃料油被直接燃燒，或直接乳化后作為乳化燃料燃燒。所含硫、氮等雜質(zhì)在燃燒過程中變成硫和氮的氧化物釋放到大氣中造成大氣污染，而且酸堿精制過程中又產(chǎn)生大量污水。一部分經(jīng)酸堿精制后，提取分離出酚、萘等化學(xué)物質(zhì)后被燃燒掉或作為取暖和烹飪用燃料。這樣中低溫煤焦油中所含硫、氮等雜質(zhì)在燃燒過程中變成硫和氮的氧化物釋放到大氣中造成大氣污染。因?yàn)槊褐苯尤紵龝?huì)造成較嚴(yán)重的粉塵污染，因此，以煤為原料生產(chǎn)城市煤氣作為民用燃料的比例越來越高，同時(shí)伴生的中低溫煤焦油量也大大增加。而且我國(guó)石油資源不足，原油進(jìn)口比例逐年增加，以中低溫煤焦油為原料油，采用較合適的二次加工手段生產(chǎn)與石油產(chǎn)品相當(dāng)?shù)那鍧嵢剂匣蚴彤a(chǎn)品，不僅具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也具有明顯的社會(huì)效益。由于中低溫煤焦油來自于煤煉焦和煤氣化干餾段，是熱裂化產(chǎn)物。固中低溫煤焦油的性質(zhì)非常復(fù)雜，它們的化學(xué)組成主要是芳香族化合物，烷烴和烯烴含量較少，還含有少量含氧、含氮、含硫化合物。含氧化合物主要是具有弱酸性的各種相應(yīng)的酚類，含氮化合物主要是具有弱堿性的吡啶，喹啉及它們的衍生物，含硫化合物主要是噻吩、硫醇、硫酚、硫醚、硫雜茚等。中低溫煤焦油的深加工方法，在二十世紀(jì)50-60年代曾倍受關(guān)注并投入大量資金和人力研究。由于我國(guó)在大慶，新疆等地發(fā)現(xiàn)并開采地下石油，石油產(chǎn)品作為主要能源很快代替了煤液化、氣化制取的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。從二十世紀(jì)70年代起，我國(guó)對(duì)中低溫煤焦油深加工制取優(yōu)質(zhì)環(huán)保型液體產(chǎn)品的研究幾乎無人問津，直至二十世紀(jì)90年代末，由于環(huán)保意識(shí)的提高，煉油技術(shù)的提高，人們對(duì)石油資源的認(rèn)識(shí)的提高，煤的綜合利用重新被有識(shí)之士重視。南非在煤的加工方面一直保持世界領(lǐng)先地位，但專利查詢未曾發(fā)現(xiàn)南非專利。國(guó)內(nèi)專利檢索出申請(qǐng)?zhí)枮?3107496.7，名稱為《用中低溫煤焦油生產(chǎn)柴油的方法》的專利，其所用的方法是采用直接化學(xué)精煉法，即除雜—精制—水洗—破乳—調(diào)配制取煤焦柴油，包括用水洗滌粗焦油并進(jìn)行脫水，然后加入95-98％的硫酸脫雜，加入10-30％氫氧化鈉脫雜，用碳酸氫鈉進(jìn)行中和反應(yīng)，用5-10％的三氯化鐵水溶液洗滌，用1％乙醇水溶液破乳，用氯化鈣脫水，最后用柴油添加劑調(diào)配制取柴油。該方法的工藝比較復(fù)雜，應(yīng)用的化學(xué)制劑比較多，精制油等有較高價(jià)值的物質(zhì)的收率較低，精制油中的膠質(zhì)含量較高等。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種用中低溫煤焦油生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，提高中低溫煤焦油的利用價(jià)值，有利于環(huán)境保護(hù)的中低溫煤焦油延遲焦化工藝。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的將預(yù)熱至300-380℃的中低溫煤焦油引入加熱爐，經(jīng)加熱爐加熱至480-550℃后進(jìn)入焦炭塔，在0.8-2.0Mpa的壓力下進(jìn)行焦化反應(yīng)，焦炭塔中生成的焦炭排出焦炭塔，經(jīng)焦化后的生成油進(jìn)入抽提塔，在抽提塔中加入堿溶液，抽提出的酚類物質(zhì)出抽提塔，抽提出酚類物質(zhì)后的餾份油進(jìn)入分餾塔，分別分離出碳鏈長(zhǎng)度小于5的輕烴類物質(zhì)、石腦油和柴油調(diào)和組份。本發(fā)明還可以包括1、焦炭塔包括兩個(gè)，兩個(gè)焦炭塔周期切換操作，一個(gè)正常進(jìn)料時(shí)，另一個(gè)進(jìn)行清碳操作。2、其中由抽提塔抽提出的酚鹽經(jīng)蒸吹脫油、硫酸或CO2分解后獲得酚類產(chǎn)品。烴類在熱的作用下，主要發(fā)生兩類反應(yīng)一類是裂解反應(yīng)，另一類是縮合反應(yīng)。烷烴在加熱條件下，主要反應(yīng)為裂解反應(yīng)，首先在分子中鍵能較小的C-C鍵處斷裂，其反應(yīng)產(chǎn)物為分子量較小的一個(gè)烷烴和一個(gè)烯烴分子。