賀彥峰 李萬飛(陜西煤業(yè)化工集團神木天元化工有限公司,陜西 榆林 719319)

中低溫煤焦油加氫技術研究

賀彥峰 李萬飛(陜西煤業(yè)化工集團神木天元化工有限公司,陜西 榆林 719319)

中低溫煤焦油是一種具有較強粘性的暗褐色液體，其含有大量的氧化合物和烷狀烴類物質。通過加氫技術可以實現中低溫煤焦油向燃料用油方向的能源轉化。本文首先分析了中低溫煤焦油的構成，進而對中低溫煤焦油加氫技術的原理、目的、流程和技術路線展開研究，最后對如何實現中低溫煤焦油加氫技術產業(yè)化發(fā)展提出建議和構思。希望能對煤焦油行業(yè)中低溫加氫技術的創(chuàng)新發(fā)展產生一些助力。

中低溫煤焦油；加氫技術；技術路線

近些年來我國經濟建設規(guī)模和成果不斷提高，這離不開能源作為供應保障的鼎力支撐。在我國能源結構中，煤炭占據了相當大的比例。因此，對煤炭資源的進一步開發(fā)利用成為了焦化企業(yè)首要的課題。煤焦油是煤炭產業(yè)鏈中的附產品，即煤炭經過熱解從而生成的副產物，屬于十分重要的應用能源。根據干餾溫度的不同，可以將煤焦油分為低溫、中溫、高溫三類。本文研究的中低溫煤焦油由于其含有大量的氧化合物和烷狀烴類物質，通過加氫技術轉換，可以生產出日常化工品和清潔燃料用油。該技術是焦化企業(yè)廣泛關注的熱門研究對象，同時也是未來中低溫煤焦油深加工的發(fā)展趨勢。

1 煤焦油加氫的原理及目的

煤焦油是煤炭熱解后獲得的液態(tài)產品，其中含有大量烯烴等不飽和烴。同時硫、氮、氧和金屬化合物也占據了一定的比例。由于其光、儲存和氧化安定性較差。因此，必須要經過加工處理才能夠生產使用。合理利用加氫技術可以完成對煤焦油內不需要物質或雜質的脫除。簡單來講，煤焦油加氫的原理就是通過加入的氫物質作為反應物，使煤焦油內發(fā)生脫硫、脫氮、脫氧、脫金屬反應或烴類飽和反應，進而實現分類轉化、脫除和分離的過程。加氫產物經過分離處理后，再通過后續(xù)加工，從而生產出清潔燃料能夠為國家油類能源的緊缺壓力提供極大的支持。

2 煤焦油加氫的工藝流程

中低溫煤焦油加氫工藝的實施要確保在一定的溫度和壓力內，添加適量的催化劑使硫、氮脫離，并將不飽和烴類物質轉化為飽和烴化合物。具體操作流程為：首先將煤焦油脫水去雜，進而將氫氣加熱進行加氫反應，待反應充分結束后進行冷卻，之后在分離器的作用下使產物分離為氣液兩種形態(tài)。其中的氫氣可以循環(huán)利用，而分離出的液體則在分餾塔的作用下分別生成汽油和柴油等燃料用油的過程。

3 對中低溫煤焦油加氫技術重點環(huán)節(jié)的探究

3.1 原料預處理

原料預處理是中低溫煤焦油加工的首要環(huán)節(jié)，而且十分重要，對于終產品的質量影響極大。首先，要將煤焦油中少量水分、鹽類和雜質進行脫除處理。目前焦化企業(yè)廣泛使用的是電脫鹽脫水方法，該方法可以有效清除原料的鹽類雜質；其次，原料中還含有大量的酚類物質，此類物質對于設備具有腐蝕侵害，如果不進行脫除處理，對于油品的燃燒性能、安全性和穩(wěn)定性都會帶來極大干擾和影響；此外，煤焦油中還含有瀝青等粘稠狀物質，因此在加氫技術實施之前，要先將瀝青等物質分餾，確保原料保持純凈。

3.2 加氫技術路線

煤焦油加氫技術包括：①固定床加氫精制技術。其技術特點是：流程簡單、投資小。但輕油產品收率低，僅能處理小于350攝氏度的餾分；②固定床加氫裂化技術。其技術特點是：能夠在加氫裂化階段使350攝氏度至500攝氏度的減壓餾分油裂化成低于350攝氏度的輕油，油品收率較高；③全餾分煤焦油固定床加氫裂化技術。其技術特點是：不僅提高了煤焦油的利用率，還能最大限度地把煤焦油原料轉化成輕油產品；④延遲焦化一固定床加氫裂化聯合加工技術。其技術特點是：一次性的處理量比較大，效率較高，并降低了煤焦油加工的投資費用、操作費用和加工成本，在一定程度上提高了煤焦油加工的經濟效益；⑤懸浮床加氫裂化；⑥沸騰床加氫裂化。懸浮床和沸騰床的技術特點是：較為先進，且催化劑呈流動狀態(tài)，能夠有效避免因原料攜帶污染物而導致沉積和結焦現象發(fā)生，降低催化劑床層堵塞的概率。此外，這兩項技術雖然前期投資較大，但對于煤焦油的轉化率和輕油產品收率都十分高。以上6種加工路線各有利弊，然而其原理都是一致的，而且后期都是使用固定床加氫技術。它們工藝的本質區(qū)分在于預處理之間的差異。因此對于技術路線的選擇要結合企業(yè)實際資金情況，尤其對企業(yè)自身煤焦油質量和資源要有足夠認識，并對油加氫后得燃料油質量以及成品油價格做好充分調查和研究再做決定。一般來講，假如企業(yè)煤焦油質量好且加工規(guī)模小，那么可以選取固定床和延遲焦化，而煤焦油加工規(guī)模較大且原料中含有大量的瀝青和金屬雜質，那就需要使用懸浮床和沸騰床加氫裂化技術。

4 中低溫煤焦油加氫技術產業(yè)化發(fā)展建議和構思

首先，應該陸續(xù)淘汰規(guī)模較小煉焦企業(yè)，進而逐漸向規(guī)?；?、節(jié)能化煤焦油企業(yè)發(fā)展目標邁進；其次，加大對加氫技術所產生合成氣的使用效率，以促進中低溫煤焦油的產量。這就需要焦化企業(yè)在規(guī)劃和改造項目時，重視產業(yè)聚集的投入，以形成連鎖效應；最后，加大對國外先進加氫技術的學習和考察，加緊自主研發(fā)的同時，積極與相關科研單位合作和交流，以全面促進企業(yè)中低溫煤焦油技術的成熟和穩(wěn)定。此外，還要不斷完善構建和研發(fā)互動平臺，以加大產業(yè)化凝聚力。

總之，隨著中低溫煤焦油深加氫技術的不斷豐富和成熟，我國焦化企業(yè)煤焦油深加工領域已經取得了喜人的成就。然而，一些企業(yè)在加工中仍存在很多問題和不足。這就需要煤焦油行業(yè)應該與時俱進、不斷求實進取并加強技術創(chuàng)新和引進，這樣才能確保企業(yè)能夠在市場競爭如此激烈的環(huán)境下實現生存和發(fā)展。

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