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中低溫煤焦油加氫改質(zhì)工藝
中低溫煤焦油加氫改質(zhì)工藝
摘 要：我國(guó)是以煤炭為主要能源的資源大國(guó)，其中煤炭資源尤以中低溫煤為主。
目前我國(guó)煤炭資源的利用方法主要是通過(guò)煤炭直接燃燒的方式為主，但是這種煤炭的單一生產(chǎn)過(guò)程對(duì)煤炭的使用效率極低。
而煤炭在燃燒和加熱溶解的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的煤焦油，而隨著我國(guó)科技發(fā)展和煤炭工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)中低溫煤的熱解和氣化等使用過(guò)程中所產(chǎn)生的煤焦油副產(chǎn)品的產(chǎn)量逐年劇增。
我國(guó)現(xiàn)階段工業(yè)應(yīng)用所產(chǎn)生的煤焦油除少部分可以用于提取苯、酚、萘、蒽等化工產(chǎn)品外，絕大部分還是作為粗燃料來(lái)直接進(jìn)行燃燒使用的，這樣也就導(dǎo)致使用過(guò)程中會(huì)形成大量的SOx和NOx，這都會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。
因此，對(duì)于煤焦油進(jìn)行較輕改質(zhì)，是指成為環(huán)境友好型的清潔燃料勢(shì)在必行，同時(shí)具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
關(guān)鍵詞：中低溫煤焦油 加氫改質(zhì) 煤焦油
一、煤焦油加氫的目的及原理
煤炭在進(jìn)行干餾、氣化或熱解過(guò)程中會(huì)獲得多種液體產(chǎn)品，而煤焦油就是其中之一，其中含有大量的烯烴、多環(huán)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(zhì)含量高、產(chǎn)品安定性差等特點(diǎn)，因此無(wú)法作為優(yōu)質(zhì)燃油出廠使用。
而對(duì)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(yīng)、芳烴飽和等作用，以實(shí)現(xiàn)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(yōu)質(zhì)燃料油，達(dá)到汽油、柴油調(diào)和油的質(zhì)量要求。
煤焦油在進(jìn)行加氫處理過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)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(yīng)。
而煤焦油子啊經(jīng)過(guò)加氫處理后，其原本所含有的硫、氮以及氧雜原子將風(fēng)別轉(zhuǎn)化為硫化氫、氨和水;此外，其中所包含的有機(jī)金屬化合物將轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的金屬硫化物而得到脫除;不飽和烯烴和芳烴在經(jīng)過(guò)加氫飽和后將會(huì)生成相應(yīng)的烴類、煤焦油在經(jīng)過(guò)加氫處理后，加氫產(chǎn)物經(jīng)過(guò)分離以及后續(xù)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(huán)境友好型清潔燃料。
二、煤焦油加氫工藝簡(jiǎn)介
1.加氫精制工藝
對(duì)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(xiàn)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(duì)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(yù)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(yīng)，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(nèi)，塔頂?shù)妮p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-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(guò)加氫精制-加氫裂化過(guò)程將煤焦油中的重油或?yàn)r青轉(zhuǎn)化為輕餾分油，最大限度的提高了輕油收率。
這種技術(shù)與煤焦油加氫將至技術(shù)相比，增加愛(ài)了加氫裂化的過(guò)程，這樣工藝操作流程也就相對(duì)復(fù)雜，過(guò)程操作的穩(wěn)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(guó)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(yīng)器再進(jìn)行加氫裂化反應(yīng)，而反應(yīng)器在反應(yīng)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(xiàn)將全部重瀝青回?zé)捔鸦癁樾》肿赢a(chǎn)品，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)催化劑的脫除，能夠?qū)崿F(xiàn)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
除了以上三種低溫煤焦油加氫處理工藝外，中國(guó)科學(xué)院石油研究所等單位也對(duì)低溫煤焦油的性質(zhì)做了更全面的餓分析，并在對(duì)低溫煤焦油加氫催化劑斤西瓜深入研究后，又開(kāi)發(fā)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(duì)煤焦油繼續(xù)擰裂解加氫，并制的汽油、柴油等產(chǎn)品。
三、煤焦油加氫工藝技術(shù)應(yīng)用前景
煤焦油加氫工藝各種技術(shù)均有著各自的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)，在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程中，均能夠通過(guò)突出其技術(shù)優(yōu)越性來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)目的。
而由于煤焦油在不同受熱解爐或氣化爐的加工過(guò)程中均會(huì)受到不同程度的波動(dòng)影響，這樣其性質(zhì)和組成結(jié)果也就會(huì)相差極大，此外，由于原料油的不同對(duì)產(chǎn)品性能的影響也相對(duì)較大。
上述各種因素均制約了現(xiàn)有中低溫煤焦油加氫改質(zhì)工藝在煤焦油加工領(lǐng)域中的普遍推廣和應(yīng)用。
在通過(guò)對(duì)中低溫煤焦油加氫改質(zhì)工藝的將論述基層上，本人認(rèn)為未來(lái)煤焦油加氫改質(zhì)工藝的發(fā)展可以重點(diǎn)注意以下幾方面的問(wèn)題：
1.要重點(diǎn)加大對(duì)煤焦油深加工產(chǎn)品以及相關(guān)的精細(xì)化工產(chǎn)品的技術(shù)開(kāi)發(fā)和資金投入，引導(dǎo)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)積極的對(duì)煤焦油新型清潔利用加氫技術(shù)進(jìn)行研究，并大力的開(kāi)發(fā)使之能夠真正的應(yīng)用于生產(chǎn)。
2.在現(xiàn)有的加氫精制-加氫裂化工藝技術(shù)基礎(chǔ)上，還必須要參考已有的成熟工藝和技術(shù)，并在加工過(guò)程中要根據(jù)原料油的性質(zhì)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(zhì)催化劑，并不斷的開(kāi)發(fā)出能夠適合多種煤焦油加氫的高效催化劑，以此來(lái)拓寬中低溫煤焦油加氫改質(zhì)工藝進(jìn)行生產(chǎn)輕質(zhì)燃料油的原料渠道。
3.必須要重視對(duì)影響催化劑活性和選擇性的因素的分析和探討，要重點(diǎn)分析加氫反應(yīng)的條件，不斷的通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)優(yōu)化各種加氫工藝的具體參數(shù)，保證加氫催化劑能夠?qū)崿F(xiàn)高效和持續(xù)穩(wěn)定地使用，最大限度的提高燃料油收率，實(shí)現(xiàn)煤焦油加氫效益最大化的經(jīng)濟(jì)目的。
參考文獻(xiàn)
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