專利名稱：催化裂化澄清油生產(chǎn)針狀焦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種在不存在氫的情況下精制烴油和非催化熱裂化的兩步工藝過程，更具體地說，本發(fā)明是一種以潤(rùn)滑油抽出液萃取催化裂化澄清油，將脫除催化劑粉末的萃取產(chǎn)物進(jìn)行延遲焦化生產(chǎn)針狀石油焦的聯(lián)合工藝。
針狀石油焦是通過延遲焦化工藝生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)石油焦。它具有熱膨脹系數(shù)低、石墨化性能好等優(yōu)點(diǎn)。用它生產(chǎn)的石墨制品具有結(jié)晶度高、純度高、比重大、熱膨脹系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于煉鋼、國防和一些特殊民用工業(yè)中。隨著電爐煉鋼的發(fā)展，對(duì)針狀焦的需求量越來越大。針狀焦作為高功率和超高功率電爐煉鋼電極材料，不但有明顯節(jié)能效果，而且可以提高冶煉效率，增加產(chǎn)量，節(jié)省電極消耗，改善勞動(dòng)條件和環(huán)境污染。
針狀焦的真密度要求大于2.12g/cm3，灰份低于0.4重％，硫含量低于0.7重％，熱膨脹系數(shù)低于2.60×10-6/℃。用于生產(chǎn)超高功率電極的針狀焦熱膨脹系數(shù)要求低于2.35×10-6/℃。
生產(chǎn)石油針狀焦的原料有熱裂化渣油、催化裂化澄清油、潤(rùn)滑油抽出油、乙烯焦油等，其中催化裂化澄清油是較為理想的針狀焦生產(chǎn)原料，它具有芳烴含量高、瀝青質(zhì)含量低、密度大、粘度低、分子量分布范圍窄等優(yōu)點(diǎn)，可以生產(chǎn)熱膨脹系數(shù)低的針狀焦。但是由于催化裂化澄清油中含有一定量的催化劑粉末，往往造成生產(chǎn)的針狀焦灰分不合格。催化劑粉末的存在影響針狀焦生產(chǎn)過程中中間相小球體的生長(zhǎng)、發(fā)育、融并及固化，進(jìn)而影響針狀焦的熱膨脹系數(shù)。因此在用催化裂化澄清油生產(chǎn)針狀焦以前必須脫除其中的催化劑粉末。
USP4,686,048公開了一種脫除催化裂化澄清油中催化劑粉末的方法，用沸點(diǎn)低于100℃的烴油作稀釋劑稀釋澄清油，然后經(jīng)過濾，水洗分離出油含量為2重％的催化劑粉末。
USP5,593,572公開了一種脫除澄清油中催化劑粉末的方法。該方法是在澄清油中加入雜原子脂肪族聚合物，進(jìn)行絮凝沉降分離其中的催化劑粉末。
CN1107174A公開了潤(rùn)滑油溶劑精制抽出液的再利用方法，利用抽出液抽提催化裂化原料中的重芳烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、氮化物及重金屬等。
USP4,894,144公開了將原料油加氫處理后，分離成輕餾分油和重餾分油，分別進(jìn)行延遲焦化生產(chǎn)低硫焦和高硫焦。低硫焦經(jīng)煅燒作為煉鋼石墨電極原料，高硫焦煅燒后作為煉鋁電極原料。
USP5,695,631公開了一種生產(chǎn)針狀焦的工藝，該工藝是用過濾、離心或靜電的方法脫除催化裂化澄清油中的催化劑粉末，降低其中的灰份含量，用脫除灰份的澄清油生產(chǎn)低熱膨脹系數(shù)的針狀焦。
本發(fā)明的目的是提供一種以催化裂化澄清油為原料生產(chǎn)針狀焦的方法。
