一種煤焦油加工改質的工藝方法與流程
2023-11-03 01:58:57
本發明涉及一種煤焦油加工改質的工藝方法，適用於中低溫煤焦油加工利用的工藝方法。
背景技術：
煤焦油是煤乾餾過程中產生的液體副產物，由於其來源方式的不同，導致煤焦油組成較為複雜，除了含有脂肪烴，芳香烴以及部分S、N、O的雜環化合物之外，還存在大量的水分，灰分，機械雜質和強極性化合物。目前，煤焦油改質主要以加氫方式為主。但煤焦油加氫改質不是有效合理利用焦油的方式。原因在於，焦油中多數芳烴化合物以及一些雜環化合物是塑料，合成橡膠，醫藥等精細化工產品的原料，極有價值。特別是蒽，苊等3環芳烴化合物，90％來自煤焦油，加氫會導致浪費。另一方面，焦油加氫，工藝條件苛刻，能耗也較大，此外加氫前仍需對原料進行預處理，原料利用率低。基於上述考慮，針對焦油特性，進行非加氫改質處理，對合理利用焦油而言，意義重大。
對於煤焦焦油非加氫改質工藝而言，大多數採用一塔式或者兩塔式蒸餾工藝，將焦油先簡單的切割為輕油餾分(小於170℃)，酚油餾分(170℃-210℃)，奈油餾分(210℃-230℃)，洗油餾分(230℃-300℃)，蒽油餾分(300℃-360℃)和瀝青，之後對各餾分進行精細化學品的提取，其提取率較低且不成規模。
CN102492451A公開了一種焦油的分離方法，通過選擇不同溶劑對焦油進行多級萃取，實現焦油輕重組分的分離，輕組分中主要含1-4環的芳香化合物以及部分雜環化合物。由於高溫煤焦油中基本以芳烴化合物為主，脂肪烴極少，因此對於高溫焦油萃取分離而言，此分離方法是有效的。而中低溫煤焦油中存在一定量的脂肪烴組分，只簡單的實現焦油輕重組分的分離，並不能使焦油中芳環類化合物達到有效富集，且焦油中的脂肪烴組分還需進一步分離。
技術實現要素：
本發明的目的就是提供一種煤焦油加工改質的工藝方法，通過選擇合適的溶劑，對煤焦油進行萃取，不僅實現煤焦焦油輕重組分的分離，而且使焦油中芳烴組分與非芳烴組分進行各自富集，從而實現對焦油分級改質的目的，最終將煤焦油分離為非芳烴油，富芳烴油，煤焦軟瀝青，煤渣瀝青四個產品。
本發明是通過以下技術方案實現的：
一種煤焦油加工改質的工藝方法，其特徵在於包括以下步驟：
(1)將原料焦油與混合溶劑A按照質量比1：(1-3)混合，萃取溫度40-75℃，進行萃取，得到含渣焦油相與淨焦油相；
(2)對含渣焦油相進行閃蒸去劑，得到煤渣瀝青；
(3)淨焦油相與混合溶劑B按照質量比1：(0.5-2)混合，萃取溫度30-70℃，進行萃取，得到萃取相與萃餘相；
(4)萃餘相經閃蒸去除溶劑A，再經水洗去除其中含有的少量溶劑B，得到富含脂肪烴類組分的非芳烴油；
(5)萃取相經蒸餾去劑後，得到富芳烴餾分油和低喹啉不溶物的精製軟瀝青。
其中，原料焦油包括煤中低溫乾餾所產生的煤焦油，以及多種方式得到的混合煤焦油。
其中，所用混合溶劑A由一種脂肪烴溶劑和一種芳香烴溶劑組成，其質量組成為1：(0.3-1)。
其中，一種脂肪烴烴溶劑為石油醚、正庚烷、石腦油中的一種或多種；一種芳香烴溶劑為苯、甲苯、二甲苯、乙苯、煤焦洗油餾分中的一種或多種。
其中，所述的混合溶劑B由一種芳烴抽提劑和一種具有較高氫鍵力的溶劑組成，其質量組成為1:(0.05-0.1)。
其中，一種具有較高氫鍵力溶劑為水、乙二醇中的一種，一種芳烴抽提劑為DMF、DMSO、NMP中的一種。
