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CN108865263B - 一种煤基混合高能量密度燃料及其制备方法 - Google Patents

一种煤基混合高能量密度燃料及其制备方法 Download PDF

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CN108865263B CN201810650782.1A CN201810650782A CN108865263B CN 108865263 B CN108865263 B CN 108865263B CN 201810650782 A CN201810650782 A CN 201810650782A CN 108865263 B CN108865263 B CN 108865263B
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Abstract

本发明是关于一种煤基混合高能量密度燃料及其制备方法,其制备方法包括:以煤基衍生油为原料,首先蒸馏分离为石脑油馏分、柴油馏分和重质油馏分后,重质油馏分通过加氢裂化轻质化处理得到裂化石脑油馏分和裂化柴油馏分,其次混合的石脑油馏分通过富集芳烃组分和化学合成制取具有立体分子结构的高能量密度燃料组分,混合的柴油馏分通过加氢提质制取大比重航空煤油组分,最后将高能量密度燃料组分、大比重航空煤油组分和添加剂调配得到煤基混合高能量密度燃料。本发明实现了煤基衍生油最大化生产高能量密度燃料目的,扩大了煤基高能量密度燃料的来源,制得的煤基混合高能量密度燃料的物理化学性能比单一的煤基高能量密度燃料和3号喷气燃料更佳。

Description

一种煤基混合高能量密度燃料及其制备方法
技术领域
本发明属于煤化工领域,涉及一种煤基衍生油的高值化利用方法,具体涉及一种利用煤基衍生油生产煤基混合高能量密度燃料及其制备方法。
背景技术
我国的能源结构特点是“富煤、缺油、少气”,近年来,我国石油供需缺口逐年扩大,石油对外依存度逐年升高,2017年石油对外依存度达到67.4%,预计2020年将达到70%左右。国际石油市场的波动和变化将直接影响我国经济乃至政治的安全和稳定。通过煤基油品路线制备液体燃料,不仅满足国家战略安全要求,而且对国民经济长期稳定可持续发展具有重要的促进作用。
随着我国高性能飞机、超高音速导弹、新型火箭的陆续服役,对高密度、高能量、安定性好的喷气燃料的需求也会越来越迫切。高能量密度喷气燃料是一类具有高密度、高体积热值和高性能的液体烃燃料,是目前各国研究的热点。
煤基衍生油包括煤直接液化油、煤油共炼生成油、煤气化及煤干馏热解副产煤焦油等一系列以煤为源头的煤化工工艺过程所产生的油品。近年来,我国每年产生的煤基衍生油约3000万吨,并且以每年10%的速度在增加(主要为新型煤化工增长)。与石油基油相比,煤基衍生油充分保留了煤中富含芳环的分子结构特征,具有环烷烃和氢化芳烃类含量高等自身独特的性质,拥有良好的热氧化安定性(可经受500℃高温而不分解积碳)和较高的能量密度,是高性能飞行器的优选燃料,因此,研究煤基高能量密度燃料是未来航空航天喷气燃料发展的必然趋势。
现有专利方法均是以煤基衍生油某一馏分为原料,采用固定床加氢精制与加氢裂化等加氢改质手段,蒸馏切取150~280℃馏分或195~315℃等特征宽馏分,直接用作煤基喷气燃料或喷气燃料调和组分;或以<170℃轻质馏分等特征馏分为原料,采用化学合成煤基高能量密度燃料。这些现有技术存在原料利用率低,高能量密度燃料产品收率低、其密度和能量密度均不高,同时也未实现煤基衍生油全馏分的最大化利用等问题。
发明内容
