我国作为煤炭大国,煤炭产量一直位于全球前列,但不可忽视的是我国煤炭副产品的生产无论是从质量上,还是在种类上都与发达国家存在一定差距,尤其是煤热加工副产品之一的煤焦油产品。煤焦油从工艺角度而言主要有三类,既低温、中温以及高温煤焦油。从目前煤焦油生产状况来看,中低温煤焦油不但含有较多氧化合物,并且烷状烃含量也高于高温煤焦油,通过加氢技术实现煤焦油生产化学品以及机动车燃油是中地位煤焦油技术的发展趋势。
1 中低温煤焦油加氢技术的相关概述
1.1 加氢目的
中低温煤焦油从物理形态来说是一种液体,其中含有大量的烷烃、烯烃以及芳烃,同时氮以及硫等化合物也较多。煤焦油无论是在存储还是在氧化方面安定性相对较差,这也致使煤焦油无法运用加氢技术实现提炼优质燃油的目的,通常只能通过干馏以及气化等方式进行化合物的分解。通过在中低温煤焦油生产过程中运用加氢技术,能有效实现煤焦油的脱硫以及脱氮处理,从而使获取的煤焦油安定性进一步提升,也有效降低芳香烃的含量,从而生产出与汽油以及柴油通层次的燃油。在中低温没有加氢技术中,涉及加氢反应的主要有三方面,既加氢脱硫反应、加氢脱氮反应以及加氢饱和反应。在加氢过程中,煤焦油中硫元素通过与氢反应生产硫化氢,并以气体方式蒸发,氮元素通过与氢反应产生氨气并蒸发,而氧元素则会与氢生产水,其余不饱和烃类则通过加氢生成饱和烃。
1.2 加氢工艺
在中低温煤焦油加氢工艺中,其工艺是通过在一定的温度范围以及一定压力范围下,利用催化剂促进煤焦油中的硫元素以及氮元素的脱离,并且实现不饱和烃类化合物进行加氢生成饱和烃,进而获取燃烧效果更高的燃油。中低温煤焦油加氢工艺的流程是,首先将煤焦油进行脱水以及去杂质处理后在用于后续加氢反应,氢原料通过大气泵并进行加热进行加氢反应,加氢产物在经过热交换器进行冷却,过后在通过分离器的分离作用进行产物的气液分离,其中气体经过工艺中的循环系统进行在利用,而分离出的液体则经过分馏塔进行成分分离,其中塔中分馏成分为石脑油,塔底分馏物为重油,重油通过过滤便是日常使用的柴油,石脑油经过重整获得日常使用的汽油。
2 中低温煤焦油加氢工艺技术分类
2.1 预蒸馏—固定床加氢
预蒸馏——固定床加氢技术的代表企业为辽宁抚顺石油化工研究院,其开发的地位煤焦油加氢技术通过使用蒸馏预处理的方式有效降低了加氢进料中的胶质以及沥青等杂质的含量,从而在一定程度完善了中低温加氢技术中固定床加氢运转周期较长的缺陷。固定床加氢过程挺较为适合加氢精致以及加氢裂化催化剂,实现产品含硫量低于10ug/g,这种身长工艺有着流程合理以及环保等优势,其缺点是无法对高温下分解出的系统等进行加氢。蒸馏塔下层组分存在软化点差以及无法获取沥青的缺点,资源利用率相对不高。
2.2 延迟焦化——固定床加氢
所谓的延迟焦化,指的是通过运用煤焦油全馏分进料的流程,在一定温度的条件下,促使其中的重质六分进行裂化,从而获取气体成分以及轻质组分,并且将煤焦油中的胶质以及沥青质等转化成为焦炭,之后加轻质组分以固定床加氢的方式进行石脑油以及柴油的生产。通过延迟焦化方式获取的固定床加氢进料收率通常可达到80%,而焦炭产量也相对较高。延迟焦化的优势在于能有效将煤焦油中的重质成分转变成为轻油产品。其缺点在于生产工艺较为复杂,并且煤焦油资源没有得到充分利用。
2.3 悬浮床——固定床加氢
悬浮床以及浆态床反应一般所使用的催化剂为一次性催化剂或可更换催化剂,这种催化剂使用方式能有效降低煤焦油中杂质对催化剂活性的影响,保证反应器中反应的持续进行。所以这种反应器通常也是处理高污染煤焦油的反应器。在2002年张明会通过运用固定床加氢以及沸腾床加氢串联的方式将煤焦油中重油反应成为石脑油以及柴油。通过两种加氢并联的方式,实现了固定床加氢的即时切换,其根本目的在于实现加氢裂化过程中原料油的正确供应。2010年我国煤炭科学研究总院通过对以往工艺进行总结后提出加氢野花以及石油渣油加氢思想,进而探讨出非均向催化剂的没有浆态床加氢工艺。该工艺技术通过运用蒸馏的方式将煤焦油进行分离,分离成为酚油、柴油以及大于370℃的重油。在将其中的酚油进行脱酚处理的方式进一步获取脱酚油以及粗酚,通过对粗粉进行今夕蒸馏的方式获取酚类产品。而大于370摄氏度的重油则作为悬浮床加氢裂化的原料进行反应获取轻质油,尾油则通过循环处理的方式进行再次反应。这种工艺的有点在于:加氢之前进行了脱酚处理,不但保证了后去原料的品质,也获取酚类产品;最大限度的利用煤焦油以及降低催化剂使用量;所获取的柴油品质较好。
摘要：煤焦油是一种重要的资源,本文首先对中低温煤焦油加氢技术进行了相关概括,并且进一步重点介绍了目前中低温煤焦油加氢技术的种类,并且分系列不同中低温煤焦油加氢技术的优势与缺点。
关键词：煤焦油,加氢技术,生产工艺
参考文献
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