专利名称：：煤焦油调和生产船用燃料油的方法
技术领域：
：本发明涉及燃料油的生产，尤其涉及一种利用低温干馏煤焦油经处理和调和生产船用燃料油的方法。
背景技术：
：燃料油主要是由石油的裂化残渣油和直馏残渣油制成的，其特点是粘度大，含非烃化合物、胶质、沥青质多。根据用途，燃料油分为船用内燃机燃料油和炉用燃料油两大类。前者是由直馏重油和一定比例的柴油混合而成，用于大型低速船用柴油机；后者主要是减压渣油、或裂化残油或二者的混合物，或调入适量裂化轻油制成的重质石油燃料油，供各种工业炉或锅炉作为燃料。船用燃料油通常是向重油組分中掺入轻油组分调和而成，这不仅是由于船用燃料油规格在粘度和凝点等指标方面有一定的要求，而且为了防止船用燃料油中沥青质和油泥凝聚生成沉淀，必须保持燃料油的良好安定性和配伍性。油品在实际使用中，往往由于油品的安定性和配伍性差，而产生储罐内沉积、离心机超载和过滤器堵塞等现象影响使用，但油品规格本身在这方面则没有任何指标。掺入轻油的性质和数量对船用燃料油的安定性和配伍性有很大的影响。掺入轻油超过一定的比例，会打破沥青质和油状烃类介质之间的平衡，造成沥青质凝聚而沉淀，芳烃对沥青质的相溶性(或亲和力)大而不易于造成离析，因此一般大多采用芳烃含量较多的二次加工重馏分进行调制(蔡智等，《油品调和技术》，北京中国石化出版社，2006)。随着我国国民经济的快速发展，对能源的需求也在日益增加，作为能源P出的燃料油，在经济发展中的作用日益明显。1991~2000的IO年内，我国燃料油年消费一直保持在3500万吨~3800万吨的水平，而燃料油产量则由3500万吨减少到1900万吨，尽管近几年燃料油的消费涨幅不大，但总的需求量相对于国内市场而言仍有相当大的空缺需要弥补(中国石油化工总公司生产部，《石油化工产品大全》，北京中国石化出版社，1992)。由于原油产量及新增炼油能力不足，未来我国主要石化原料及成品油供应紧缺已成定局，价格也将维持高位。我国已对重质油加工给予高度重视，截至2005年底，除已完工的扬子石化160万t/a重油加工项目外，我国还有至少14个延迟焦化项目正在或即将建设，其中规模在100万t/a以上的有7个，总产能超过1400万t/a。重质原油加工能力的不断提高，使流入市场的重油资源大幅减少，其价格也持续攀升。为了降低成本，满足市场需求，寻找重油的替代品已迫在眉睫。煤焦油为煤干馏过程中所得到的一种液体产物，高温干馏(即焦化)得到的焦油称为高温干馏煤焦油(简称高温煤焦油)，低温干馏得到的焦油称为低温干馏煤焦油(简称低温煤焦油)。由于价格低廉，原来作为化工原料的煤焦油开始被重视。在用煤焦油生产锅炉燃料油方面，于连海等人以煤焦油为主要原料，通过加水乳化、掺混调合以及适当的处理，制备出符合标准、适合于锅炉燃烧的燃料油(于连海、潘小奎、钱剑青等，"煤焦油乳化配制合成燃料油的研究，，,《冶金能源》，2005，24(1):41-44)。目前将煤焦油调和技术用于生产船用燃料油的研究较少，尚未实现工业化。因此，开发一种调和低温干馏煤焦油生产船用燃料油的方法，并且便于工业化，具有十分重要的现实意义。
发明内容本发明所欲解决的技术问题在于研究提供一种利用低温干馏煤焦油的调和生产船用燃料油的方法，不仅充分利用价格低廉的煤焦油，而且降低了船用燃料油的生产成本。本发明提供的对煤焦油进行调和生产船用燃料油的方法，包括将低温干馏煤焦油的水上部分与水下部分进行分离，收集得到二部分油品；分别测定水上部分和水下部分油品的性能指标，与船用燃料油的相关标准进行对照，找出对油品质量影响较大的指标；将水上部分与水下部分油品进行调配实验，直至调配后的油品中影响较大的指标都符合了船用燃料油标准，据此确定水上部分与水下部分的调配比例；将水上部分与水下部分按照所确定的调配比例混合成为调和油，加入添加剂，进一步调和成为船用燃料油，所述添加剂选自聚丙烯酸高碳醇酯，加入量为调和油质量的0.01~0.1%，调配成所需燃料油。本发明方法的提出是基于低温干馏煤焦油本身的特点，通过测定比较其与船用燃料油的性能指标，再通过适当调配和处理，最终提供符合相关标准的船用燃料油。