一种煤焦油预处理的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种煤焦油预处理的方法，具体地，涉及煤焦油的深加工，在煤焦油进 行加氢前，对煤焦油进行脱盐、脱金属、脱水等的预处理方法。
【背景技术】
[0002] 煤焦油是煤干馏或煤气化等工业的副产品。目前，煤焦油一般是经过简单的调和 后作为劣质燃料来销售，产品质量较差，燃烧造成严重的环境污染。随着煤焦油产量的不断 增加和国家对环保的日益重视，煤焦油的清洁加工和有效利用变得越来越重要。
[0003] 煤焦油加氢改质生产优质燃料油，是煤焦油综合利用的重要途径。这项技术既符 合国家开拓新能源、保护环境的政策，又能为企业带来可观的经济效应。但是，由于煤焦油 原料中水份、盐含量、金属离子含量等较高，极易使改质过程中使用的催化剂发生结焦而失 活，严重时还会堵塞反应器床层，腐蚀设备，缩短装置运行周期。因此，必须在煤焦油进行加 氢改质前进行预处理，脱除其中的水份与金属离子。但是，相对于常规石油原油，煤焦油的 密度大、粘度大，氧含量高，导致煤焦油乳化严重，造成煤焦油在电脱盐预处理中电流升高， 装置能耗大；破乳剂和脱金属剂用量大，增加煤焦油预处理成本；电脱盐切水含油量高，加 大了污水处理难度。
[0004] 目前脱除煤焦油中金属离子的方法主要是电脱盐方法。CN102079983A、 CN201316557Y和CN100999675A均公开了一种煤焦油电脱盐方法，即在煤焦油中注入一定 量的新鲜水，在静态混合器的作用下充分混合，然后在破乳剂和高压电场的作用下，使微小 水滴逐步聚集成较大水滴，借助重力从油中沉降分离，达到脱盐脱水的目的。
[0005] CN101838549A公开了采用一级萃取、预分离、二级萃取、离心分离的组合工艺对煤 焦油进行预处理。添加萃取剂进行萃取分离，其中的预分离设备是以切线进料方式进入的 连续沉降或旋液分离器中的一种或多种；其中的离心分离是采用沉降型离心机。该方法的 设备投资偏大，运行成本偏尚。
[0006] CN102796555A公开了将煤焦油、破乳剂、脱金属剂通过静态混合器充分混合后在 超声波作用下脱水，脱除污水后的煤焦油栗入自动反冲洗过滤器中脱除剩下的固体杂质， 得到净化的煤焦油。该方法破乳剂和脱金属剂用量大，煤焦油预处理成本高。
[0007] 由此可见，煤焦油的预处理过程困难较大，现有技术功耗高、化学药剂用量大、处 理成本高，并且由于煤焦油本身的特性，乳化问题也加重了煤焦油预处理的难度，因此需要 提供一种工艺简单且成本低的实现煤焦油预处理的方法。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是克服现有煤焦油预处理技术存在的上述问题，提供一种煤焦油预 处理的方法。
[0009] 为了实现上述目的，本发明提供一种煤焦油预处理的方法，该方法包括：将煤焦油 和脱金属剂水溶液在纤维液膜接触器中接触反应，并将得到的反应产物进行油水分离。
[0010] 本发明提供的方法使用纤维液膜接触器进行煤焦油预处理。该反应器利用其中安 装的纤维丝，借助液膜传质作用，实现煤焦油中的金属与脱金属剂在油水界面接触反应，使 金属离子电离或形成沉淀物、螯合物，从而溶解或分散到水中；同时煤焦油中含有的水也可 因纤维液膜接触器中的液膜作用被破乳，分离为油层和水层，最后经油水分离得到脱除金 属和水后的煤焦油，预处理过程可以不加入破乳剂。采用本发明提供的方法可以达到煤焦 油脱金属脱水的效果，获得符合要求的煤焦油原料。如对比例1的现有技术中，要获得符合 工业要求的煤焦油，需要使用电脱盐进行三级处理和加入破乳剂和脱金属剂，消耗电能且 多使用化学药剂。
[0011] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0012] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0013] 本发明提供一种煤焦油预处理的方法，该方法包括：将煤焦油和脱金属剂水溶液 在纤维液膜接触器中接触反应，并将得到的反应产物进行油水分离。