環(huán)烷烴和芳香烴的熱穩(wěn)定較高，在常壓下溫度達(dá)500℃-600℃時(shí)，五元、六元環(huán)斷裂成為兩個(gè)烯烴分子，苯開始發(fā)生裂解和縮合反應(yīng)，產(chǎn)物主要是聯(lián)苯、氣體和焦炭。多環(huán)芳烴，如萘、蒽等的熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)和苯相似，在高溫下生成以氫氣為主的氣體、高分子縮合物和焦炭。環(huán)烷烴和芳香烴上的烷基側(cè)鏈在高溫下斷裂生成烯烴，隨著反應(yīng)壓力的升高，環(huán)烷烴和芳烴斷環(huán)裂解的溫度會(huì)更低些。中低溫煤焦油熱解反應(yīng)除遵循一般烴類反應(yīng)機(jī)理外，還有自身的反應(yīng)特性，中低溫煤焦油在熱的作用下一部分縮聚轉(zhuǎn)化為焦炭，一部分發(fā)生熱解反應(yīng)，生成氣體和反應(yīng)自由基，且這些自由基絕大多數(shù)是具有芳香性的。熱解初期主要是焦油中的環(huán)烷烴裂解，大分子內(nèi)橋鍵的斷裂生成較小的分子混合物，以及芳香族化合物上的烷基側(cè)鏈和極性官能團(tuán)的斷裂，隨著熱解的加劇，芳香族化合物發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，使裂解產(chǎn)物中芳香族產(chǎn)物減少，羥基含量也隨反溫度的升高而降低，這主要是由于低溫煤焦油中的多元酚類受到了熱破壞，C-O鍵斷裂所致。隨著反應(yīng)壓力的增加，中低溫煤焦油的裂解轉(zhuǎn)化率提高，增強(qiáng)了焦油的二次反應(yīng)，有利于發(fā)生縮合反應(yīng)，生成焦炭和氣體。由烴類熱裂化反應(yīng)機(jī)理和中低溫煤焦油熱裂解反應(yīng)特征以及中低溫煤焦油性質(zhì)分析可知，該類油芳烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高，大分子鏈狀烴類含量少，在常規(guī)延遲焦化條件下，芳烴斷環(huán)反應(yīng)發(fā)生較少，因而其轉(zhuǎn)化率低，在高壓等條件下操作，芳烴斷環(huán)反應(yīng)加劇，氣體和焦炭產(chǎn)率增加，轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)品組成發(fā)生的變化較大，最終達(dá)到改質(zhì)的目的。總之，本發(fā)明可以收到這樣的技術(shù)效果①本專利采用延遲焦化工藝先對(duì)中低溫煤焦油進(jìn)行焦化加工，使小于360℃液體收率由不采用延遲焦化時(shí)的60％上升到75％，從而使最終精制油由不采用延遲焦化工藝時(shí)的36％上升到55％；②最終精制油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)在焦化過程中縮聚成焦炭，從而使最終精制油中的膠質(zhì)由不采用延遲焦化工藝時(shí)的300-500mg/100ml下降到23-40mg/100ml；③在焦化過程中芳烴類物質(zhì)與不飽和烴類物質(zhì)縮聚成焦炭，從而有效地降低了精制油中的芳烴和不飽和烴組份；④經(jīng)延遲焦化后的生成油的密度由不采用延遲焦化工藝時(shí)的0.92g/cm3下降到0.85g/cm3從而加大了與抽提溶劑的密度差，有利于分離操作；⑤經(jīng)堿抽提出的酚鹽經(jīng)脫油、硫酸或CO2分解后獲得酚類產(chǎn)品，變廢為寶，減少了環(huán)境污染。同時(shí)還可以大幅度提高單元酚的收率，回收率可由不足30％提高到65％以上；⑥在整個(gè)過程中所用的化學(xué)藥品種類少，用量小，有利于操作，不易造成環(huán)境污染。


圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
圖2是低溫煤焦油主要性質(zhì)表。
圖3是本發(fā)明產(chǎn)品主要性質(zhì)表。
(五)具體實(shí)施方案下面舉例對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的描述1、將預(yù)熱至300-380℃的中低溫煤焦油1引入加熱爐9中，經(jīng)加熱爐加熱至480-550℃后進(jìn)入焦炭塔10，在0.8-2.0Mpa的壓力下進(jìn)行焦化反應(yīng)，焦炭塔中生成的焦炭2排出焦炭塔，經(jīng)焦化后的生成油3進(jìn)入抽提塔11，在抽提塔中加入堿溶液，抽提出的酚類物質(zhì)4出抽提塔，抽提出酚類物質(zhì)后的餾份油5進(jìn)入分餾塔12，分別分離出碳鏈長(zhǎng)度小于5的輕烴類物質(zhì)6、石腦油7和柴油調(diào)和組份8。為了提高效率，保證整個(gè)工藝過程的連續(xù)性，設(shè)置兩個(gè)焦炭塔，兩個(gè)焦炭塔周期切換操作，一個(gè)正常進(jìn)料時(shí)，另一個(gè)進(jìn)行清碳操作。為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量，其中由抽提塔抽提出的酚鹽經(jīng)蒸吹脫油、硫酸或CO2分解后獲得酚類產(chǎn)品。