本发明的主要目的在于,提供一种新型的煤基混合高能量密度燃料及其制备方法,所要解决的技术问题是使其实现煤基衍生油全馏分的最大化利用,获得煤基混合高能量密度燃料,从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种煤基混合高能量密度燃料的制备方法,其包括:
蒸馏分离:将煤基衍生油通过蒸馏分离,得到第一石脑油馏分、柴油馏分和重质油馏分;
加氢裂化:将所述的重质油馏分通过油浆制备、加氢裂化反应、气液分离,得到富氢气体和液相油品;将所述的液相油品蒸馏,得到裂化石脑油馏分和裂化柴油馏分;
加氢提质:将所述的柴油馏分和裂化柴油馏分进行加氢提质,得到加氢提质生成油;
加氢精制:将所述加氢提质生成油进行加氢精制、气液分离、分馏,得到第二石脑油馏分和大比重航空煤油组分;
化学合成:将所述的第一石脑油馏分、裂化石脑油馏分和第二石脑油馏分混合,通过富集芳烃组分、化学合成、加氢稳定、产物提纯,得到高能量密度燃料组分;
混合调配:将所述的大比重航空煤油组分、高能量密度燃料组分和添加剂混合调配,得到煤基混合高能量密度燃料。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的,前述的煤基混合高能量密度燃料的制备方法,其中所述的煤基衍生油包括煤焦油、煤直接液化生成油和煤油共炼生成油;
所述的第一石脑油馏分和柴油馏分的切割温度为160-200℃;
所述的柴油馏分和重质油馏分的切割温度为340-370℃。
优选的,前述的煤基混合高能量密度燃料的制备方法,其中所述的油浆制备包括:将所述的重质油馏分、加氢裂化催化剂和硫化剂在100-250℃下混合,得到油浆;
所述的加氢裂化反应为悬浮床加氢裂化,所述的悬浮床加氢裂化的反应温度为360-490℃,反应压力为8-26MPa,体积空速为0.2-3.0h-1,氢油体积比为500-2200;
所述的裂化石脑油馏分和裂化柴油馏分的蒸馏切割温度为170-200℃。
优选的,前述的煤基混合高能量密度燃料的制备方法,其中所述的加氢裂化催化剂的活性组分为钼、镍、钴、钨和铁中的至少一种,所述的加氢裂化催化剂的粒子直径为1-200μm;
所述的加氢裂化催化剂的活性组分与重质油馏分的重量比为0.2-5:100。
优选的,前述的煤基混合高能量密度燃料的制备方法,其中所述的加氢提质采用加氢提质催化剂进行催化;
所述的加氢提质为膨胀床加氢提质时,所述的加氢提质的反应压力为5-20MPa,反应温度为290-440℃,体积空速为0.2-3.0h-1
所述的加氢提质为固定床加氢提质时,所述的加氢提质的反应压力为6-30MPa,反应温度为300-460℃,体积空速为0.5-4.0h-1,氢油比为200-2500。
优选的,前述的煤基混合高能量密度燃料的制备方法,其中所述的加氢精制采用加氢精制催化剂进行催化;所述的加氢精制催化剂包括活性金属和载体;
所述的加氢精制为沸腾床加氢精制时,所述的活性金属为VIB和VIII族金属中的至少一种;所述的载体为氧化铝、氧化硅、氧化铝-氧化铝和氧化钛中的至少一种;
所述的加氢精制为固定床加氢精制时,所述的活性金属为VIB和VIII族金属中的至少一种;所述的载体为无机氧化物或分子筛;所述的加氢精制的反应温度为200-460℃,反应压力为6-21MPa,体积空速为0.2-4.0h-1,氢油比为300-2000。
优选的,前述的煤基混合高能量密度燃料的制备方法,其中所述的添加剂包括闪点提高剂、抗磨剂、增黏剂、抗静电剂和抗氧剂;
所述的闪点提高剂占所述煤基混合高能量密度燃料重量的0.1-2‰;
所述的抗磨剂为油溶性液体类抗磨剂,占所述煤基混合高能量密度燃料重量的1-3‰;
所述的增黏剂为聚烯类增黏剂,占所述煤基混合高能量密度燃料重量的0.01-0.5%;
