全煤基燃料油组合物及其应用的制作方法

allin2025-04-15  26


本发明涉及煤化工领域,具体而言,涉及一种全煤基燃料油组合物及其应用。


背景技术:

1、随着航空领域的快速发展,航空煤油的使用量和需求量不断增加。从目前航空煤油的发展来看,石油基航空煤油仍然是主流燃料,开发煤基航空煤油、生物质航空煤油等技术替代传统石油基航空煤油逐步提上日程。其中,煤炭液化技术制备所得的航空煤油可作为航煤有力的代替燃料之一。

2、煤炭液化技术是把固体煤炭通过化学加工过程,转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术,是煤洁净转化和高效利用的重要途径,也是弥补石油资源不足的有效方法之一。煤液化的方法主要分为直接液化和间接液化两大类。直接液化是煤在氢气和催化剂作用下,通过加氢裂化直接转变为液体燃料的过程;间接液化则是以煤为原料,先气化制成合成气,然后通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程。

3、目前,煤基航空煤油可分为两类:煤直接液化合成航空煤油和煤间接液化合成航空煤油,其中煤炭间接液化制航空煤油技术已实现大规模商业应用,煤直接液化合成航空煤油技术则还未出现成熟的工业化生产装置,主要原因是其生产成本高于石油基航空煤油。

4、上述两种煤制油,煤间接液化费托合成油具有超低硫、不含氮、低芳烃、富含链烷烃的特点,费托合成油制备的航空煤油燃烧时可降低污染物排放,是环境友好型燃料和化学品。煤炭直接液化油品煤油馏分则富含环烷烃,少量芳烃,具有制备高密度、高热值、高热安定性的航空煤油优势。如能开展煤间接液化费托合成油与煤炭直接液化油制备航空煤油技术的研究与开发,一方面能够为实现煤基全合成航空煤油商业化奠定基础,另一方面也对推进煤炭清洁高效利用战略的实施与油品的质量升级具有重要的作用。

5、现有技术多采用费托合成油与煤直接液化油先混合,得到混合油,混合油经过加氢精制、加氢异构裂化后分馏得到喷气燃料或喷气燃料调合组分作为产品。比如现有技术cn101928599b,一种生产喷气燃料或喷气燃料调合组分的方法,其将费托合成油与煤直接液化油进行混合,得到混合油,混合油经过加氢精制、加氢异构裂化后分馏得到喷气燃料或喷气燃料调合组分。但是,因费托合成油富含链烷烃、不含芳烃、密度偏低等的产品特点与煤直接液化油富含环烷烃、少量芳烃、高密度等的产品特点,若将其二者混合再进行加氢精制、加氢异构裂化,对加氢精制及异构裂化深度不好把控,针对性不强。加氢精制及异构裂化深度过深,影响总产品的密度等指标,也会导致分馏后产品收率降低;加氢精制及异构裂化深度过浅,影响总产品的实际胶质及酸度等指标,可能导致实际胶质及酸度等指标不合格,胶质含量过高,发动机在使用过程中容易形成沉淀物,造成燃油系统堵塞、积碳等问题,酸度过高对金属腐蚀性越强;总之,胶质和酸度偏高都会影响飞机发动机的可靠性和安全性。

6、另外,现有技术对煤直接液化油、间接液化油混合共炼比例限制很大,主要调和基础油则为煤直接液化油,限制了两种技术耦合生产航空煤油的发展。

7、基于此,如何基于煤直接液化油与间接液化油,提供一种全煤基燃料油组合物,并使其能够突破煤直接液化油与间接液化油混合比例的限制,同时表现出高的综合性能,尤其是安全稳定性,从而更好地满足燃料油的应用要求,是本领域所需解决的重要技术问题之一。


技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种全煤基燃料油组合物及其应用,以解决现有技术中难以突破煤直接液化油与间接液化油混合比例的限制,更充分利用现有装置技术潜力,提升煤基喷气燃料调和范围,同时获得性能良好、尤其是总酸值与胶质含量低的燃料油的问题。

2、为了实现上述目的,本发明的第一个方面提供了一种全煤基燃料油组合物,该全煤基燃料油组合物包括费托合成煤油、直接液化煤油以及煤基富芳烃油;费托合成煤油与直接液化煤油的重量比为(50:50)~(90:10);以全煤基燃料油组合物的总重量为100%计,煤基富芳烃油的含量为3wt%~12wt%。

3、进一步地,费托合成煤油与直接液化煤油的重量比为(70:30)~(90:10),以全煤基燃料油组合物的总重量为100%计,煤基富芳烃油的含量为8wt%~12wt%。

4、进一步地,全煤基燃料油组合物中,费托合成煤油与煤基富芳烃油的重量比为(6~11):1。

5、进一步地,煤基富芳烃油为费托合成油加氢产物经加氢、分馏而得,且煤基富芳烃油中芳烃的质量分数为70wt%~75wt%,环烷烃的质量分数为1.8wt%~2.0wt%。