根据相关标准，船用燃料油的性能指标主要包括运动粘度、闪点、上倾点、残炭、灰分、水分、机械杂质、密度和硫含量等，申请人的研究发现，对低温干馏煤焦油油品的水上部分和水下部分油品的这些性质分别进行测定，将测定结果与船用燃料油标准对照，找出其中与标准差异较大的指标，或者说是导致油品不能作为船用燃料油使用的特性指标，即，通过适当的调配实验，考察油品指标在调和过程中的变化情况，确定影响调和油质量的主要指标，使水上部分油品与水下部分油品以一适当比例;陂调配后，该特性指标也能符合船用燃料油标准，从而确定所用煤焦油的水上部分与水下部分油品之间的调配比例。调配后的调和油品中还需要加入具有降凝、降粘、降倾点等多种功能的添加剂，确保其具有良好的安定性和配伍性，成为合格的船用燃料油(例如180船用油或380船用油)。进行煤焦油的水上部分和水下部分油品的调和实验，确定影响调和油质量的主要指标，从而得到合适的调和比例，并加入添加剂生产合格的船用燃料油产品，是本发明的关键。优选地，聚丙烯酸高碳醇酯包括聚丙烯酸十四酯、聚丙烯酸十六酯或聚丙烯酸十八酯。一般情况下，该添加剂的加入量可以为调和油质量的0.Q1~0.05%。对于不同地区和不同条件下产生的煤焦油，其性能指标之间会存在一定的差异，所认定的影响油品质量的主要指标也会不同，因此上述调配比例及其调配基准可能是不同的，但是按照上述方法均可以比较容易地确定-该比例。根据本发明的方法，如果某项性能测试超标严重，仅仅通过调配很难克服，或者进行适当的处理就可以克服，可以在调和前进行适当的预处理，例如，当测定结果显示水上部分和/或水下部分油品的水分含量超过所述标准时，该方法还包括对其实施脱水的过程；通常还会包括对所述油品过滤脱除机械杂质的过程。通过适当的前处理有利于使调配后的油品更加容易符合船用燃料油的质量标准。针对不同指标项的前处理均可采用公知的及任何可行的方法。这些预处理可以是在对水上部分和水下部分分离后分别进行，也可以是先对整体煤焦油实施处理后再行分离。优选地，所述脱水过程可以为向油品中加入沸点在70。C140。C的有机溶剂共同加热收集水分。所述有机溶剂包括曱苯、石油醚、庚烷或辛烷，有才几溶剂与该油品的体积比为1:10~1:3(剂油比)。为利于脱除油品中的水分，脱水过程是将有机溶剂与油品共同加热1~3小时，加热温度80t~100°C。例如，采用蒸馏脱水的方法，将低温干馏煤焦油油品放置于蒸馏烧瓶中，加入有机溶剂，在温度80'C100。C范围内，加热13小时，使水分被溶剂带出。脱除机械杂质预处理时，则可采用过滤的方法。申请人的研究发现，除了脱水、脱杂质处理外，有些煤焦油可能还需要先进行脱硫处理，使其中的硫含量能符合要求。上述脱水、脱机械杂质、脱疏等前处理可以在分离水上部分与水下部分之前实施，也可以针对水上部分和水下部分油品分别实施。对于多数的低温煤焦油来说，一般可通过前处理使除密度以外的其他指标先符合要求，然后通过对水上部分和水下部分油品以适当比例调配来生产合格的船用油。总之，本发明方法的实施对于开拓煤焦油的研究和应用范围有着明显的经济意义，同时，该方法操作简便，便于工业化实施，不论是从经济效益和社会效益的实现都具有十分重要的意义。具体实施例方式下面通过具体实施例进一步描述本发明的技术特点，但这些实施例不构成对本发明可实施范围的任何限定。实施例1选择陕西神木低温干馏煤焦油，初步检测认为其含水量和才^成杂质^1"偏高，因此先进行脱水和脱除机械杂质预处理。脱水时选择的有机溶剂为曱苯，剂油比为l:5，置于蒸馏装置中，温度为80。C，时间为2小时，脱除过量的水分。脱除机械杂质时采用过滤的方法。对上述处理后的神木低温干馏煤焦油油品进行分离，分别收集水上部分和水下部分，分别测定其性能指标，与船用燃料油标准进行对照(附表i)，确定密度为影响调和油质量的主要指标，进行煤焦油的水上部分和水下部分的调和实验，确定二者的调和质量比例为30:70。添加剂选择聚丙烯酸十六酯，加入量为调和油质量的0.01-0.02%，进行调和得到合格的船用燃料油产品。上m杂质和脱水处理也可以是针对事先进行了分离后的水上部分和水下部分油品分别实施。实施例2选择陕西神木低温干馏煤焦油，操怍方法和测定结果均与实施例1相同，^a^水时选择的有机溶剂为石油醚。实施例3选择陕西神木低温干馏煤焦油，操作方法和测定结果均与实施例1相同，但煤焦油的水上部分和水下部分的调和实验，确定二者的调和质量比例为20:80。