所述的抗静电剂为T1502抗静电剂,占所述煤基混合高能量密度燃料重量的0.1-1‰;
所述的抗氧剂为酚型抗氧剂,占所述煤基混合高能量密度燃料重量的1-5‰。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种煤基混合高能量密度燃料,由前述的方法制备而得;所述的煤基混合高能量密度燃料的密度为0.88-0.93g/cm3,所述的能量密度为37-42MJ/L。
借由上述技术方案,本发明煤基混合高能量密度燃料及其制备方法至少具有下列优点:
1)本发明的方法既适用于低温煤焦油、中低温煤焦油、高温煤焦油,也适用于任意二种以上的煤焦油的混合油,也可适用于煤直接液化生成油和煤油共炼生成油,原料适用范围广,扩大了煤基高能量密度燃料的来源;
2)本发明的方法以全馏分煤基衍生油为原料,原料利用率高,实现了最大化生产高能量密度燃料的目的,以煤基衍生油为基准,其煤基混合高能量密度燃料收率高达40-60%;
3)本发明通过对石脑油馏份进行富集芳烃组分、化学合成和加氢稳定等步骤制备得到高能量密度燃料组分,其密度高,能量密度(体积热值)大。柴油馏分通过加氢提质制取大比重航空煤油组分,最后将高能量密度燃料组分、大比重航空煤油组分和添加剂混合调配大比重航煤馏分混合调配制得的煤基混合高能量密度燃料的物理化学性能比单一的煤基高能量密度燃料和3号喷气燃料更佳,密度和能量密度更高。
4)本发明煤基混合高能量密度燃料具有更大的质量密度和体积热值,在发动机燃料箱容积受限的情况下,能有效增加所携带的能量,降低发动机油耗比,满足高航速、大载荷和远射程的要求;或在保持性能不变的情况下,减少发动机燃料箱的容积,实现飞行器小型化,提高其机动性和突防能力,适用于高性能军用飞机以及超高音速导弹等武器,具有良好的军事应用前景。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明煤基混合高能量密度燃料的制备方法的流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的煤基混合高能量密度燃料及其制备方法其具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。在下述说明中,不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外,一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
如图1所示,本发明的一个实施例提出的一种煤基混合高能量密度燃料的制备方法,其包括:
蒸馏分离:煤基衍生油1进入蒸馏分离单元2经过蒸馏分离,得到第一石脑油馏分3、柴油馏分4和重质油馏分5;
加氢裂化:将重质油馏分5和氢气混合经高压泵送入加氢裂化单元6,通过油浆制备、加氢裂化反应、气液分离,得到富氢气体和液相油品;富氢气体作为循环氢使用;将液相油品蒸馏,得到裂化石脑油馏分7和裂化柴油馏分8;
加氢提质:柴油馏分4和裂化柴油馏分8混合后与氢气混合进入加氢提质单元9进行加氢提质,得到加氢提质生成油10;
加氢精制:将加氢提质生成油10进行加氢精制、气液分离、分馏,得到第二石脑油馏分12和大比重航空煤油组分13;化学合成:将第一石脑油馏分3、裂化石脑油馏分7和第二石脑油馏分12混合进入化学合成单元14,通过富集芳烃组分、化学合成、加氢稳定、产物提纯,得到高能量密度燃料组分15;
混合调配:将所述的大比重航空煤油组分13、高能量密度燃料组分15和添加剂16混合进入调配单元17进行调配,得到煤基混合高能量密度燃料18。
优选的,煤基衍生油包括煤焦油、煤直接液化生成油和煤油共炼生成油;
