中低溫煤焦油加氫工藝

　　摘 要：煤焦油是煤炭在干餾、氣化或熱解過(guò)程中的副產(chǎn)品，是一種碳氫化合物的復雜混合物，含有脂肪烴、烯烴、酚屬烴、環(huán)烷烴和芳香烴等價(jià)值很高的有機物。

　　對其進(jìn)行加氫輕質(zhì)化處理后，可得到汽油、柴油、錠子油和石蠟等，提高了煤焦油的使用價(jià)值。

　　本文分析了煤焦油加氫的目的與原理;對加氫精制工藝、加氫精制一加氫裂化工藝、非均相懸浮床加氫工藝、液相裂解加氫工藝進(jìn)行了介紹。

　　關(guān)鍵詞：煤炭中低溫煤焦油加氫工藝清潔燃料

　　一、中低溫煤焦油加氫的目的與原理

　　中低溫煤焦油(以下“煤焦油”即“中低溫煤焦油”)從外觀(guān)上看，是黑色黏稠液體，密度略小于1000kg/m3，黏度大，具有特殊的氣味，其主要組成是芳香族化合物，且大多數是兩環(huán)以上的稠環(huán)芳香族化合物。

　　不同的熱解工藝、不同的原料煤都直接影響煤焦油的性質(zhì)和組成。

　　對于煤焦油可以通過(guò)加氫改質(zhì)工藝，在一定溫度、壓力以及催化劑的共同作用下，完成脫硫、飽和烴飽和、脫氮反應、芳烴飽和等作用，可以得到硫、氮、芳烴含量較低的汽油、柴油等環(huán)境友好型清潔燃料。

　　二、中低溫煤焦油加氫工藝簡(jiǎn)述

　　1.加氫精制工藝

　　對煤焦油進(jìn)行加氫精致工藝是煤焦油加氫工藝使用較為廣泛的一種，主要是要以煤焦油的輕餾分油或全餾分油作為基本原料，并通過(guò)加氫精致或加氫處理等過(guò)程，來(lái)實(shí)現脫除原煤焦油中的硫、氮、氧、金屬等雜質(zhì)以及飽和烯烴和芳烴等，進(jìn)而生產(chǎn)出石腦油、柴油、低硫低氮重質(zhì)燃料油或碳材料的原料等產(chǎn)品。

　　這種煤焦油加氫工藝的有點(diǎn)在于其工藝流程相對簡(jiǎn)單，但是也存在原料利用率較低的缺點(diǎn)，這種加氫工藝所出產(chǎn)產(chǎn)品的十六烷值通常較低。

　　此外，經(jīng)過(guò)預處理后的煤焦油在用泵打出并與煤焦油輕質(zhì)餾分等充分混合進(jìn)入加氫原料緩沖罐中，后再將原料經(jīng)泵打出與氫氣進(jìn)行混合并加熱后進(jìn)行加氫反應，加氫后的生成物在進(jìn)入換熱器中冷卻，再進(jìn)入分離器進(jìn)行氣液分離處理，通過(guò)分離得到的液相分入分餾塔內，塔頂的輕質(zhì)油極為石腦油，而踏地柴油經(jīng)過(guò)過(guò)濾處理后就成為產(chǎn)品柴油。

　　2.加氫精制一一加氫裂化工藝

　　還有一種是裂化工藝，以全餾分煤焦油為基本原料。

　　利用加氫精制——裂化過(guò)程將煤焦油中的重油或瀝青轉化生產(chǎn)輕質(zhì)餾分油，最大限度的提高了輕質(zhì)油的產(chǎn)出率。

　　與單純的加氫精制技術(shù)相比，這項技術(shù)的缺點(diǎn)是增加了加氧裂化的過(guò)程，工藝相對復雜，過(guò)稈操作穩定性不易控制，但是優(yōu)勢則是輕質(zhì)油回收率提高，即提高了對焦油原料的利用率，同時(shí)柴油產(chǎn)品的十六烷值高，可以達到40以上。