[0014] 本发明中的纤维液膜接触器是一种高效传质设备。纤维液膜接触器可以为两端开 口的圆筒体，两端为进料端和出料端。进料端上有两个进料口，出料端与后续的用于油水分 离的设备连接。在纤维液膜接触器内从进料端到出料端依次设置流体分布器和传质空间筒 体。在传质空间筒体内从进料端到出料端方向依次设置流体再分布器和纤维丝。流体分布 器和流体再分布器可以选用孔板式、溢流式和板式流体分布器中的一种，流体再分布器可 以有一套以上。流体分布器和流体再分布器使进入纤维液膜接触器中的流体能够在纤维丝 的横截面上有良好的分布，从而使纤维液膜接触器中流体的传质效果更好。纤维丝安装在 纤维液膜接触器的传质空间筒体内，经过分布器被分布均匀的流体流过纤维丝，利用毛细 作用以及水相、油相在纤维丝上的表面张力的不同，使加入纤维液膜接触器的水相和油相 在纤维丝表面形成液膜，从而增大两相接触的表面积，使传质效率极大地提高。改善的传质 效率可以促进脱金属剂与煤焦油中的金属离子更有效地接触，可以更好地发挥脱金属剂的 作用，实现煤焦油脱金属。
[0015] 本发明中，煤焦油和脱金属剂水溶液在纤维液膜接触器中的纤维丝上形成液膜， 借助液膜传质作用，煤焦油中的金属与脱金属剂可以在液膜处的油水界面接触反应，使金 属离子电离或形成沉淀物、螯合物，从而溶解或分散到水中。同时煤焦油中含有的水也可在 经纤维液膜接触器中的液膜作用下被破乳，不需另外加入破乳剂即可使处理的煤焦油分离 为油层和水层，最后经过油水沉降分离得到脱除金属和水的煤焦油。本发明提供的方法减 少了破乳剂的使用或不加破乳剂。
[0016] 本发明中所述纤维液膜接触器中使用大量集束的纤维丝，流经的煤焦油和脱金属 剂能够形成液膜。使用的纤维丝只要能够提供煤焦油形成液膜即可。优选情况下，所述纤 维液膜接触器使用的纤维丝为金属丝和/或非金属丝，所述金属丝为不锈钢丝和/或碳钢 丝，所述非金属丝为玻璃纤维丝、聚酰胺纤维丝和聚酯纤维丝中的至少一种。进一步优选所 述纤维丝为不锈钢丝、玻璃纤维丝和聚酯纤维丝中的至少一种。所述纤维丝可以为各种工 业生产的纤维丝产品，例如可以为市售的316系列不锈钢丝，购自玻纤厂的5毫米玻璃纤维 丝和市售的聚酯纤维丝。
[0017] 根据本发明，所述纤维液膜接触器的传质空间筒体具有提供煤焦油预处理需要的 大小，并使煤焦油与脱金属剂水溶液有适当的液膜接触面积。优选情况下，所述传质空间筒 体的长径比为10-60:1。
[0018] 根据本发明，所述脱金属剂水溶液为脱金属剂溶解于水中形成的溶液。优选情况 下，所述脱金属剂水溶液中的脱金属剂的用量为所述煤焦油的用量的〇. 01-0. 05重量％;所 述脱金属剂水溶液中的水的用量为所述煤焦油的用量的5-30重量％，优选所述脱金属剂 水溶液中的水的用量为所述煤焦油的用量的7-20重量％。
[0019] 根据本发明，所述脱金属剂用于在所述纤维液膜接触器中与煤焦油中的金属发生 反应。所述脱金属剂可以选择具有螯合沉淀作用并适合在纤维液膜接触器的煤焦油脱金 属中使用。优选情况下，所述脱金属剂为脱钙剂。优选所述脱钙剂含有羧酸、磷酸、羧酸盐 和磷酸盐中的至少一种。所述脱钙剂可以为本领域常规使用的各种脱钙剂，例如可以为三 聚磷酸钠、六偏磷酸钠、乙二胺四乙酸（EDTA)、二乙基三胺五乙酸（DTPA)、柠檬酸。所述脱 钙剂也可以为各种市售的脱钙剂产品，例如可以为市售的牌号为KJ-FMT1、YX-F-101、ST-99 的脱钙剂产品。
[0020] 根据本发明，将煤焦油和脱金属剂水溶液加入纤维液膜接触器进行接触反应的操 作条件只要获得好的成液膜的效果，脱除煤焦油中的金属达到要求即可。优选情况下，以所 述纤维液膜接触器中的纤维丝的体积为基准，所述煤焦油的进料液时空速为5_60h \优选 所述液时空速为20-40h、
[0021] 根据本发明，优选情况下，所述接触反应的温度为60-200°C，所述接触反应的压 力为0· 3-3. OMPa ;优选所述接触反应的温度为130-150°C，优选所述接触反应的压力为 1. 0-1. 8MPa。所述接触反应的温度也即纤维液膜接触器的操作温度，所述接触反应的压力 也即纤维液膜接触器的工作压力，所述压力为绝对压力。
[0022] 根据本发明，所述煤焦油和所述脱金属剂水溶液在加入到所述纤维液膜接触器之 前，可以先进行预热以满足加入所述纤维液膜接触器的要求。
[0023] 根据本发明，优选情况下，所述煤焦油可以为煤气化或煤干馏过程中产生的低温 煤焦油、中低温煤焦油和高温煤焦油中的至少一种。
[0024] 本发明提供的方法，优选情况下，还可以包括在所述接触反应之前，将所述煤焦油 与稀释油混合。可以改善煤焦油的性质，有助于在纤维液膜接触器中进行接触时更好地实 现传质效果。
[0025] 根据本发明，煤焦油与稀释油混合得到的预处理混合物后再与