[发明专利]乙烯裂解焦油作延迟焦化原料的预处理工艺

说明书

本发明提供了一种乙烯裂解焦油作延迟焦化原料的预处理工艺方法，和一套完整的使用该工艺方法的工艺条件。本发明关于制备发明中所述的“胶溶重油”的方法还可用于乙烯焦油调和热力学相稳定的重质燃料油。采用本发明中的工艺方法及工艺条件，可使用乙烯焦油与其他重质油调和后在一定温度条件下至少1440小时能保持混合物的动力学和热力学稳定性。

技术领域

本发明涉及一种将乙烯裂解焦油掺入延迟焦化原料中制备稳定的重质油胶体体系的工艺方法。更具体地说，是一种应用胶体稳定性的相关理论制备在一定条件下动力学和热力学相对稳定的乙烯焦油与延迟焦化主原料混合物的工艺方法。

背景技术

乙烯焦油是裂解过程中的一种副产品，裂解原料不同，乙烯焦油的产量占比也不同，大致占乙烯产量的10％～20％。乙烯裂解焦油的组成非常复杂，主要有烷烃、芳烃、烯烃以及杂环化合物等。裂解焦油350℃以前的馏分是各种烃类，约占原料的30％～40％，称为轻质燃料油；350℃以后的馏分是焦油沥青，常温下主要是黑色固体，约占原料的60％～70％。焦油沥青是由高分子烃类组成的极为复杂的混合物，它是由三环以上的稠环芳香烃为主的并含有N、S、O等杂环的化合物，其碳氢比高，分子结构紧密。

国内外对乙烯焦油的利用，综合来看，主要有以下几种途径：

1.制备碳纤维、炭黑与针状焦

相关的研究表示，乙烯裂解焦油能够制备碳纤维，主要的工艺流程是提取乙烯裂解焦油的中间相沥青，经过调制、纺丝与碳化，从而得到沥青基碳纤维。该种纤维具有比重轻、韧性强、原料低廉、工艺简单的特点，能够用于复合材料的制备，在体育娱乐用品、汽车等产品上具有巨大的应用潜力。

乙烯焦油生产炭黑是国外利用乙烯焦油的主要方式，我国从上世纪80年代引进该技术、通过将预热的裂解焦油在高温进行裂解，从而生产炭黑。炭黑具有较高的比表面积，较强的吸附能力，在高压离心风机、新型耐火材料等工艺具有广泛的应用，这方面的研究已经国产化研究，能够达到同类产品标准。

乙烯裂解焦油制备针状焦的研究工作从20世纪90年代初就已经开始，我国的专家为乙烯裂解焦油生产针状焦奠定了较系统的理论基础，并且在220℃～500℃的条件下进行了焦化的试验验证。采用共熔效应将乙烯裂解焦油与富含芳烃馏份进行共同焦化，能够得到优质针状焦。但是中型试验证明炉管结焦严重，无法得到合格的针状焦产品。

2.制备芳烃溶剂油

乙烯裂解焦油的六分组分复杂，含有大量的不饱和成分，有相关的研究采用两段合成法，能够获得总收率为71.1％的芳烃溶剂油，同时能够得到石油树脂。但此方面的应用一直没有实际的工业化的成功案例。

3.提取萘与甲基萘

萘和甲基萘是重要的化工原料和许多化学合成药物的前驱体。乙烯裂解焦油中富含有芳香类物质，是生产石油萘的主要原料。采用精馏以及重结晶的工艺，可以从乙烯裂解焦油中提取工业萘、甲基萘等产品。整体而言，该工艺较复杂，操作成本较高，且萘的收率偏低，纯度也不高，只能生产普通的建材工业用萘。随着煤化工的兴起，石油萘的生产基本处于停滞状态。

4.用作燃料油

乙烯裂解焦油硫含量低、灰分小，用作炼化企业的自用燃料油和外销作重质燃料油的调和组分是乙烯焦油目前的主要消化途径。

由于其碳氢比和残炭值高，分子结构紧密，直接用作燃料油时，不易燃烧，热值低，且燃烧时易产生黑烟及结焦，造成环境污染。因此，炼化企业自身一般也不将其作为自用燃料油。外销用作重质燃料油调和组分时，与其他重质油相溶性较差，易引起成品重质油燃料油分层，严重影响锅炉的供油和操作的稳定性。同时由于重质燃料油的需求量下降，因此乙烯焦油作燃料油调和组分外销时市场售价极低，属亏损状态，严重影响炼化企业的经济效益。