第一石脑油馏分和柴油馏分的切割温度为160-200℃;
柴油馏分和重质油馏分的切割温度为340-370℃。
优选的,油浆制备包括:将所述的重质油馏分、加氢裂化催化剂和硫化剂在100-250℃下混合,得到油浆;
加氢裂化反应为悬浮床加氢裂化,悬浮床加氢裂化的反应温度为360-490℃,反应压力为8-26MPa,体积空速为0.2-3.0h-1,氢油体积比为500-2200;
优选的,悬浮床加氢裂化的反应温度为380-450℃,反应压力为12-19MPa,体积空速为0.4-2.0h-1,氢油体积比为1000-1600;
所述的裂化石脑油馏分和裂化柴油馏分的蒸馏切割温度为170-200℃。
优选的,加氢裂化催化剂的活性组分为钼、镍、钴、钨和铁中的至少一种,所述的加氢裂化催化剂的粒子直径为1-200μm;
加氢裂化催化剂的活性组分与重质油馏分的重量比为0.2-5:100,优选为0.6-2.5:100;
硫化剂为反应条件可生成硫化氢的物质,如硫磺或二甲基二硫醚等;硫化剂的加入量应保证加氢裂化系统循环氢的硫化氢含量不小于1000ppm。
优选的,加氢提质采用加氢提质催化剂进行催化;加氢提质的目的是烯烃饱和、两环以上的芳香烃部分饱和、部分脱除煤直接转化油中的氧、氮、硫等杂质,为后续的加氢精制过程提供原料油。
加氢提质为膨胀床加氢提质时,采永强制内循环的膨胀床反应器,加氢提质的反应压力为5-20MPa,反应温度为290-440℃,体积空速为0.2-3.0h-1;强制内循环油流量是进料量体积的1-8倍;优选的,加氢提质的反应压力为10-18MPa,反应温度为360-400℃,体积空速为0.6-3.8h-1;强制内循环油流量是进料量体积的2-5倍。
加氢提质为固定床加氢提质时,采用固定床反应器,需在反应器前设保护反应器,保护反应器的作用是脱除原料油中的固体课题以及金属等杂质,防止其堵塞加氢提质催化剂床层。保护反应器中装填保护剂,保护剂是负载在碳分子筛、无定型氧化铝或硅铝载体上的VIB或VIII族非贵金属和/或贵金属催化剂。保护反应器数量为一个或两个,采用上流式操作,当采用两个时,采用串联操作。保护反应器的反应条件为反应温度为200-400℃,反应压力为10-20MPa,体积空速为0.5-10.0h-1,氢油比为300-2600。
固定床加氢提质反应器数量为1-3个,采用串联操作,加氢提质催化剂载体为无定型氧化铝和/或硅铝,负载金属组分,金属组分为VIB或VIII族非贵金属和/或贵金属。加氢提质的反应压力为6-30MPa,反应温度为300-460℃,体积空速为0.5-4.0h-1,氢油比为200-2500。
优选的,通过加氢精制进一步降低油品中的杂质,提高产品质量,以得到符合要求的大比重航空煤油组分和石脑油等产品。加氢精制采用加氢精制催化剂进行催化;所述的加氢精制催化剂包括活性金属和载体;
加氢精制为沸腾床加氢精制时,加氢精制催化剂为负载型条形或球形催化剂,所述的活性金属为VIB和VIII族金属中的至少一种,包括非贵金属和/或贵金属,优选的,VIB族金属为Mo或/和W,VIII族金属最为Fe、Ni和Co中的至少一种;所述的载体为氧化铝、氧化硅、氧化铝-氧化铝和氧化钛中的至少一种,优选为氧化铝。
加氢精制为固定床加氢精制时,所述的活性金属为VIB和VIII族金属中的至少一种,包括非贵金属和/或贵金属;所述的载体为无机氧化物或分子筛;所述的加氢精制的反应温度为200-460℃,反应压力为6-21MPa,体积空速为0.2-4.0h-1,氢油比为300-2000;
优选的,加氢精制催化剂孔容≥0.4mL/g,比表面积≥120m2/g,堆密度为0.4-1.9Kg/m3,无机氧化物为氧化铝、氧化硅、氧化钛和氧化镁或中的至少一种,分子筛为ZSM沸石、L型沸石、Y型沸石和Beta沸石中的至少一种;非贵金属为镍、钴、钼和钨中的至少一种,贵金属为铂和/或钯;其中非贵金属占加氢精制催化剂总质量的20-80%,贵金属占加氢精制催化剂总质量的0.1-20%。