本發(fā)明提供的方法包括(1)、加熱后的催化裂化澄清油進(jìn)入萃取塔，與潤(rùn)滑油抽出液在萃取塔內(nèi)進(jìn)行逆流萃取，塔頂?shù)玫匠吻逵吞嵊嘁?，塔底得到澄清油抽出液?2)、將步驟(1)得到的提余液進(jìn)行溶劑回收，得到的提余油作為針狀焦生產(chǎn)原料，溶劑返回潤(rùn)滑油溶劑精制裝置循環(huán)使用；(3)、步驟(2)得到的提余油進(jìn)入焦化裝置加熱爐經(jīng)變溫操作，變溫的范圍為430～520℃，然后進(jìn)入焦炭塔中進(jìn)行深度熱裂化反應(yīng)，焦炭塔的入口溫度為430～520℃，焦炭塔頂壓力為0.1～3.0MPa，充焦時(shí)間為16～40小時(shí)，反應(yīng)生成的針狀焦沉積在焦炭塔內(nèi)，從焦炭塔頂部出來的焦化油氣進(jìn)入分餾塔分離得到氣體、汽油、柴油、瓦斯油；(4)、將步驟(1)得到的澄清油抽出液進(jìn)行溶劑回收，得到的抽出油作為普通焦炭生產(chǎn)原料或作為燃料油調(diào)合組分，回收的溶劑返回潤(rùn)滑油溶劑精制裝置循環(huán)使用；(5)、步驟(4)得到的抽出油與其它焦化原料一起進(jìn)入另一套焦化裝置加熱爐經(jīng)定溫操作，溫度為460～510℃，然后進(jìn)入焦炭塔中進(jìn)行深度熱裂化反應(yīng)，焦炭塔的入口溫度為460～510℃，焦炭塔頂壓力為0.1～0.5MPa，充焦時(shí)間為12～30小時(shí)，反應(yīng)生成的普通焦炭沉積在焦炭塔內(nèi)，從焦炭塔頂部出來的焦化油氣進(jìn)入分餾塔分離得到氣體、汽油、柴油、瓦斯油。
本發(fā)明提供的方法是這樣具體實(shí)施的加熱后的催化裂化澄清油進(jìn)入萃取塔的下部，來自潤(rùn)滑油溶劑精制裝置的潤(rùn)滑油抽出液進(jìn)入萃取塔的上部，兩者在萃取塔內(nèi)進(jìn)行逆流萃取，向萃取塔內(nèi)打入一定比例的水，調(diào)節(jié)潤(rùn)滑油抽出液的溶解度和澄清油提余油的收率。水與潤(rùn)滑油抽出液的重量比為0.01～0.2∶1。潤(rùn)滑油抽出液與催化裂化澄清油的重量比為0.2～4∶1，萃取塔頂部溫度為50℃～100℃，底部溫度為40℃～70℃。塔頂?shù)玫匠吻逵吞嵊嘁?，塔底得到澄清油抽出液?br> 分別回收澄清油提余液和澄清油抽出液中的溶劑，得到的提余油和抽出油分別作為生產(chǎn)針狀焦和普通焦炭的原料，抽出油也可燃料油調(diào)合組分，溶劑返回潤(rùn)滑油溶劑精制裝置循環(huán)使用。
澄清油提余油進(jìn)入焦化裝置加熱爐經(jīng)變溫操作，變溫的范圍為430～520℃，然后進(jìn)入焦炭塔中進(jìn)行深度熱裂化反應(yīng)，焦炭塔的入口溫度為430～520℃，焦炭塔頂壓力為0.1～3.0MPa，充焦時(shí)間為16～40小時(shí)，反應(yīng)生成的針狀焦沉積在焦炭塔內(nèi)，從焦炭塔頂部出來的焦化油氣進(jìn)入分餾塔分離得到氣體、汽油、柴油、瓦斯油。
澄清油抽出油與其它焦化原料一起進(jìn)入另一套焦化裝置加熱爐經(jīng)定溫操作，溫度為460～510℃，然后進(jìn)入焦炭塔中進(jìn)行深度熱裂化反應(yīng)，焦炭塔的入口溫度為460～510℃，焦炭塔頂壓力為0.1～0.5MPa，充焦時(shí)間為12～30小時(shí)，反應(yīng)生成的普通焦炭沉積在焦炭塔內(nèi)，從焦炭塔頂部出來的焦化油氣進(jìn)入分餾塔分離得到氣體、汽油、柴油、瓦斯油。
步驟(1)所述的潤(rùn)滑油抽出液是在潤(rùn)滑油溶劑精制裝置中以酚、糠醛或N-甲基吡咯烷酮為溶劑得到的抽出液，未經(jīng)溶劑回收而直接用來萃取催化裂化澄清油。步驟(5)所述的其它焦化原料主要指各種渣油，用來生產(chǎn)普通焦炭。