2、圖2是一種中低溫煤焦油1的特性，將其預(yù)熱至300-380℃，引入加熱爐9中，經(jīng)加熱爐加熱至480-550℃后進(jìn)入焦炭塔10，在0.8-2.0Mpa的壓力下進(jìn)行焦化反應(yīng)，焦炭塔中生成的焦炭2排出焦炭塔，經(jīng)焦化后的生成油3進(jìn)入抽提塔11，在抽提塔中加入堿溶液，抽提出的酚類物質(zhì)4出抽提塔，抽提出的酚類物質(zhì)后的餾份油5進(jìn)入分餾塔12，分別分離出碳鏈長(zhǎng)度小于5的輕烴類物質(zhì)6、石腦油7和柴油調(diào)和組份8。其產(chǎn)品的特性列于圖3中。為了提高效率，保證整個(gè)工藝過程的連續(xù)性，設(shè)置兩個(gè)焦炭塔，兩個(gè)焦炭塔周期切換操作，一個(gè)正常進(jìn)料時(shí)，另一個(gè)進(jìn)行清碳操作。為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量，其中由抽提塔抽提出的酚鹽經(jīng)蒸吹脫油、硫酸或CO2分解后獲得酚類產(chǎn)品。
3、將預(yù)熱至350℃的中低溫煤焦油1引入加熱爐9中，經(jīng)加熱爐加熱至500℃后進(jìn)入焦炭塔10，在1.2Mpa的壓力下進(jìn)行焦化反應(yīng)，焦炭塔中生成的焦炭2排出焦炭塔，經(jīng)焦化后的生成油3進(jìn)入抽提塔11，在抽提塔中加入氫氧化鈉等堿溶液，抽提出的酚類物質(zhì)4出抽提塔，抽提出酚類物質(zhì)后的餾份油5進(jìn)入分餾塔12，分別分離出碳鏈長(zhǎng)度小于5的輕烴類物質(zhì)6、石腦油7和柴油調(diào)和組份8。為了提高效率，保證整個(gè)工藝過程的連續(xù)性，設(shè)置兩個(gè)焦炭塔，兩個(gè)焦炭塔周期切換操作，一個(gè)正常進(jìn)料時(shí)，另一個(gè)進(jìn)行清碳操作。為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量，其中由抽提塔抽提出的酚鹽經(jīng)蒸吹脫油、硫酸或CO2分解后獲得酚類產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種中低溫煤焦油延遲焦化工藝，其特征是將預(yù)熱至300-380℃的中低溫煤焦油引入加熱爐，經(jīng)加熱爐加熱至480-550℃后進(jìn)入焦炭塔，在0.8-2.0Mpa的壓力下進(jìn)行焦化反應(yīng)，焦炭塔中生成的焦炭排出焦炭塔，經(jīng)焦化后的生成油進(jìn)入抽提塔，在抽提塔中加入堿溶液，抽提出的酚類物質(zhì)出抽提塔，抽提出酚類物質(zhì)后的餾份油進(jìn)入分餾塔，分別分離出碳鏈長(zhǎng)度小于5的輕烴類物質(zhì)、石腦油和柴油調(diào)和組份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中低溫煤焦油延遲焦化工藝，其特征是焦炭塔包括兩個(gè)，兩個(gè)焦炭塔周期切換操作，一個(gè)正常進(jìn)料時(shí)，另一個(gè)進(jìn)行清碳操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的中低溫煤焦油延遲焦化工藝，其特征是其中由抽提塔抽提出的酚鹽經(jīng)蒸吹脫油、硫酸或CO2分解后獲得酚類產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種中低溫煤焦油延遲焦化工藝。將預(yù)熱至300－380℃的中低溫煤焦油引入加熱爐，經(jīng)加熱爐加熱至480－550℃后進(jìn)入焦炭塔，在0.8－2.0Mpa的壓力下進(jìn)行焦化反應(yīng)，焦炭塔中生成的焦炭排出焦炭塔，經(jīng)焦化后的生成油進(jìn)入抽提塔，在抽提塔中加入堿溶液，抽提出的酚類物質(zhì)出抽提塔，抽提出酚類物質(zhì)后的餾份油進(jìn)入分餾塔，分別分離出碳鏈長(zhǎng)度小于5的輕烴類物質(zhì)、石腦油和柴油調(diào)和組份。本發(fā)明具有可以獲得生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，提高中低溫煤焦油的利用價(jià)值，有利于保護(hù)環(huán)境。
文檔編號(hào)C10B55/00GK1485404SQ0213307
公開日2004年3月31日 申請(qǐng)日期2002年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月27日
發(fā)明者王守峰, 呂子勝, 于壽龍 申請(qǐng)人:哈爾濱氣化廠科技實(shí)業(yè)總公司