一种制备用于生产针状焦的原料的方法和系统与流程

本发明涉及石油化工领域，具体地，涉及一种制备用于生产针状焦的原料的方法和一种制备用于生产针状焦的原料的系统。

背景技术：

1、针状焦外观为银灰色、有金属光泽的固体，表面呈明显的细长针状或纤维状的纹理走向，在显微镜下具有明显的各向异性的纤维状结构，主要作为超高功率石墨电极和人造石墨负极材料的生产原料，最重要的终端应用领域是电弧炉炼钢和新能源汽车用动力电池。随着“碳达峰”“碳中和”战略目标的提出，国家持续推动钢铁和汽车行业产业结构调整和转型升级，大力推进节能低碳和绿色环保技术的应用，促进了电弧炉炼钢和新能源汽车的快速发展，对原料针状焦的需求也高速增长。

2、针状焦的生产可分为石油系和煤系。其中，石油系针状焦多以重质馏分油为原料；而煤系针状焦多以煤焦油沥青及其馏分油为原料。石油系针状焦的原料来源稳定、预处理工艺简单，生产的针状焦性能优异，能够满足下游对高品质针状焦的要求。催化裂化油浆的品质对于生产优质针状焦至关重要，同时也需要大幅提高催化裂化油浆生产针状焦原料的转化率，解决其资源受限问题。

3、201610970275.7给出一种制备针状焦原料的方法和设备，其主要将催化油浆和焦化油浆在固定床反应器中进行加氢处理，催化剂活性组分为镍、钨、钴、钼中的至少两种，载体为氧化铝和分子筛中的一种。该方法的加氢产物经过进一步处理后可以作为针状焦原料。

4、但是，现有的催化油浆加氢产物中减压馏分油(vgo馏分油)的比例仍然有待进一步提高，且vgo馏分油中的硫和氮等杂质的含量仍需进一步降低，三环和四环芳烃的含量也需要进一步提高。

技术实现思路

1、本发明的目的是进一步提高催化油浆加氢产物中减压馏分油(vgo馏分油)的比例，进一步降低vgo馏分油中硫和氮等杂质的含量，并且进一步提高vgo馏分油中三环和四环芳烃的含量。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种制备用于生产针状焦的原料的方法，所述方法包括：将原料油和油溶性加氢催化剂混合，得到进料油，然后将进料油送入浆态床加氢反应器中与氢气接触并进行选择性加氢处理，得到加氢产物；然后从所述加氢产物中分离出减压馏分油；其中，所述油溶性加氢催化剂由金属中心原子或中心离子与有机配体通过配位键键合形成的配合物组成，其中所述金属选自具有加氢性能的vb族金属、vib族金属、viii族金属、ib族金属或者它们的各种组合，所述有机配体包含烃基部分和配位基团部分，其中所述配位基团为-c(＝o)-o基团，并通过氧原子与所述金属中心原子或中心离子形成配位键，所述催化剂的红外谱图在700-1000cm-1、1350-1450cm-1和1500-1610cm-1位置处具有特征峰。

3、本发明还提供了一种用于进行如上所述的方法的制备用于生产针状焦的原料的系统，该系统包括依次连通的混合罐、浆态床加氢反应器、热高分装置和减压蒸馏装置；所述混合罐上设置有原料油入口和混合罐入口；所述浆态床上还设置有氢气入口，所述热高分装置的塔底出口与所述减压蒸馏装置的入口相连。

4、通过上述技术方案，本发明采用的加氢催化剂其具有较高的油相分散性，在浆态床加氢反应器中将催化裂化油浆进行加氢处理反应为均相催化反应，由此省去了多相催化反应的扩散步骤，另外其具有定向加氢作用，较低的氢耗下不仅具有较高的硫、氮脱除率，同时保证了产品中较高的芳烃含量。本发明的方法与系统进行加工催化裂化油浆时，对原料限制性较低，可以直接使用催化裂化油浆。催化裂化油浆经过本发明的方法与系统处理后，可有效切割出更多vgo馏分油以进入到后续焦化装置。经过切割后得到的vgo馏分油的硫和氮等杂质的含量进一步有效降低，三环和四环芳烃含量进一步提高，从而保证了针状焦产品的质量，是生产针状焦等高端碳材料的理想原料。

5、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。

技术特征：

1.一种制备用于生产针状焦的原料的方法，其特征在于，所述方法包括：将原料油和油溶性加氢催化剂混合，得到进料油，然后将进料油送入浆态床加氢反应器中与氢气接触并进行选择性加氢处理，得到加氢产物；然后从所述加氢产物中分离出减压馏分油；

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述油溶性加氢催化剂具有式(i)所示的示意性组成:

3.根据权利要求2所述的方法，其中，m包括m1和m2，m1和m2彼此不同。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述油溶性加氢催化剂以催化剂组合物的形式使用，所述催化剂组合物包含所述油溶性加氢加氢催化剂和至少一种有机配体化合物和/或有机溶剂，其中：

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述催化剂组合物包含至少一种所述有机配体化合物，并且所述组合物的红外谱图在700-1000cm-1、1350-1450cm-1、1500-1610cm-1和1700-1750cm-1位置处具有特征峰；

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述原料油为重馏分油、催化裂化油浆、催化裂化澄清油、未加氢的减压馏分油、热裂化渣油、焦化油浆、煤焦油与蒸汽裂解渣油中的至少一种；并且，所述原料油的芳烃含量在20重量％以上；

8.根据权利要求1所述的方法，其中，以金属计并以原料油的重量为基准，所述油溶性加氢催化剂或其组合物的用量为50-20000μg/g，优选100-10000μg/g；初始氢气压力为1-20mpa，优选2-10mpa；反应温度为350-500℃，优选380-420℃；液时空速为0.05-2.0h-1，优选0.05-1.0h-1；氢油体积比为300-2000，优选500-1500。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括：

10.一种用于进行权利要求1-9中任意一项所述的方法的制备用于生产针状焦的原料的系统，其特征在于，该系统包括依次连通的混合罐、浆态床加氢反应器、热高分装置和减压蒸馏装置；所述混合罐上设置有原料油入口和混合罐入口；所述浆态床加氢反应器上还设置有氢气入口，所述热高分装置的塔底出口与所述减压蒸馏装置的入口相连；

技术总结本发明提供了一种制备用于生产针状焦的原料的方法，包括：将原料油和油溶性加氢催化剂混合，得到进料油，然后将进料油送入浆态床加氢反应器中与氢气接触并进行选择性加氢处理，得到加氢产物；然后从所述加氢产物中分离出减压馏分油；所述油溶性加氢催化剂由金属中心原子或中心离子与有机配体通过配位键键合形成的配合物组成。本发明还提供了一种用于生产针状焦的原料的系统，该系统包括依次连通的混合罐、浆态床加氢反应器、热高分装置和减压蒸馏装置。催化裂化油浆经过本发明的方法处理后，可有效切割出更多VGO馏分油以进入到后续焦化装置，并且VGO馏分油的硫和氮等杂质的含量进一步有效降低，三环和四环芳烃含量进一步提高。技术研发人员：王廷,侯焕娣,董明,陶梦莹,龙军受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/12