实施例4选择陕西神木低温干馏煤焦油，先过滤脱除^L^杂质，然后分离收集水上部分和水下部分油品，分别进行脱水预处理。脱水时选择的有机溶剂为石油醚，剂油比为1:5,温度为80。C,时间为2小时。分别测定脱水后二部分油品的性能指标。根据神木低温干馏煤焦油油品水上部分和水下部分性能测试结果和船用燃料油标准(附表l)，确定密度为影响调和油质量的主要指标，进行煤焦油的水上部分和水下部分的调和实验，选择二者的调和质量比例为20:80,添加剂选择聚丙烯酸十六酯，加入量为调和油质量的0.01-0.02%,进行调和得到合格的船用燃料油产品。实施例5选择陕西神木低温干馏煤焦油，操作方法和测定结果均与实施例4相同，^afL水时选择的有机溶剂为曱苯，水上部分与水下部分油品的调和质量比例为30:70,而调和时选择的添加剂为聚丙烯酸十八酯。实施例6选择陕西神木低温干馏煤焦油，才乘作方法和测定结果均与实施例5相同,但水上部#水下部分油品的调和质量比例为20:80。附表1神木煤焦油水上部分和水下部分测试结果以及相应的船用燃料油标准<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>权利要求1、一种对煤焦油进行调和生产船用燃料油的方法，包括将低温干馏煤焦油的水上部分与水下部分进行分离，收集得到二部分油品；分别测定水上部分和水下部分油品的性能指标，与船用燃料油的相关标准进行对照，找出对油品质量影响较大的指标；将水上部分与水下部分油品进行调配实验，直至调配后的油品中影响较大的指标都符合了船用燃料油标准，据此确定水上部分与水下部分的调配比例；将水上部分与水下部分按照所确定的调配比例混合成为调和油，加入添加剂，进一步调和成为船用燃料油，所述添加剂选自聚丙烯酸高碳醇酯，加入量为调和油质量的0.01～0.1％，调配成所需燃料油。2、根据权利要求1所述的方法，其中，测定水上部分和水下部分油品的性能指标，包括测定其运动粘度、闪点、上倾点、残炭、灰分、水分、机械杂质、密度和疏含量。3、根据权利要求1或2所述的方法，其中，当测定结果显示水上部分和/或水下部分油品的水分含量超过所述标准时，该方法还包括对其实施脱水的过程。4、根据权利要求3所述的方法，其中，所述脱水过程为加入沸点在70'C140。C的有机溶剂共同加热收集水分。5、根据权利要求(所述的方法，其中，所述有机溶剂包括甲苯、石油醚、庚烷或辛烷，有机溶剂与该油品的体积比为1:101:3。6、根据权利要求4或5所述的方法，其中，脱水过程是将有机溶剂与油品共同加热1~3小时,加热温度80。C10(TC。7、根据权利要求1或2所述的方法，其还包括对所述油品过滤脱除机械杂质的过程。8、根据权利要求1所述的方法，其中，聚丙烯酸高碳醉酯包括聚丙烯酸十四酯、聚丙烯酸十六酯或聚丙烯酸十八酯。9、一种对煤焦油进行调和生产船用燃料油的方法，包括将低温干馏煤焦油的水上部分与水下部分进行分离，收集得到二部分油品；对上述二部分油品分别均实施脱机械杂质和脱水处理，使处理后的油品的性能指标与船用燃料油标准相比，只有密度不符合该标准，脱机械杂质采用过滤，而脱水处理则为向油品中加入沸点在70。C140。C的有机溶剂，控制80'C100'C的温度共同加热1~3小时；将经上述处理的二部分油品按照确定比例进行调配，使得到的调和油的密度符合所述船用燃料油标准；向上述调和油中加入聚丙烯酸高碳醇酯添加剂，加入量为调和油质量的0.010.1%，调配成所需燃料油。10、一种船用燃料油，是利用低温干馏煤焦油按照权利要求1或9所述方法调配而成的。全文摘要本发明涉及一种对低温干馏煤焦油进行调和生产船用燃料油的方法，该方法将低温干馏煤焦油油品的水上部分和水下部分的性质分别进行测定，根据测试结果和船用燃料油标准，进行煤焦油的水上部分和水下部分的调和实验，确定影响调和油质量的主要指标，从而得到合适的调和比例，并加入聚丙烯高碳醇酯添加剂生产合格的船用燃料油产品。文档编号C10L1/10GK101113346SQ20061010894公开日2008年1月30日申请日期2006年7月28日优先权日2006年7月28日发明者尚文智,岳长涛,施彦彦,李术元申请人:神木县三江煤化工有限责任公司;中国石油大学(北京)