專利名稱：用于煤瀝青加氫裂解輕質(zhì)化反應(yīng)工藝的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于煤浙青加氫裂解輕質(zhì)化反應(yīng)工藝的方法。

背景技術(shù)：
我國每年約產(chǎn)生600萬噸的煤焦油資源，煤浙青是煤焦油蒸餾的殘留物，占煤焦 油總量的60%左右。煤浙青是一種組成和結(jié)構(gòu)都非常復(fù)雜的混合物，由5000多種三環(huán)以上 多環(huán)芳香族化合物和少量與炭黑相似的高分子物質(zhì)構(gòu)成的多相體系和高碳物料，含碳量高 達(dá)929Γ94%，由于其分子量高，難溶解，芳香度高，難以燃燒完全，易造成環(huán)境污染，導(dǎo)致我國 對煤浙青的利用雖起步較好，但主要停留在生產(chǎn)制造低附加值產(chǎn)品方面，高附加值方面主 要集中在制取各種高性能碳質(zhì)材料，如針狀焦和浙青基碳纖維的制造。對于高附加值的碳質(zhì)材料的制備，一段時間內(nèi)被日本壟斷，尤其是煤系針狀焦世 界上只有日本能生產(chǎn)，中國的針狀焦90%都依賴進(jìn)口。國內(nèi)針狀焦的研制比國外晚很多年， 2006年山西省朔州市三元碳素有限公司完成了“煤系針狀焦生產(chǎn)(3000噸/年)工藝技術(shù)” 科技成果鑒定，這一具有自主知識產(chǎn)權(quán)的成果的完成，大大縮短了我國針狀焦生產(chǎn)技術(shù)與 世界先進(jìn)水平的差距，為我國石墨電極生產(chǎn)企業(yè)增加了主原料的來源。到2009年底中鋼熱 能院“針狀焦”項目獲得歷史性突破，實現(xiàn)全線貫通，這意味著，中國在針狀焦領(lǐng)域有望徹底 擺脫少數(shù)西方國家長期壟斷的局面。2010年平煤集團開封炭素公司針對國內(nèi)市場進(jìn)口針狀 焦供應(yīng)不足的局面，研發(fā)成功針狀焦及用其生產(chǎn)大規(guī)格超高功率石墨電極工藝技術(shù)，并成 功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，直接緩解了國內(nèi)進(jìn)口針狀焦供應(yīng)不足局面。即便如此，我國的針狀焦生 產(chǎn)技術(shù)還是與國際水平存在較大的差距，僅靠針狀焦的研發(fā)使得我們每年600萬噸的煤焦 油資源難以得到很好的利用。為此，我們需要開發(fā)多樣化的煤浙青加工利用途徑。專利CN 100412168C涉及過 一種煤浙青加氫工藝及催化劑，對煤焦油的合理利用尤其對環(huán)境保護(hù)具有重要意義。其實 質(zhì)是以石油煉制之加氫工藝為基礎(chǔ)，通過工程技術(shù)開發(fā)，研究專用催化劑，降低加氫反應(yīng)的 氫分壓，實現(xiàn)煤焦油脫硫、脫氮等對環(huán)境污染的組分生產(chǎn)環(huán)境優(yōu)好燃料或石油化工原料。且 按照專利所述，工藝流程中可以根據(jù)原料變化設(shè)置或不設(shè)置切換保護(hù)反應(yīng)器，可以采用沸 騰床等形式反應(yīng)器。該發(fā)明與日本專利不完全相同，加入助劑后活性更高，因此，可以降低 加氫反應(yīng)的壓力.加氫產(chǎn)品不僅可以生產(chǎn)高附加值的針狀焦，還可以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)石腦油，優(yōu)質(zhì) 柴油或優(yōu)質(zhì)柴油調(diào)和組分。另外，日本專利CN 1012503Β公開了一種涉及煤焦油和以煤焦油中分離出來的煤 焦油浙青或從煤和其它類似的資源中獲得的重油的加氫處理方法的催化劑，其特點是氧化 鉬作為催化劑第一組分約占催化劑總重量的10 30%，鎳和(或)鈷作為催化劑第二組分 約占1_6%，且載于主要由氧化鋁或硅組成多孔的無機基質(zhì)上。該專利描述了使用催化劑進(jìn) 行氫處理的方法及生產(chǎn)適用于制備石墨電極的超針狀的焦炭的方法，可使氫化油受氫處理 而延遲焦化。煤焦油浙青氫化，尤其是輕度加氫，可獲得用作浙青焦，特別是針狀焦和碳纖 維這樣的碳原料的優(yōu)質(zhì)焦油浙青。
然而當(dāng)煤焦油浙青含有大量甲苯不溶物(Tl)，可導(dǎo)致碳在催化劑上和催化劑顆粒 內(nèi)大量沉積，并使催化劑迅速失活，以致使連續(xù)催化加氫明顯變得不實用。在這種情況下， 英國專利2129825使用昂貴的供氫溶劑如四氫喹啉代替所用的催化劑來進(jìn)行輕度加氫生 產(chǎn)碳纖維的原料的方法。但是，這種供氫溶劑不僅使處理過程昂貴，也往往會使除去雜原子 及加氫改質(zhì)變得不充分，因為四氫喹啉對浙青的加氫作用微弱。如此可見，現(xiàn)公開的專利多集中在研究利用煤浙青生產(chǎn)制備優(yōu)質(zhì)高性能的碳材 料，而絕大部分的反應(yīng)都是輕度加氫，原料的結(jié)構(gòu)包含部分加氫的核，同時維持多環(huán)縮會構(gòu) 型完整，并含有低濃度的雜原子，如氮、硫、氧和金屬等，且主要技術(shù)被日本控制，國內(nèi)水平 與國際尚存在很大的差距。另外，現(xiàn)有報道中提供的煤浙青加氫處理方法都不能將> 360°C 的重質(zhì)煤焦油或浙青的完全輕質(zhì)化，這嚴(yán)重限制了我國對于煤焦油浙青資源的利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于煤焦油浙青加氫裂解輕質(zhì)化反應(yīng)工藝的方法， 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的具體技術(shù)方案如下一種用于煤焦油浙青加氫裂解