與現有技術相比，本發明的優點在於：針對焦油特性，在溫和的工藝條件下實現了焦油中輕重組分，脂肪烴與芳香烴組分的各自分離，實現了對焦油分級改質的目的。一方面以脂肪烴為主的非芳烴油可作良好的裂化原料使用，同時由於焦油中脂肪烴組分的去除，使所得富芳烴油中芳烴組分更為富集，富芳烴油是進一步提取精細化工產品的優良原料。另一方面，焦油中部分重質組分及雜質的脫除，不僅使所得煤焦軟瀝青的喹啉不溶物含量顯著降低，而且得到的煤渣瀝青還可進一步開發利用，如製備活性炭。此外，該工藝發明的另一優點是，原料焦油經溶劑A進行萃取後得到淨焦油相，利用溶劑A中脂肪族溶劑較難溶於溶劑B的特點，不需要對淨焦油相進行蒸餾去溶劑，在淨焦油相中直接加入溶劑B進行下一步萃取，簡化了工藝流程且對於回收溶A中脂肪族溶劑過程，能耗降低。
附圖說明
圖1為本發明一種煤焦油加工改質的工藝方法的工藝流程示意圖。
圖中：①-脫水；②-萃取；③-閃蒸；④-蒸餾；⑤-水洗。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的說明。
實施例1
以低溫煤焦油A為原料(性質見表1)，由甲苯與正庚烷按照質量比為0.3:1組成的溶劑A，將油樣A與溶劑A按照油劑比1:1(質量比)裝入萃取器，萃取溫度40℃，攪拌15min，靜置2h，得含渣焦油相和淨焦油相，兩相分離。含渣焦油相經閃蒸去除溶劑A後，得到16.4％的煤渣瀝青。由DMF與水組成質量比為1:0.05的溶劑B，將淨焦油與溶劑B按照油劑比1:0.5(質量比)直接混合，萃取溫度30℃，攪拌20min，靜置2h，得萃餘相和萃取相，兩相分離。萃餘相中含有大量正庚烷以及少量DMF溶劑，閃蒸後經水洗，得到21.2％的非芳烴油(飽和分81.32％。芳香分6.98％，膠質8.91％，瀝青質2.79％)。萃取相經蒸餾，依次得到溶劑，32.2％的小於360℃富芳烴餾分油(飽和分7.43％，芳香分81.67％，膠質10.01％，瀝青質0.89％)和30.2％的煤焦軟瀝青(喹啉不溶物含量為0.42％)。
實施例2
以低溫煤焦油A為原料(性質見表1)，由煤焦洗油(230℃-300℃餾分)與石油醚按照質量比為0.5:1組成的溶劑A，將油樣A與溶劑A按照質量油劑比1:2裝入萃取器，萃取溫度60℃，攪拌15min，靜置2h，得含渣焦油相和淨焦油相，兩相分離，含渣焦油相經閃蒸去除溶劑A後，得到17.8％的煤渣瀝青。由NMP與乙二醇組成質量比為1:0.08的溶劑B，將淨焦油與溶劑B按照質量油劑比1:1混合，萃取溫度50℃，攪拌20min，靜置2h，得萃餘相和萃取相，兩相分離。萃餘相中含有大量石油醚以及少量NMP溶劑，閃蒸後經水洗，得到19.1％的非芳烴油(飽和分83.00％。芳香分3.94％，膠質8.50％，瀝青質4.56％)。萃取相經蒸餾，依次得到溶劑，35.4％的小於360℃富芳烴餾分油(飽和分8.04％，芳香分81.12％，膠質10.40％，瀝青質0.44％)和27.7％的煤焦軟瀝青(喹啉不溶物含量0.79％)。
實施例3
以低溫煤焦油B為原料(性質見表1)，由甲苯與石腦油按照質量比為1:1組成的溶劑A，將油樣B與溶劑A按照油劑比1:3(質量比)裝入萃取器，萃取溫度75℃，攪拌15min，靜置2h，得含渣焦油相和淨焦油相，兩相分離。含渣焦油相經閃蒸去除溶劑A後，得到13.4％的煤渣瀝青。使用DMSO與水組成的溶劑B，其質量比為1:0.1，將淨焦油與溶劑B按照油劑比1:2(質量比)混合，萃取溫度70℃，攪拌20min，靜置2h，得萃餘相和萃取相，兩相分離。萃餘相閃蒸後經水洗，得到21.9％的非芳烴油(飽和分76.43％。芳香分10.91％，膠質9.87％，瀝青質2.79％)。萃取相經蒸餾，依次得到溶劑，35.3％的小於360℃富芳烴餾分油(飽和分3.79％，芳香分84.78％，膠質11.01％，瀝青質0.42％)和29.4％的煤焦軟瀝青(喹啉不溶物含量為0.51％)。
表1