步驟(1)可以將催化裂化澄清油中的催化劑粉末脫除，得到灰份含量低于0.015重％的針狀焦生產(chǎn)原料，由步驟(3)生產(chǎn)的針狀焦灰份小于0.2重％，熱膨脹系數(shù)低于2.35×10-6/℃。
下面結(jié)合附圖
對(duì)本發(fā)明所提供的工藝過程予以進(jìn)一步說明。
催化裂化澄清油經(jīng)管線1在萃取塔2內(nèi)與來自管線3的潤(rùn)滑油抽出液進(jìn)行逆流萃取，同時(shí)將來自管線4的水注入萃取塔2，降低潤(rùn)滑油抽出液的溶解度，進(jìn)而調(diào)節(jié)澄清油提余油的收率。
脫除催化劑粉末的塔頂提余液經(jīng)管線5經(jīng)溶劑回收單元6回收其中的溶劑，回收溶劑后的提余油富含芳烴，經(jīng)管線7進(jìn)延遲焦化裝置8進(jìn)行焦化，生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)針狀焦經(jīng)管線9出裝置?；厥盏娜軇?0返回潤(rùn)滑油溶劑精制裝置的溶劑儲(chǔ)罐11，再經(jīng)管線12送至潤(rùn)滑油精制裝置循環(huán)使用。
含有催化劑粉末的塔底抽出液13進(jìn)入潤(rùn)滑油抽出液回收裝置14進(jìn)行溶劑回收，回收溶劑后的抽出油經(jīng)管線15單獨(dú)或與來自管線16的其它生產(chǎn)普通焦炭的原料混合后，經(jīng)管線17進(jìn)入另一套延遲焦化裝置18，生產(chǎn)的普通焦炭經(jīng)管線19出裝置?；厥杖軇┖蟮某槌鲇鸵部梢砸来谓?jīng)管線15、20出裝置作為燃料油的調(diào)合組分，回收的溶劑經(jīng)管線21進(jìn)入溶劑儲(chǔ)罐11，并經(jīng)管線12送至潤(rùn)滑油精制裝置循環(huán)使用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、本發(fā)明可以有效地脫除催化裂化澄清油中的催化劑粉末。與以往的澄清油脫除催化劑粉末方法相比，本發(fā)明使用的是潤(rùn)滑油抽出液，不需要新鮮溶劑和其它試劑。
2、本發(fā)明不需建昂貴的過濾、離心或靜電脫除催化劑粉末的裝置，只需建一個(gè)萃取塔、一套提余液回收及增加一些管線和機(jī)泵，其它部分與潤(rùn)滑油精制裝置共用，因此投資較低。
3、由于潤(rùn)滑油抽出液中的芳烴可以部分進(jìn)入到澄清油提余油中，本發(fā)明可以有效利用潤(rùn)滑油抽出油中的芳烴，增加了生產(chǎn)針狀焦的原料。
4、本發(fā)明可以生產(chǎn)灰份小于0.15％、熱膨脹系數(shù)低于2.35×10-6/℃的優(yōu)質(zhì)針狀焦。
下面的實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明提供的方法予以進(jìn)一步說明，但不因此而限制本發(fā)明。
實(shí)施例1本實(shí)施例是在處理量4.2kg/hr的中型萃取裝置上用減壓三線餾分油的糠醛抽出液對(duì)催化裂化澄清油進(jìn)行逆流萃取試驗(yàn)。試驗(yàn)條件及產(chǎn)品性質(zhì)見表1。
將萃取步驟得到的澄清油提余油進(jìn)行延遲焦化試驗(yàn)，試驗(yàn)是在10kg/hr的中型延遲焦化裝置上進(jìn)行的。所得到的焦炭在1000℃下煅燒后測(cè)定其性質(zhì)，結(jié)果見表2。以10重％澄清油抽出油和90重％減壓渣油的混合物為原料進(jìn)行普通焦炭生產(chǎn)，試驗(yàn)條件和結(jié)果也列于表2，潤(rùn)滑油抽出液與催化裂化澄清油的重量比簡(jiǎn)稱劑油比(下同)，水與潤(rùn)滑油抽出液的重量比簡(jiǎn)稱水劑比(下同)。
