[实用新型]用于从焦油原料生产经纯化的烃的工艺设备

说明书

技术领域

本申请涉及用于从烃混合物生产经氢化处理的烃的方法以及用于从焦油原料生产经纯化的烃的工艺设备。

背景技术

在烃混合物的加工中，去除杂原子是一个重要的步骤以使产品符合规范并避免环境或操作上的挑战。氢化处理是从烃混合物去除杂原子如硫、氮和氧(通过使其与氢反应)的常见方式。然而，如果存在金属污染物(即使以相对低的浓度存在)，催化剂的活性可被严重影响。金属污染物会导致在催化表面上形成固体产物，如焦炭或胶，并具有使氢化处理催化剂失活的作用。因此，在含有金属的原料的氢化加工中，在氢化处理步骤上游的所谓的保护床是必要的。该保护床的特征在于高的金属捕获能力，使得被截留的金属简单地捕获在催化表面上。尽管金属容量较高，但是催化颗粒必须定期更换，这从设备停止运行或降低产量和更换催化活性材料的角度来看是一个显著的成本。保护床的摆动构造(其中一个保护床被阻断以更换催化活性材料，而另一个处于操作中)会避免设备关闭的问题，但是这涉及其他成本。

烃混合物中的金属的量在几个ppm至数千ppm之间变化。尤其是可再生来源的脂肪和油、热解油和焦炉焦油可具有非常高的水平。这些原料的特征还在于包含含氧化合物，如苯酚、萘酚(naphthenol)、甲酚和环烷酸。当金属被结合在这样的结构中时，令人惊奇地发现，可以通过使烃混合物接触含水性酸溶液来释放大量的金属。此外还证实，可以构建集成的工艺设备，其中由气体净化工艺步骤中的副产物来生产硫酸，硫酸可用于酸洗涤脱金属工艺中。

酸值是料流中有机酸度的指标。ASTM D664将酸值定义为使用特定检测系统滴定在特定溶剂中的样品至特定终点所需的特定碱的量，其表示为每克样品的氢氧化钾毫克数。

根据炼油工艺领域中的术语使用，“烃混合物”不仅包括由烃为主导成分的任何料流，还包括除氢和碳之外的其他元素，例如氧、硫、氮、卤素和金属。

本文所用的术语“两相混合物”不仅包括将分离成两相的混合物，还包括乳状液和两种(或更多种)组分的其它实例，其在微观上互相分散，即使这样的混合物在宏观水平上是稳定的。

当提及“两相”时，这可以意指一个极性相和一个非极性相，但“两相”还应当被理解为涵盖至少两相，例如密度高于水相的重的非极性相、水相和密度低于水相的轻的非极性相。

本文所用的“热解”和“气化”应被理解为这样的过程：其中碳质原料如煤或生物质在不存在氧的情况下加热，或在相对于氧化为CO₂的亚化学计量量的氧的存在下加热。来自热解或气化的产物由固相、气相和液相即焦油组成。

根据炼油领域中的技术，本文所用的术语“焦油”被理解为重质烃液体。可使用诸如“热解油”、“煤焦油”和“焦炉焦油”的术语来表示焦油的来源。对于本申请的目的，焦油通常是热解、焦炭生产或煤气化的产物。焦油的特征在于存在较高含量的杂原子(尤其是氮、硫和氧)以及较高含量的芳族化合物。焦油的典型参数包括烃液体，其为包含0.5％、或1％至5％、6％或10％氧的烃混合物，具有高于0.90g/ml、高于0.96g/ml、高于1.05g/ml的密度，具有大于1:1、2:1、5:1或10:1的氮原子和硫原子的比率(N:S)，具有低于10％w/w的氢含量和具有大于2或4且低于7或8mg KOH/g的酸值。

本公开不限于焦油，而是还涉及其他具有高氧含量的碳质液体，例如含有高达25％的氧并具有高酸度的动物脂肪、植物油和妥尔油。

实用新型内容

广义上来讲，本公开涉及一种用于从烃混合物提取金属的方法，该烃混合物得自气化或热解工艺，该方法包括以下步骤：

使所述烃混合物与含水酸合并以形成混合物，

混合所述混合物，

将所述混合物分离成被污染的水相和经纯化的烃相，

相关的益处在于，所述含水酸能够释放在这样的气化和热解工艺中结合的金属。

本公开的一个实施方式是一种用于从烃混合物生产经氢化处理的烃的方法，该烃混合物得自气化或热解工艺或来自生物来源的含氧化合物混合物，所述烃混合物具有高于1.5mg KOH/g、2mg KOH/g或4mg KOH/g的酸值，该方法包括以下步骤：

a.使所述烃混合物与含水酸合并以形成混合物，

b.混合所述混合物，

c.将所述混合物分离成被污染的水相和经纯化的烃相，

d.将所述经纯化的烃相与富含氢的气体合并以形成氢化处理流，

e.将所述氢化处理流引导至氢化处理步骤，以形成经氢化处理的烃，