[發明專利]一種蒽油處理生產高能碳氫燃料的方法

在審

• 申請號: 202010090466.0
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111234868A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 李學兵;陳松;李廣慈;范芮堃
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: C10G65/02
• 分類號: C10G65/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種蒽油處理生產高能碳氫燃料的方法，其通過包括(1)蒽油一段非貴金屬催化加氫精制，(2)蒽油二段非貴金屬催化選擇性加氫裂化，(3)蒽油三段貴金屬/分子篩復合催化劑選擇性加氫精制的三段連續式加氫處理過程，將蒽油高效轉化為密度高(0.88g/mL)、熱值高(40MJ/L)、凝點低(?60℃)、穩定性好的高能碳氫燃料，該方法是以我國特有的以多環芳族為特征的蒽油為原料進行的全餾分加氫處理，具有原料利用率高、過程對環境友好、操作可靠、產品品質穩定、生產運行周期長等優勢，非常適合產業化推廣。

技術領域

本發明涉及一種蒽油處理生產高能碳氫燃料的方法，屬于煤化工技術領域。

背景技術

碳氫燃料作為一種通用的液體燃料，被廣泛用于飛機、火箭、導彈等多種航空航天飛行器中。近年來，隨著我國航天工業和軍事工業的飛速發展，各種碳氫燃料的需求量均顯著增加。由于燃料燃燒所釋放的能量在很大程度上決定了飛行器的航程、航速和載荷等重要性能，因此燃料自身的特性對于不同飛行器能否充分的發揮功能十分重要。雖然現有碳氫燃料產品可以滿足大部分飛行器的需求，但其體積熱值較低，為達到理想的推進力和航程必須增加使用量，將顯著提高火箭的制造和運行成本，也導致因火箭自身重量過大而產生的風險和動力損耗。高能碳氫燃料具有比傳統燃料更高的密度(0.85g/mL)和體積熱值(40MJ/L)，可以在降低使用量的同時提高推進性能。因此，為了實現新一代飛行器更高、更快、更遠的要求，在保證燃料低凝點和高熱值的同時，必須提升燃料的密度。

煤焦油是煤炭煉焦過程中的主要副產物，是一種高芳香度的碳氫化合物的復雜混合物，絕大部分為帶側鏈或不帶側鏈的多環、稠環化合物和含氧、硫、氮的雜環化合物，并含有少量脂肪烴、環烷烴和不飽和烴，平均密度為1.18～1.23g/mL，年產量大(2018年約1800萬噸)且價格相對低廉(～3200元/噸)。煤焦油成分復雜，根據餾程不同可進一步分成酚油、萘油、洗油、蒽油和煤瀝青等餾分，其中蒽油是煤焦油在300～360℃的餾分段，約占粗焦油的23％，平均密度為1.04～1.15g/mL，主要成分為蒽(30～40％)、菲(20～30％)和咔唑(15～20％)。目前，國內蒽油主要用于生產炭黑、燃料油或深加工提取蒽和咔唑。由于國際油價下跌及深加工技術相對落后等因素使得產品的附加值均不高。蒽油的主要成分是三環碳氫化合物，和全餾分煤焦油相比組成單一，更有利于高選擇性的制備帶支鏈的雙環烷烴，提高產品的收率和純度，可作為制備高能碳氫燃料的理想原料。

US4875992公開了一種從稠環芳烴和氫化芳烴原料來生產大比重航空煤油的方法。該方法中原料為富含二環芳烴和二環氫化芳烴的油，包括輕催化循環油、燃料油、煤基油等。原料首先進入第一段反應，進行脫硫和脫氮。脫硫脫氮后的產物進入第二段反應，進行加氫處理，選擇性加氫飽和二環芳烴和二環氫化芳烴生成環烷烴而生成盡量少的低分子烴類。對原料的要求比較苛刻，本發明合理利用了價格低廉而儲量充足的蒽油資源。

CN 201110222378.2公開了一種煤基高密度噴氣燃料的生產方法。該方法使用的原料是煤直接液化產生的輕質餾分油，并未以蒽油為原料，操作過程復雜，且所得碳氫燃料密度相對偏低(0.85g/mL)。

CN200410043708.1公開了一種高溫煤焦油加氫裂化生產優質汽油、柴油和潤滑油的工藝。該工藝是采用煤焦油經加氫精制后，進行分餾，尾油進入加氫裂化反應器，經氣液分離后，所得液相生成油再與加氫精制生成油進入分餾塔，最終獲得高品質的汽油、柴油和潤滑油產品。盡管該工藝可以生產具有較高密度的柴油產品，但其凝點過高(-10℃)，很難滿足航空航天飛行器的要求。

發明內容

鑒于現有技術在生產高能碳氫燃料方面存在的不足，本發明目的在于提供一種從蒽油生產高密度、高熱值、低凝點的碳氫燃料的方法，該方法不僅可以滿足我國對于高能碳氫燃料的實際需求，還將低品質的蒽油進行的高值化利用。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是蒽油處理生產高能碳氫燃料的方法，具體步驟如下：