由表1數(shù)據(jù)可知，采用潤(rùn)滑油抽出液萃取催化裂化澄清油可以將澄清油的灰份從0.33重％降到0.011重％，灰份脫除率為96.7％，說明催化劑粉末被脫除，同時(shí)澄清油提余油中的硫、氮、膠質(zhì)及瀝青質(zhì)含量都有所降低，芳烴含量提高。澄清油提余油性質(zhì)明顯優(yōu)于澄清油，是生產(chǎn)針狀焦的良好原料。
表2數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過萃取的澄清油提余油生產(chǎn)的針狀焦密度大(為2.129g/cm3)、灰份低(僅為0.1重％)、熱膨脹系數(shù)低(僅為2.32×10-6/℃)，達(dá)到了優(yōu)質(zhì)針狀焦的標(biāo)準(zhǔn)，可用于生產(chǎn)超高功率電極。
對(duì)比例1與實(shí)施例1相比，澄清油未經(jīng)萃取直接進(jìn)行焦化試驗(yàn)。試驗(yàn)是在10kg/hr的中型延遲焦化裝置上進(jìn)行的，操作條件與實(shí)施例1中澄清油提余油焦化試驗(yàn)條件相同。所得到的焦炭在1000℃下煅燒后測(cè)定其性質(zhì)，結(jié)果見表2。
表2數(shù)據(jù)表明，以未經(jīng)萃取的澄清油為原料，生產(chǎn)的焦炭灰份、真密度和熱膨脹系數(shù)(為2.69×10-6/℃)均未達(dá)到針狀焦標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例2本實(shí)施例是在處理量4.2kg/hr的中型萃取裝置上用減壓三線餾分油的糠醛抽出液對(duì)催化裂化澄清油進(jìn)行逆流萃取試驗(yàn)。試驗(yàn)條件及產(chǎn)品性質(zhì)見表3。
將萃取步驟得到的澄清油提余油進(jìn)行延遲焦化試驗(yàn)，試驗(yàn)是在10kg/hr的中型延遲焦化裝置上進(jìn)行的。所得到的焦炭在1000℃下煅燒后測(cè)定其性質(zhì)，結(jié)果見表4。以10重％澄清油抽出油和90重％減壓渣油的混合物為原料進(jìn)行普通焦炭生產(chǎn)，試驗(yàn)條件和結(jié)果也列于表4。
由表3數(shù)據(jù)可知，采用潤(rùn)滑油抽出液萃取催化裂化澄清油可以將澄清油的灰份從0.21重％降到0.009重％，灰份脫除率為95.7％，說明催化劑粉末被脫除，同時(shí)澄清油提余油中的硫、氮、膠質(zhì)及瀝青質(zhì)含量都有所降低，芳烴含量提高。澄清油提余油性質(zhì)明顯優(yōu)于澄清油，是生產(chǎn)針狀焦的良好原料。
表4數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過萃取的澄清油提余油生產(chǎn)的針狀焦密度大(為2.132g/cm3)、灰份低(僅為0.08重％)、熱膨脹系數(shù)低(僅為2.34×10-6/℃)，達(dá)到了優(yōu)質(zhì)針狀焦的標(biāo)準(zhǔn)，可用于生產(chǎn)超高功率電極。
對(duì)比例2與實(shí)施例2相比，澄清油未經(jīng)萃取直接進(jìn)行焦化試驗(yàn)。試驗(yàn)是在10kg/hr的中型延遲焦化裝置上進(jìn)行的，操作條件與實(shí)施例2中澄清油提余油焦化試驗(yàn)條件相同。所得到的焦炭在1000℃下煅燒后測(cè)定其性質(zhì)，結(jié)果見表4。
表4數(shù)據(jù)表明，以未經(jīng)萃取的澄清油為原料，生產(chǎn)的焦炭灰份、硫含量、真密度和熱膨脹系數(shù)(為2.66×10-6/℃)均未達(dá)到針狀焦標(biāo)準(zhǔn)。