优选的,化学合成是将石脑油馏分通过催化重整分离,实现芳烃/非芳烃组分的分离,得到富芳烃馏分油,富芳烃馏分油在反应釜中与降冰片烯在催化剂存在的条件下进行合成反应,合成反应产物进入加氢反应装置进行加氢稳定反应,得到的加氢稳定产物经过分离提纯脱除固定杂质后,得到高能量密度燃料组分。
优选的,添加剂包括闪点提高剂、抗磨剂、增黏剂、抗静电剂和抗氧剂;
其中,闪点提高剂为多种特殊表面活性剂复配而成,占所述煤基混合高能量密度燃料重量的0.1-2‰,优选为1‰;
抗磨剂为油溶性液体类抗磨剂,优选为二烷基有机盐类,占所述煤基混合高能量密度燃料重量的1-3‰,优选为1.5‰;
增黏剂为聚烯类增黏剂,占所述煤基混合高能量密度燃料重量的0.01-0.5%,优选为0.05%;
抗静电剂为T1502抗静电剂,占所述煤基混合高能量密度燃料重量的0.1-1‰,优选为0.5‰;
抗氧剂为酚型抗氧剂,优选为丁基对甲酚,占所述煤基混合高能量密度燃料重量的1-5‰,优选为2-3‰。
本发明的另一实施例提出一种煤基混合高能量密度燃料,由前述的方法制备而得;所述的煤基混合高能量密度燃料的密度为0.88-0.93g/cm3,所述的能量密度(体积热值)为37-42MJ/L。
实施例1
本发明的一个实施例提出的一种煤基混合高能量密度燃料的制备方法,其包括:
蒸馏分离:以黑山烟煤直接液化油为原料油,通过蒸馏分离,得到<180℃第一石脑油馏分、180-350℃柴油馏分和>350℃重质油馏分;原料油的性质如表1所示;
加氢裂化:将重质油馏分通过油浆制备、加氢裂化反应、气液分离,得到富氢气体和液相油品;将所述的液相油品蒸馏,得到裂化石脑油馏分和裂化柴油馏分;其中加氢裂化装置规模为0.01t/d,加氢裂化单元采用两个悬浮床反应器串联;
加氢提质:将柴油馏分和裂化柴油馏分进行加氢提质,得到加氢提质生成油;加氢提质单元采用一个保护反应器和一个固定床提质反应器;
加氢精制:将所述加氢提质生成油进行加氢精制、气液分离、分馏,得到第二石脑油馏分和大比重航空煤油组分;加氢精制单元采用两个固定床反应器串联;加氢裂化、加氢提质和加氢精制的具体参数如表2所示;
化学合成:将所述的第一石脑油馏分、裂化石脑油馏分和第二石脑油馏分混合,通过富集芳烃组分、化学合成、加氢稳定、产物提纯,得到高能量密度燃料组分;
混合调配:将所述的大比重航空煤油组分、高能量密度燃料组分和添加剂混合调配,得到煤基混合高能量密度燃料。
本发明的另一实施例提出一种煤基混合高能量密度燃料,由实施例1的方法制备而得;实施例1的煤基混合高能量密度燃料的主要性质如表3所示。
实施例2
本发明的一个实施例提出的一种煤基混合高能量密度燃料的制备方法,其包括:
蒸馏分离:以褐煤和催化裂化油浆共加氢获得的煤油共炼生成油为原料油,通过蒸馏分离,得到<170℃第一石脑油馏分、170-370℃柴油馏分和>370℃重质油馏分;原料油的性质如表1所示;
加氢裂化:将重质油馏分通过油浆制备、加氢裂化反应、气液分离,得到富氢气体和液相油品;将所述的液相油品蒸馏,得到裂化石脑油馏分和裂化柴油馏分;其中加氢裂化装置规模为0.01t/d,加氢裂化单元采用两个悬浮床反应器串联;
加氢提质:将柴油馏分和裂化柴油馏分进行加氢提质,得到加氢提质生成油;加氢提质单元采用一个保护反应器和两个串联的固定床提质反应器;
加氢精制:将所述加氢提质生成油进行加氢精制、气液分离、分馏,得到第二石脑油馏分和大比重航空煤油组分;加氢精制单元采用两个固定床反应器串联;加氢裂化、加氢提质和加氢精制的具体参数如表2所示;