6、进一步地,费托合成煤油中,芳烃的体积分数<0.1%,链烷烃的体积分数大于99.0%,且不含有环烷烃;直接液化煤油中,芳烃的体积分数为1.5%~2.0%,链烷烃的体积分数为5.0%~6.0%,环烷烃的体积分数为90%~95%。

7、进一步地,费托合成煤油的初馏点为160℃~165℃,终馏点为250℃~255℃;直接液化煤油的初馏点为185℃~190℃,终馏点为255℃~260℃;煤基富芳烃油的初馏点为160℃~165℃,终馏点为230℃~235℃。

8、进一步地,全煤基燃料油组合物的总酸值小于0.01mg koh/g,总硫含量小于0.02wt%。

9、进一步地,全煤基燃料油组合物中还包括抗氧剂、抗静电剂和抗磨剂中的一种或多种。

10、进一步地,按重量分数计,全煤基燃料油组合物由82.8wt%的费托合成煤油、9.2wt%的直接液化煤油、8wt%的煤基富芳烃油、18ppm的2,6-二叔丁基对甲基苯酚、1.8ppm的t1502以及15ppm的t1602所组成;或,按重量分数计,全煤基燃料油组合物由64.4wt%的费托合成煤油、27.6wt%的直接液化煤油、8wt%的煤基富芳烃油、18ppm的2,6-二叔丁基对甲基苯酚、1.5ppm的t1502以及10ppm的t1602所组成;或,按重量分数计,全煤基燃料油组合物由79.2wt%的费托合成煤油、8.8wt%的直接液化煤油、12wt%的煤基富芳烃油、21ppm的2,6-二叔丁基对甲基苯酚、1.5ppm的t1502以及12ppm的t1602所组成。

11、本发明的第二个方面提供了一种上述全煤基燃料油组合物在航空领域作为航空煤油的应用。

12、应用本发明的技术方案,结合煤间接液化费托合成油超低硫、不含氮、低芳烃、富含链烷烃的特点和煤炭直接液化油品煤油馏分富含环烷烃、少量芳烃、高密度、高热值、高热安定性的特点,同时复配煤基富芳烃油,突破煤直接液化油与间接液化油混合比例的限制,得到总酸值与胶质含量均低且符合使用标准的全煤基燃料油组合物。



技术特征:

1.一种全煤基燃料油组合物,其特征在于,所述全煤基燃料油组合物包括费托合成煤油、直接液化煤油以及煤基富芳烃油;

2.根据权利要求1所述的全煤基燃料油组合物,其特征在于,所述费托合成煤油与所述直接液化煤油的重量比为(70:30)~(90:10),以所述全煤基燃料油组合物的总重量为100%计,所述煤基富芳烃油的含量为8wt%~12wt%。

3.根据权利要求1或2所述的全煤基燃料油组合物,其特征在于,所述全煤基燃料油组合物中,所述费托合成煤油与所述煤基富芳烃油的重量比为(6~11):1。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的全煤基燃料油组合物,其特征在于,所述煤基富芳烃油为费托合成油加氢产物经加氢、分馏而得,且所述煤基富芳烃油中芳烃的质量分数为70wt%~75wt%,环烷烃的质量分数为1.8wt%~2.0wt%。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的全煤基燃料油组合物,其特征在于,

6.根据权利要求1至5中任一项所述的全煤基燃料油组合物,其特征在于,

7.根据权利要求1至6中任一项所述的全煤基燃料油组合物,其特征在于,所述全煤基燃料油组合物的总酸值小于0.01mg koh/g,总硫含量小于0.02wt%。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的全煤基燃料油组合物,其特征在于,所述全煤基燃料油组合物中还包括抗氧剂、抗静电剂和抗磨剂中的一种或多种。

9.根据权利要求8所述的全煤基燃料油组合物,其特征在于,

10.一种权利要求1至9中任一项所述的全煤基燃料油组合物在航空领域作为航空煤油的应用。


技术总结
本发明提供了一种全煤基燃料油组合物及其应用,全煤基燃料油组合物包括费托合成煤油、直接液化煤油以及煤基富芳烃油;费托合成煤油与直接液化煤油的重量比为(50:50)~(90:10);以全煤基燃料油组合物的总重量为100%计,煤基富芳烃油的含量为3wt%~12wt%。本发明结合煤间接液化费托合成油超低硫、不含氮、低芳烃、富含链烷烃的特点和煤炭直接液化油品煤油馏分富含环烷烃、少量芳烃、高密度、高热值、高热安定性的特点,同时复配煤基富芳烃油,突破煤直接液化油与间接液化油混合比例的限制,得到总酸值与胶质含量均低且符合使用标准的全煤基燃料油组合物。

技术研发人员:段永亮,安良成,肖勇,焦洪桥,乃国星,李瑞龙,张安贵,梁雪美,张静,王慧琴,李艳,燕艺楠
受保护的技术使用者:国家能源集团宁夏煤业有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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