一种煤基航空煤油及其制备方法与流程

本发明涉及煤化工领域，具体而言，本发明涉及一种煤基航空煤油及其制备方法。

背景技术：

1、液体燃料是飞行器的动力源泉，燃料能量决定飞行性能。常规液体燃料能量低，成为制约现有飞行器性能和新型飞行器研制的问题。燃料的能量(能量＝密度*热值)取决于其分子结构，石油炼制燃料以较低密度和体积热值的链结构和单环结构为主，费托合成燃料的链结构含量更高。

2、煤直接液化油富含多环芳烃，分子结构独特，充分保留了煤中特有的高密度多环结构，是制备高密度、高热沉、高热安定的航空煤油的优质原料。煤直接液化油制备航空航天燃料一般经过脱酚、加氢脱杂、加氢饱和、馏分切割等，得到沸程150～300℃的环烷烃混合物，该路线航空煤油馏分收率低、产品性能差，经济性有待提升。

技术实现思路

1、本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：目前，煤直接液化油制备航空煤油存在收率低、产品性能差，经济性有待提升。

2、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种煤基航空煤油及其制备方法，以煤直接液化油的轻质油馏分和甲醇为主要原料，来源广泛，成本低廉，有利于提高煤直接液化油和甲醇的利用率，增大煤基航空煤油收率，在实现煤直接液化油和甲醇的高值化利用的同时降低生产成本。

3、本发明实施例提供一种煤基航空煤油的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)将煤直接液化油进行蒸馏切割得到轻质油馏分；

5、(2)将所述轻质油馏分、甲醇和氢气进行烷基化反应和加氢反应，得到反应产物；将所述反应产物进行蒸馏切割，得到煤基航空煤油。

6、本发明实施例的煤基航空煤油的制备方法带来的优点和技术效果：将煤直接液化油的轻质油馏分同时进行烷基化反应和加氢反应得到煤基航空煤油，其中，轻质馏分油包含了煤直接液化油中的绝大部分酚类物质，酚类物质与氢气进行加氢脱氧反应，从而降低轻质油馏分中氧含量，使原料中富含的酚类物质转化为芳烃或烷基苯，芳烃和烷基苯是目标产物航空煤油的成分，能够提高航空煤油的品质和收率，同时，加氢反应可以实现加氢脱硫和脱氮，可以同时脱除o、s、n等杂原子，提高煤基航空煤油品质；轻质油馏分和甲醇通过烷基化增碳反应，将轻质油馏分转化为航空煤油馏分，提高煤直接液化油和甲醇利用率、增大航空煤油组分收率；烷基化反应在临氢环境下进行，有利于减缓烷基化反应所采用的催化剂的积碳速度，从而延长催化剂的使用寿命，降低催化剂成本。本发明以煤直接液化油的轻质油馏分和甲醇为主要原料，来源广泛，成本低廉，有利于提高煤直接液化油和甲醇的利用率，增大煤基航空煤油收率，在实现煤直接液化油和甲醇的高值化利用的同时降低生产成本。

7、在一些实施例中，所述步骤(1)中，所述轻质油馏分的切割温度≤230℃；

8、和/或，所述步骤(2)中，所述煤基航空煤油的切割温度≥150℃。

9、在一些实施例中，所述步骤(2)中，所述甲醇与轻质油馏分的摩尔比为(0.5～2)：3；

10、和/或，所述烷基化反应和加氢反应的温度为200～460℃；

11、和/或，所述烷基化反应和加氢反应的反应时间为0.25～4h；

12、和/或，所述烷基化反应和加氢反应的反应压力为4～20mpa。

13、在一些实施例中，所述步骤(2)中，所述加氢反应采用加氢催化剂；所述加氢催化剂包括活性组分和载体；所述活性组分包括cu元素。

14、在一些实施例中，所述加氢催化剂中的活性组分以金属元素计的重量含量为0.1％～8％；

15、和/或，所述载体包括无机氧化物或分子筛中的至少一种。

16、在一些实施例中，所述步骤(2)中，所述加氢催化剂与轻质油馏分的质量比为1～30：100。

17、在一些实施例中，所述步骤(2)中，所述烷基化反应采用烷基化催化剂；所述烷基化催化剂包括活性组分和载体；所述活性组分包括mo、ni元素中的至少一种。

18、在一些实施例中，所述烷基化催化剂中的活性组分以金属元素计的重量含量为0.1％～5％；

19、和/或，所述载体包括分子筛中的至少一种；优选地，所述分子筛包括zsm-11或mcm-22中的至少一种；

20、和/或，所述烷基化催化剂与轻质油馏分的质量比为0.5～20：100。

21、本发明实施例提供一种煤基航空煤油，所述煤基航空煤油由本发明实施例所述的煤基航空煤油的制备方法制备得到。本发明实施例中，煤基航空煤油为煤直接液化油基航空煤油，煤直接液化油的轻质油馏分进行烷基化反应和加氢反应后得到煤基航空煤油，燃料性能优异，实现煤直接液化油和甲醇的高值化利用的同时降低航空煤油的生产成本。

22、在一些实施例中，所述煤基航空煤油的密度≥0.89g/cm3；

23、和/或，所述煤基航空煤油的净热值≥43.0mj/kg。

技术特征：

1.一种煤基航空煤油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的煤基航空煤油的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述轻质油馏分的切割温度≤230℃；

3.根据权利要求1所述的煤基航空煤油的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述甲醇与轻质油馏分的摩尔比为(0.5～2)：3；

4.根据权利要求1所述的煤基航空煤油的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述加氢反应采用加氢催化剂；所述加氢催化剂包括活性组分和载体；所述活性组分包括cu元素。

5.根据权利要求4所述的煤基航空煤油的制备方法，其特征在于，所述加氢催化剂中的活性组分以金属元素计的重量含量为0.1％～8％；

6.根据权利要求4所述的煤基航空煤油的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述加氢催化剂与轻质油馏分的质量比为1～30：100。

7.根据权利要求1所述的煤基航空煤油的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述烷基化反应采用烷基化催化剂；所述烷基化催化剂包括活性组分和载体；所述活性组分包括mo、ni元素中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的煤基航空煤油的制备方法，其特征在于，所述烷基化催化剂中的活性组分以金属元素计的重量含量为0.1％～5％；

9.一种煤基航空煤油，其特征在于，所述煤基航空煤油由权利要求1-8中任一项所述的煤基航空煤油的制备方法制备得到。

10.根据权利要求9所述的煤基航空煤油，其特征在于，所述煤基航空煤油的密度≥0.89g/cm3；

技术总结本发明公开了一种煤基航空煤油及其制备方法，煤基航空煤油的制备方法包括以下步骤：(1)将煤直接液化油进行蒸馏切割得到轻质油馏分；(2)将所述轻质油馏分、甲醇和氢气进行烷基化反应和加氢反应，得到反应产物；将所述反应产物进行蒸馏切割，得到煤基航空煤油。本发明的方法以煤直接液化油的轻质油馏分和甲醇为主要原料，来源广泛，成本低廉，有利于提高煤直接液化油和甲醇的利用率，增大煤基航空煤油收率，在实现煤直接液化油和甲醇的高值化利用的同时降低生产成本。技术研发人员：吴艳,黄澎,赵渊,王光耀,马博文,赵鹏受保护的技术使用者：煤炭科学技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18