化学合成:将所述的第一石脑油馏分、裂化石脑油馏分和第二石脑油馏分混合,通过富集芳烃组分、化学合成、加氢稳定、产物提纯,得到高能量密度燃料组分;
混合调配:将所述的大比重航空煤油组分、高能量密度燃料组分和添加剂混合调配,得到煤基混合高能量密度燃料。
本发明的另一实施例提出一种煤基混合高能量密度燃料,由实施例2的方法制备而得;实施例2的煤基混合高能量密度燃料的主要性质如表3所示。
实施例3
本发明的一个实施例提出的一种煤基混合高能量密度燃料的制备方法,其包括:
蒸馏分离:以烟煤热解副产低温煤焦油为原料油,通过蒸馏分离,得到<170℃第一石脑油馏分、170-350℃柴油馏分和>350℃重质油馏分;原料油的性质如表1所示;
加氢裂化:将重质油馏分通过油浆制备、加氢裂化反应、气液分离,得到富氢气体和液相油品;将所述的液相油品蒸馏,得到裂化石脑油馏分和裂化柴油馏分;其中加氢裂化装置规模为0.01t/d,加氢裂化单元采用两个悬浮床反应器串联;
加氢提质:将柴油馏分和裂化柴油馏分进行加氢提质,得到加氢提质生成油;加氢提质单元采用一个强制内循环的膨胀床反应器;
加氢精制:将所述加氢提质生成油进行加氢精制、气液分离、分馏,得到第二石脑油馏分和大比重航空煤油组分;加氢精制单元采用两个固定床反应器串联;加氢裂化、加氢提质和加氢精制的具体参数如表2所示;
化学合成:将所述的第一石脑油馏分、裂化石脑油馏分和第二石脑油馏分混合,通过富集芳烃组分、化学合成、加氢稳定、产物提纯,得到高能量密度燃料组分;
混合调配:将所述的大比重航空煤油组分、高能量密度燃料组分和添加剂混合调配,得到煤基混合高能量密度燃料。
本发明的另一实施例提出一种煤基混合高能量密度燃料,由实施例3的方法制备而得;实施例3的煤基混合高能量密度燃料的主要性质如表3所示。
表1实施例1-3原料油的主要性质
Figure BDA0001704728510000111
表2实施例1-3加氢裂化、加氢提质及加氢精制单元主要工艺条件
Figure BDA0001704728510000112
Figure BDA0001704728510000121
表3实施例1-3各煤基混合高能量密度燃料产品主要性质
实施例1 实施例2 实施例3
密度(20℃),g/cm<sup>3</sup> 0.8812 0.9072 0.9244
体积热值,MJ/L 37.33 41.05 39.61
比热容,kJ/(kg·K) 1.632 1.928 1.824
硫,mg/kg 8.2 3.5 10.7
氮,mg/kg <0.5 0.20 4.2
烟点,mm 28.5 29.2 26.5
闪点(闭口),℃ 58 51 62
冰点,℃ -55 -58 <-60
管评级等级 0 1 1
压降,kPa 0.23 0.15 0.34
馏程(D-86),℃
IBP/5% 168/174 165/194 178/186
10%/20% 180/188 202/218 192/201
30%/50% 195/217 225/232 208/214
70%/80% 2229/235 242/249 221/234
90%/FBP 256/282 257/289 249/278
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种煤基混合高能量密度燃料的制备方法,其特征在于,其包括:
蒸馏分离:将煤基衍生油通过蒸馏分离,得到第一石脑油馏分、柴油馏分和重质油馏分;
加氢裂化:将所述的重质油馏分通过油浆制备、加氢裂化反应、气液分离,得到富氢气体和液相油品;将所述的液相油品蒸馏,得到裂化石脑油馏分和裂化柴油馏分;
加氢提质:将所述的柴油馏分和裂化柴油馏分进行加氢提质,得到加氢提质生成油;