表1
表2
表3
表權(quán)利要求
1.一種催化裂化澄清油生產(chǎn)針狀焦的方法，包括下列步驟(1)、加熱后的催化裂化澄清油進(jìn)入萃取塔，與潤(rùn)滑油抽出液在萃取塔內(nèi)進(jìn)行逆流萃取，塔頂?shù)玫匠吻逵吞嵊嘁海椎玫匠吻逵统槌鲆海?2)、將步驟(1)得到的提余液進(jìn)行溶劑回收，得到的提余油作為針狀焦生產(chǎn)原料，溶劑返回潤(rùn)滑油溶劑精制裝置循環(huán)使用；(3)、步驟(2)得到的提余油進(jìn)入焦化裝置加熱爐經(jīng)變溫操作，變溫的范圍為430～520℃，然后進(jìn)入焦炭塔中進(jìn)行深度熱裂化反應(yīng)，焦炭塔的入口溫度為430～520℃，焦炭塔頂壓力為0.1～3.0MPa，充焦時(shí)間為16～40小時(shí)，反應(yīng)生成的針狀焦沉積在焦炭塔內(nèi)，從焦炭塔頂部出來的焦化油氣進(jìn)入分餾塔分離得到氣體、汽油、柴油、瓦斯油；(4)、將步驟(1)得到的澄清油抽出液進(jìn)行溶劑回收，得到的抽出油作為普通焦炭生產(chǎn)原料或作為燃料油調(diào)合組分，回收的溶劑返回潤(rùn)滑油溶劑精制裝置循環(huán)使用；(5)、步驟(4)得到的抽出油與其它焦化原料一起進(jìn)入另一套焦化裝置加熱爐經(jīng)定溫操作，溫度為460～510℃，然后進(jìn)入焦炭塔中進(jìn)行深度熱裂化反應(yīng)，焦炭塔的入口溫度為460～510℃，焦炭塔頂壓力為0.1～0.5MPa，充焦時(shí)間為12～30小時(shí)，反應(yīng)生成的普通焦炭沉積在焦炭塔內(nèi)，從焦炭塔頂部出來的焦化油氣進(jìn)入分餾塔分離得到氣體、汽油、柴油、瓦斯油。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于步驟(1)的萃取塔頂部溫度為50℃～100℃，萃取塔底部溫度為40℃～70℃。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于步驟(1)中潤(rùn)滑油抽出液與催化裂化澄清油的重量比為0.2～4∶1。
4.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于向步驟(1)的萃取塔中注入水，水與潤(rùn)滑油抽出液的重量比為0.01～0.2∶1。
5.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的潤(rùn)滑油抽出液是在潤(rùn)滑油溶劑精制裝置中以酚、糠醛或N-甲基吡咯烷酮為溶劑得到的抽出液，未經(jīng)溶劑回收而直接用來萃取催化裂化澄清油。
全文摘要
一種催化裂化澄清油生產(chǎn)針狀焦的方法,是先用潤(rùn)滑油抽出液萃取催化裂化澄清油,然后將脫除催化劑粉末的澄清油經(jīng)延遲焦化生產(chǎn)針狀焦,含有催化劑粉末的抽出油與渣油原料一起生產(chǎn)普通石油焦,或作為燃料油使用。該方法能脫除澄清油中的催化劑粉末,可明顯降低澄清油的灰分,并回收潤(rùn)滑油抽出液中對(duì)生產(chǎn)針狀焦有利的芳烴組分,由此生產(chǎn)的針狀焦熱膨脹系數(shù)均低于2.35×10
文檔編號(hào)C10B55/00GK1382761SQ0111549
公開日2002年12月4日 申請(qǐng)日期2001年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月28日
發(fā)明者王玉章, 陳清怡, 李銳, 楊焜遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院