[发明专利]中低温煤焦油加氢生产大比重航空煤油方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大比重航空煤油的生产方法，具体地说是一种采用经过原料预处理的中、低温煤焦油采用加氢处理—加氢改质/加氢补充精制两段加氢的方法生产大比重航空煤油的方法。

背景技术

随着航空科学的飞速发展，飞机的飞行速度已经从50年代的亚音速提高到现在的马赫数M为2～3，这就对燃料的热安定性提出来越来越高的要求，而对航程的要求则希望在相同的油箱容积条件下，能装载能量密度更大的燃料，这两方面的要求导致了对大比重航空煤油的渴求。因为大比重煤油具有高的容积能量特性，相比普通航煤航程增益大，而且热安定性好，特别适于超音速飞行。

世界上各航空大国，毫无例外地均热衷于大比重航空煤油的开发，广泛地应用于飞机、导弹和运载火箭的推进。而大比重航空煤油的大规模应用在我国还一直是个空白点。大比重航空煤油的生产技术主要有环烷基原料油和煤焦油的适宜馏分的加氢和酸碱精制以及化工合成等方法。

为了满足国防军工的要求，齐鲁石化研究院在1985年进行了大比重航空煤油的实验室研究，以孤岛环烷基原料油的煤油馏分为原料，进行了高压加氢精制的试验，得到了大比重航空煤油，但由于原料所限，密度仅为0.835～0.837g/cm³，航程增益有限，飞行试验仅增程4%。2007年克拉玛依石化公司以克拉玛依环烷基原油的煤油馏分为原料，采用加氢精制方法，实现大比重航空煤油的工业化生产，成为我国新一代大功率运载火箭CZ-5发动机配套用油，但由于环烷基原料所限，年产量不到2000吨，而CZ-5运载火箭的起飞重量近千吨（其中大部分是燃料）。

目前，我国的环烷基原油资源主要集中在新疆克拉玛依、辽河欢喜岭以及渤海湾三大区块，而且原油随着产量降低和品质变差，很难作为生产大比重航空煤油的稳定资源。随着我国航空航天事业地不断发展，开拓其它合适的大比重航空煤油生产原料，实现大比重航空煤油原料国产化，具有重大的现实意义。

我国是一个煤炭资源十分丰富的国家，煤化工过程副产大量煤焦油，具有一定的天然原油特性，如何有效地利用煤焦油是煤的综合利用的重要环节。抚顺石油一厂在60年代末，曾经以煤焦油的适宜馏分为原料，采用高压加氢精制的方法生产大比重航空煤油，但由于当时技术条件所限，产品收率低，双环或三环环烷烃含量高，冰点高，无法满足现在的航空航天行业要求。

CN200810064451.6公开了一种中低温煤焦油加氢生产轻、重质燃料油和优质沥青的方法。加工过程包括：过滤、预分馏、加氢精制、分馏工艺，经过简单加氢精制后可以得到清洁的汽油、柴油调和组分。该工艺过程比较简单，即使切割出煤油馏分，但由于没有加氢改质和加氢补充精制过程，虽然密度和体积热值够大，但是芳烃含量太大，而且硫、氮含量相对较高，腐蚀和积碳指标不合格。

综上所述，采用传统的环烷基馏分油直接切取适宜馏分加氢精制生产的大比重航煤，密度与原料密切相关，一般密度不大，飞行器航程增益有限，同时适宜的环烷基原料资源短缺，进一步限制了大比重航空煤油的生产。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种以中低温煤焦油为原料，采用加氢处理-加氢改质-加氢补充精制联合加氢的方法生产大比重航空煤油的方法。

本发明所述中低温煤焦油加氢生产大比重航空煤油方法包括如下内容：

（1）中低温煤焦油经分馏得到轻馏分和重馏分，切割点为480～510℃；

（2）步骤（1）所述轻馏分与氢气混合后进入加氢处理反应区，依次与加氢保护催化剂和加氢精制催化剂接触进行加氢反应；

（3）步骤（2）所得加氢精制流出物进行气液分离，分离所得液相产物进入分馏塔；

（4）步骤（3）分馏所得140～290℃煤油馏分进入加氢改质反应区，加氢改质反应区使用含有无定形硅铝和改性Y沸石的加氢改质催化剂，在氢气存在下，进行加氢改质反应；

（5）步骤（4）所得加氢改质流出物进入加氢补充精制反应区，在氢气存在下，与加氢补充精制催化剂接触，进行加氢补充精制反应，加氢补充精制产物经分离得到大比重航空煤油。

本发明方法中，步骤（1）所述中低温煤焦油先进行脱水和脱除机械杂质后再进行分馏。

本发明方法中，步骤（1）所述中低温煤焦油分馏后所得重馏分可以用作改性沥青、重质燃料油，或用作焦化原料。

本发明方法中，加氢处理反应区从上至下装填加氢保护催化剂和加氢精制催化剂，加氢保护催化剂和加氢精制催化剂的装填体积比为10：25～75：90。