加氢精制:将所述加氢提质生成油进行加氢精制、气液分离、分馏,得到第二石脑油馏分和大比重航空煤油组分;
化学合成:将所述的第一石脑油馏分、裂化石脑油馏分和第二石脑油馏分混合,通过化学合成、加氢稳定、产物提纯,得到高能量密度燃料组分;
混合调配:将所述的大比重航空煤油组分、高能量密度燃料组分和添加剂混合调配,得到煤基混合高能量密度燃料;
所述化学合成是将混合后的石脑油馏分通过催化重整分离,实现芳烃/非芳烃组分的分离,得到富芳烃馏分油,富芳烃馏分油在反应釜中与降冰片烯在催化剂存在的条件下进行合成反应。
2.根据权利要求1所述的煤基混合高能量密度燃料的制备方法,其特征在于,所述的煤基衍生油包括煤焦油、煤直接液化生成油和煤油共炼生成油;
所述的第一石脑油馏分和柴油馏分的切割温度为160-200℃;
所述的柴油馏分和重质油馏分的切割温度为340-370℃。
3.根据权利要求1所述的煤基混合高能量密度燃料的制备方法,其特征在于,所述的油浆制备包括:将所述的重质油馏分、加氢裂化催化剂和硫化剂在100-250℃下混合,得到油浆;
所述的加氢裂化反应为悬浮床加氢裂化,所述的悬浮床加氢裂化的反应温度为360-490℃,反应压力为8-26MPa,体积空速为0.2-3.0h-1,氢油体积比为500-2200;
所述的裂化石脑油馏分和裂化柴油馏分的蒸馏切割温度为170-200℃。
4.根据权利要求3所述的煤基混合高能量密度燃料的制备方法,其特征在于,所述的加氢裂化催化剂的活性组分为钼、镍、钴、钨和铁中的至少一种,所述的加氢裂化催化剂的粒子直径为1-200μm;
所述的加氢裂化催化剂的活性组分与重质油馏分的重量比为0.2-5:100。
5.根据权利要求1所述的煤基混合高能量密度燃料的制备方法,其特征在于,所述的加氢提质采用加氢提质催化剂进行催化;
所述的加氢提质为膨胀床加氢提质时,所述的加氢提质的反应压力为5-20MPa,反应温度为290-440℃,体积空速为0.2-3.0h-1
所述的加氢提质为固定床加氢提质时,所述的加氢提质的反应压力为6-30MPa,反应温度为300-460℃,体积空速为0.5-4.0h-1,氢油比为200-2500。
6.根据权利要求1所述的煤基混合高能量密度燃料的制备方法,其特征在于,所述的加氢精制采用加氢精制催化剂进行催化;所述的加氢精制催化剂包括活性金属和载体;
所述的加氢精制为沸腾床加氢精制时,所述的活性金属为VIB和VIII族金属中的至少一种;所述的载体为氧化铝、氧化硅、氧化铝-氧化铝和氧化钛中的至少一种;
所述的加氢精制为固定床加氢精制时,所述的活性金属为VIB和VIII族金属中的至少一种;所述的载体为无机氧化物或分子筛;所述的加氢精制的反应温度为200-460℃,反应压力为6-21MPa,体积空速为0.2-4.0h-1,氢油比为300-2000。
7.根据权利要求1所述的煤基混合高能量密度燃料的制备方法,其特征在于,所述的添加剂包括闪点提高剂、抗磨剂、增黏剂、抗静电剂和抗氧剂;
所述的闪点提高剂占所述煤基混合高能量密度燃料重量的0.1-2‰;
所述的抗磨剂为油溶性液体类抗磨剂,占所述煤基混合高能量密度燃料重量的1-3‰;
所述的增黏剂为聚烯类增黏剂,占所述煤基混合高能量密度燃料重量的0.01-0.5%;
所述的抗静电剂为T1502抗静电剂,占所述煤基混合高能量密度燃料重量的0.1-1‰;
所述的抗氧剂为酚型抗氧剂,占所述煤基混合高能量密度燃料重量的1-5‰。
8.一种煤基混合高能量密度燃料,其特征在于,由权利要求1-7任一项所述的方法制备而得;所述的煤基混合高能量密度燃料的密度为0.88-0.93g/cm3,所述能量密度的体积热值为37-42MJ/L。
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