輕質(zhì)化反應(yīng)工藝的方法，具體步驟如下
以煤焦油浙青碳十芳烴飽和溶液為原料，采用懸浮床反應(yīng)器，在反應(yīng)溫度39(T50(TC、 在反應(yīng)壓力5. (Γ12. OMPa，在催化劑作用下，使煤焦油浙青加氫裂解輕質(zhì)化反應(yīng)，煤浙青的 單程轉(zhuǎn)化率達(dá)50%以上。本發(fā)明中，煤焦油浙青的碳十芳烴飽和溶液，其碳十芳烴為碳原子數(shù)為10的芳烴 混合物，主要組分為四甲苯，還含有二甲基乙基苯、甲基丙基苯、二乙苯和丁基苯等。本發(fā)明中，采用優(yōu)化反應(yīng)條件為懸浮床反應(yīng)器，反應(yīng)溫度為39(T450°C，反應(yīng)壓 力為8. (ΓΙΟ. 0ΜΡ。反應(yīng)所用催化劑為金屬負(fù)載型加氫裂解輕質(zhì)化催化劑。用作煤浙青的碳十芳烴飽和溶液為原料中碳十芳烴通常是石化芳烴裝 置或其它生產(chǎn)工藝的副產(chǎn)物。懸浮床反應(yīng)器采用了一種煤焦油浙青專用的加氫 裂解輕質(zhì)化催化劑的高效催化作用，催化劑為金屬負(fù)載型加氫裂解輕質(zhì)化催化 齊U。催化劑為以無機多孔材料氧化鋁、含氧化鋁的多孔硅膠、MCM-41、SBA-15中 任意一種為載體，負(fù)載的活性金屬組分Fe、M、Co、Mo中的一種或兩種氧化物或硫 化物形式的催化劑。反應(yīng)后液體產(chǎn)物通過減壓蒸餾進(jìn)入高溫氣相色譜進(jìn)行分析， 煤浙青的單程轉(zhuǎn)化率達(dá)到50%以上，同時液相產(chǎn)物中含有各種異構(gòu)芳烴，可進(jìn)一 步加工為高附加值化學(xué)品萘、蒽和熒蒽等，將明顯提高煤浙青的利用價值。
其中
權(quán)利要求
一種用于煤焦油瀝青加氫裂解輕質(zhì)化反應(yīng)工藝的方法，其技術(shù)特征在于以煤焦油瀝青碳十芳烴飽和溶液為原料，采用懸浮床反應(yīng)器，在反應(yīng)溫度390~500℃、在反應(yīng)壓力5.0~12.0MPa，在催化劑作用下，使煤焦油瀝青加氫裂解輕質(zhì)化反應(yīng)，煤瀝青的單程轉(zhuǎn)化率達(dá)50%以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煤焦油浙青加氫裂解輕質(zhì)化反應(yīng)工藝的方法，其 特征在于碳十芳烴為碳原子數(shù)為10的芳烴混合物，主要組分為四甲苯，還含有二甲基乙基 苯、甲基丙基苯、二乙苯和丁基苯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煤焦油浙青加氫裂解輕質(zhì)化反應(yīng)工藝的方法，其特 征在于懸浮床反應(yīng)，反應(yīng)溫度為39(T450°C，反應(yīng)壓力為8. (ΓΙΟ. 0ΜΡ。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煤焦油浙青加氫裂解輕質(zhì)化反應(yīng)工藝的方法，其特 征在于所述催化劑為以無機多孔材料氧化鋁、含氧化鋁的多孔硅膠、MCM-41或SBA-15中任 意一種為載體，負(fù)載的活性金屬組分Fe、M、Co或Mo中的一種或兩種氧化物或硫化物形式 的催化劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于煤焦油瀝青加氫裂解輕質(zhì)化反應(yīng)工藝的方法，具體步驟為以煤焦油瀝青的飽和碳十芳烴溶液為原料，采用懸浮床反應(yīng)器，在反應(yīng)溫度390~500℃、在反應(yīng)壓力5.0~12.0MPa，通過一種煤焦油瀝青加氫裂解輕質(zhì)化催化劑的高效催化作用，實現(xiàn)煤瀝青輕質(zhì)化反應(yīng)的工藝方法。該方法用于煤瀝青加氫裂解輕質(zhì)化反應(yīng)工藝中不僅能滿足懸浮床反應(yīng)器的要求，降低對原料預(yù)處理的要求，有效簡化生產(chǎn)工藝，降低其生產(chǎn)能耗物耗與成本，還具備反應(yīng)活性較高，催化裂解可控性好，結(jié)焦較少，產(chǎn)生固體廢棄物少且不易造成二次污染的優(yōu)點，其中煤瀝青的單程轉(zhuǎn)化率達(dá)50%以上。
文檔編號C10G47/12GK101987968SQ20101056259
公開日2011年3月23日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者吳倩, 朱志榮, 李富娟 申請人:同濟大學(xué)