　　按照這個(gè)工藝進(jìn)行設計，生產(chǎn)中來(lái)自罐區的原料與氫氣混合，并對其進(jìn)行加熱升溫后進(jìn)入到預加氫反心裝置。

　　該裝置的主要作用是對原料油內所含的氮、氧、硫等金屬物質(zhì)進(jìn)行轉化，產(chǎn)生相應的氨氣、水、硫化物等而完成脫除。

　　預加氫完成后，初級產(chǎn)物別送入到第二階段的加氫反應裝置中，反應后產(chǎn)出物質(zhì)利用分離器進(jìn)行分流，主要為氫氣與生成油，生成油利用分餾塔進(jìn)行處理，頂部產(chǎn)出的是產(chǎn)品油底部生成的尾油，系統將尾油送入加氫裂化的反應裝置中，通入氧氣可以獲得液化氣和石腦油、柴油等餾分產(chǎn)品。

　　此工藝對煤焦油的處理率高達90%足以上。

　　3.非均相懸浮床加氫工藝

　　我國煤炭科學(xué)研究總院煤化工研究分院進(jìn)行自行研發(fā)了一種非均相催化劑的煤焦油懸浮床加氫工藝方法-BRICC煤焦油加工技術(shù)。

　　這種加氫工藝的加氫過(guò)程主要是：首先將拖出了催化劑的循環(huán)油以及以下部分溫度小于370攝氏度的重餾分油的煤焦油與加氫催化劑以及硫化劑進(jìn)行充分的均勻混合，以此得到催化劑油漿;后經(jīng)催化劑油漿與剩下的大部分370攝氏度的重餾分油的煤焦油經(jīng)過(guò)原料泵進(jìn)行升壓、升溫處理，處理后進(jìn)入懸浮窗加氫反應器再進(jìn)行加氫裂化反應，而反應器在反應過(guò)程中流出的化合物經(jīng)過(guò)高溫、低溫分離器后將得到液固相高低分油混合物和富氫氣體兩部分。

　　這種BRICC加工技術(shù)可以實(shí)現將全部重瀝青回煉裂化為小分子產(chǎn)品，同時(shí)也能夠實(shí)現催化劑的脫除，能夠實(shí)現煤焦油催化劑循環(huán)利用的目的，極大的提高了原料和催化劑的使用效率。

　　4.液相裂解加氫工藝

　　在對低溫煤焦油的處理中，利用中高壓條件對液相煤焦油進(jìn)行加氫處理也可以得到較好的工藝效果。

　　此種技術(shù)以低溫煤焦油重餾分為原材料，在一定的溫度下對其進(jìn)行加壓處理，并完成催化，對煤焦油進(jìn)行裂解加氫生產(chǎn)的產(chǎn)品為汽油、柴油等。

　　生產(chǎn)的流程如下：低溫煤焦油餾分與循環(huán)氫氣混合，經(jīng)過(guò)換熱器進(jìn)行處理，進(jìn)入到加熱爐中.待其升至設定溫度后，進(jìn)入反應裝置進(jìn)行生產(chǎn)，生成的汽油經(jīng)過(guò)換熱器和冷卻器后進(jìn)入到產(chǎn)品分離裝置，完成油氣分離，達到柴油餾分和中壓氣體.氣體經(jīng)過(guò)氫氣循環(huán)壓縮機吸入后進(jìn)行循環(huán)利用。

　　因為中壓加氫的過(guò)程沒(méi)有脫氮和脫硫、芳烴加氫的反應過(guò)程，產(chǎn)品油的性質(zhì)往往與煤焦油相似，柴油餾分由于十六烷的值偏低，殘留的碳偏高，因此其后續必須在油氣分流后繼續進(jìn)行高壓加氫才能達到生產(chǎn)目的。

　　三、結語(yǔ)

　　煤焦油是煤炭在干餾、氣化或熱解過(guò)程中的副產(chǎn)品，是一種碳氫化合物的復雜混合物，含有脂肪烴、烯烴、酚屬烴、環(huán)烷烴和芳香烴等價(jià)值很高的有機物，是石油化工企業(yè)寶貝的資源之一。

　　對煤熱解過(guò)程中的副產(chǎn)物——中低溫煤焦油進(jìn)行加氫輕質(zhì)化處理后，可得到汽油、柴油、錠子油和石蠟等，提高了煤焦油的使用價(jià)值，使焦油油品質(zhì)量得到改善和合理利用的同時(shí)，也減輕了對環(huán)境的污染。

　　積極優(yōu)化工藝技術(shù)，開(kāi)發(fā)煤焦油新型清潔利用加氫技術(shù)，對能源可持續發(fā)展具有重要戰略意義。

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