中低溫煤焦油加氫改質工藝
中低溫煤焦油加氫改質工藝
摘 要：我國是以煤炭為主要能源的資源大國，其中煤炭資源尤以中低溫煤為主。
目前我國煤炭資源的利用方法主要是通過煤炭直接燃燒的方式為主，但是這種煤炭的單一生產過程對煤炭的使用效率極低。
而煤炭在燃燒和加熱溶解的過程中會產生大量的煤焦油，而隨著我國科技發展和煤炭工業的發展，我國中低溫煤的熱解和氣化等使用過程中所產生的煤焦油副產品的產量逐年劇增。
我國現階段工業應用所產生的煤焦油除少部分可以用于提取苯、酚、萘、蒽等化工產品外，絕大部分還是作為粗燃料來直接進行燃燒使用的，這樣也就導致使用過程中會形成大量的SOx和NOx，這都會造成嚴重的環境污染。
因此，對于煤焦油進行較輕改質，是指成為環境友好型的清潔燃料勢在必行，同時具有巨大的經濟和社會效益。
關鍵詞：中低溫煤焦油 加氫改質 煤焦油
一、煤焦油加氫的目的及原理
煤炭在進行干餾、氣化或熱解過程中會獲得多種液體產品，而煤焦油就是其中之一，其中含有大量的烯烴、多環芳烴等不飽和烴以及硫、氮化合物，煤焦油通常具有酸度高、膠質含量高、產品安定性差等特點，因此無法作為優質燃油出廠使用。
而對于煤焦油可以通過加氫改質工藝，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，以實現改善煤焦油安定性、降低硫含量記憶芳烴含量的目的，最終獲得優質燃料油，達到汽油、柴油調和油的質量要求。
煤焦油在進行加氫處理過程中發生的反應主要有加氫脫硫、加氫脫氮、加氫脫氧、加氫脫金屬及不飽和烴如烯烴和芳烴的加氫飽和反應。
而煤焦油子啊經過加氫處理后，其原本所含有的硫、氮以及氧雜原子將風別轉化為硫化氫、氨和水;此外，其中所包含的有機金屬化合物將轉化為相應的金屬硫化物而得到脫除;不飽和烯烴和芳烴在經過加氫飽和后將會生成相應的烴類、煤焦油在經過加氫處理后，加氫產物經過分離以及后續工藝的處理后，可以得到硫、氮、芳烴含量較低的汽油、柴油等環境友好型清潔燃料。
二、煤焦油加氫工藝簡介
1.加氫精制工藝
對煤焦油進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，并通過加氫精致或加氫處理等過程，來實現脫除原煤焦油中的硫、氮、氧、金屬等雜質以及飽和烯烴和芳烴等，進而生產出石腦油、柴油、低硫低氮重質燃料油或碳材料的原料等產品。
這種煤焦油加氫工藝的有點在于其工藝流程相對簡單，但是也存在原料利用率較低的缺點，這種加氫工藝所出產產品的十六烷值通常較低。
此外，經過預處理后的煤焦油在用泵打出并與煤焦油輕質餾分等充分混合進入加氫原料緩沖罐中，后再將原料經泵打出與氫氣進行混合并加熱后進行加氫反應，加氫后的生成物在進入換熱器中冷卻，再進入分離器進行氣液分離處理，通過分離得到的液相分入分餾塔內，塔頂的輕質油極為石腦油，而踏地柴油經過過濾處理后就成為產品柴油。
2.加氫精制-加氫裂化工藝
煤焦油加氫精制-加氫裂化工藝主要是以全餾分煤焦油作為基本原料，后通過加氫精制-加氫裂化過程將煤焦油中的重油或瀝青轉化為輕餾分油，最大限度的提高了輕油收率。
這種技術與煤焦油加氫將至技術相比，增加愛了加氫裂化的過程，這樣工藝操作流程也就相對復雜，過程操作的穩定性也弱與加氫精制工藝;其歐典在于輕油收率較高，極大的提高了煤焦油資源的利用效率。
3.非均相懸浮床加氫工藝
我國煤炭科學研究總院煤化工研究分院進行自行研發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。
這種加氫工藝的加氫過程主要是：首先將拖出了催化劑的循環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行充分的均勻混合，以此得到催化劑油漿;后經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過原料泵進行升壓、升溫處理，處理后進入懸浮窗加氫反應器再進行加氫裂化反應，而反應器在反應過程中流出的化合物經過高溫、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加工技術可以實現將全部重瀝青回煉裂化為小分子產品，同時也能夠實現催化劑的脫除，能夠實現煤焦油催化劑循環利用的目的，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
除了以上三種低溫煤焦油加氫處理工藝外，中國科學院石油研究所等單位也對低溫煤焦油的性質做了更全面的餓分析，并在對低溫煤焦油加氫催化劑斤西瓜深入研究后，又開發了煤焦油的中高壓液相加氫工藝。
這種液相裂解加氫工藝主要以低溫煤焦油重餾分作為主要原料，并在一定的溫度、壓力以及催化劑的工藤喲作用下，對煤焦油繼續擰裂解加氫，并制的汽油、柴油等產品。
三、煤焦油加氫工藝技術應用前景
煤焦油加氫工藝各種技術均有著各自的優點及缺點，在實際的生產應用過程中，均能夠通過突出其技術優越性來實現生產目的。
而由于煤焦油在不同受熱解爐或氣化爐的加工過程中均會受到不同程度的波動影響，這樣其性質和組成結果也就會相差極大，此外，由于原料油的不同對產品性能的影響也相對較大。
上述各種因素均制約了現有中低溫煤焦油加氫改質工藝在煤焦油加工領域中的普遍推廣和應用。
在通過對中低溫煤焦油加氫改質工藝的將論述基層上，本人認為未來煤焦油加氫改質工藝的發展可以重點注意以下幾方面的問題：
1.要重點加大對煤焦油深加工產品以及相關的精細化工產品的技術開發和資金投入，引導相關科研機構積極的對煤焦油新型清潔利用加氫技術進行研究，并大力的開發使之能夠真正的應用于生產。
2.在現有的加氫精制-加氫裂化工藝技術基礎上，還必須要參考已有的成熟工藝和技術，并在加工過程中要根據原料油的性質和組成的不同，積極的研制煤焦油專用加氫精制、裂化和改質催化劑，并不斷的開發出能夠適合多種煤焦油加氫的高效催化劑，以此來拓寬中低溫煤焦油加氫改質工藝進行生產輕質燃料油的原料渠道。
3.必須要重視對影響催化劑活性和選擇性的因素的分析和探討，要重點分析加氫反應的條件，不斷的通過實驗來優化各種加氫工藝的具體參數，保證加氫催化劑能夠實現高效和持續穩定地使用，最大限度的提高燃料油收率，實現煤焦油加氫效益最大化的經濟目的。
參考文獻
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