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中低温煤焦油加氢技术研究

发表时间：2020/11/17 来源：《基层建设》2020年第22期作者：马小雨韩君

[导读] 摘要：作为煤热加工过程的主要产品之一，煤焦油在我国单个企业的生产量较低，煤焦油企业所处地域较为分散，长期以来煤焦油资源都不能得到充分利用，多数中低温煤焦油皆被转化成低端产品和重质燃料油，除了污染环境，还造成了能源的极度浪费。

        陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司陕西榆林 719319
        摘要：作为煤热加工过程的主要产品之一，煤焦油在我国单个企业的生产量较低，煤焦油企业所处地域较为分散，长期以来煤焦油资源都不能得到充分利用，多数中低温煤焦油皆被转化成低端产品和重质燃料油，除了污染环境，还造成了能源的极度浪费。随着我国近年来大型煤化工企业的蓬勃发展，中低温煤焦油加氢技术已经应用于多种生产过程当中，其加工利用的产业技术已经成为化工企业重要的组成部分。
        关键词：中低温煤焦油；加氢技术；创新发展
        一、中低温煤焦油加氢的原理、目的及基本工艺流程
        1.1中低温煤焦油加氢的原理、目的
        中低温煤焦油经过煤炭热解后产生的物质是一种液态物质，由于其组成成分含有大量的烯烃和不饱和烃等，造成其储存、光和氧化安定性较差。因此，中低温煤焦油必须经过加氢工艺技术处理才能够进行生产和使用。化工企业利用加氢技术对中低温煤焦油进行处理可以有效脱出其内部不需要的物质以及杂质。
        简而言之，加氢技术就是通过加入氢化物作为反应物来代谢掉中低温煤焦油内的硫、氧、氮、金属类成分或发生烃类饱和反应，进而实现对中低温煤焦油的分类能量转化、脱除和分离的过程，而经过加氢反应后的产物可以通过后续加工处理生产出清洁型原料，加氢技术的应用不仅能够缓解国家油类能源的紧张压力，还能够大幅提升化工企业的经营效益。
        1.2中低温煤焦油加氢的基本工艺流程
        中低温煤焦油加氢工艺的实施要确保在一定的温度和压力内，添加适量的催化剂使硫、氮脱离，并将不饱和烃类物质转化为饱和烃化合物。具体操作流程为：首先将煤焦油脱水去杂，进而将氢气加热进行加氢反应，待反应充分结束后进行冷却，之后在分离器的作用下使产物分离为气液两种形态。其中的氢气可以循环利用，而分离出的液体则在分馏塔的作用下分别生成汽油和柴油等燃料用油的过程。
        二、中低温煤焦油加氢技术应用
        2.1化工加氢技术特点
        我国某有限公司的加氢技术是将中低温煤焦油进行“尾油裂化、两次加氢”，进而对生成油进行分离得到燃料用油。自2010年4月其中低温煤焦油油轻质化项目正式启动，其首次加氢反应是在预加氢反应器中进行的，第一次加氢的主要目标是将原料油中的硫、氧、氮以及重金属化合物进行加氢转化代谢出去；第二阶段加氢反应是将第一次预加氢反应后的反应油进行二次加氢反应，再将生成油进入分馏塔进行分馏，进而生成塔顶产品油和塔底尾油，而塔底尾油将再次进行加氢裂化反应，生产出石脑油、液化气、柴油等具备生产价值的产品。陕西神木天元化工的煤焦油加氢技术转化率高达94%，可生产柴油30.4万t/a、汽油6.24万t/a。
        2.2煤炭科学研究总院加氢技术特点
        煤炭科学研究总院煤化工研究分院所研究的加氢技术为BＲICC煤焦油加工技术，这项技术是一种煤炭科学研究总院煤化工研究分院所研究的加氢技术。它的主要工作流程是：
        （1）将小部分大于370℃重馏分油、脱出催化剂的循环油、硫化剂、加氢催化剂混合成均匀制催化剂油浆；
        （2）其余大部分大于370℃重馏分油和催化剂油浆经原料泵进行加压、加温、混氢后进入悬浮床加氢反应器开始加氢裂化反应；
        （3）代谢物质经高、低压分离器进行分离，得到富氢气体和油混合物；
        （4）将油混合物经常压塔分馏，得到小于370℃轻质馏分油，进而加工出柴油、汽油、化工原料及芳烃类产品。煤炭科学研究总院的BＲICC加氢工艺技术最大的优点在于其能够把全部的重沥青裂化成小分子产品，并且其脱出的催化剂可以再生，这就充分实现了煤焦油在进行大量轻质油生产的同时还可以循环利用催化剂的生产目的，在原料以及催化剂两个方面实现高效利用，且轻质油的收率也得到较大提升。
        2.3加氢技术特点
        某有限公司投资研发的整套煤焦油加氢工艺的技术特点为：采用炉前混氢的加氢方法，其反应过程是通过操作调节换热器来控制反应器入口的温度；通过调节急冷氢量来控制第2、第3反应器床层入口温度，反应器的主要操作条件如表1所示
        采用立式冷高压分离器的三相分离技术作为分离部分；其分馏部分采用“分馏+稳定”流程，按重沸炉方式操作分馏塔，催化剂则使用分级装填技术，这种技术可以有效实现反应器压降，使床层温差得到有效控制，进而提升催化剂的催化效率。这种加氢技术具备技术成熟、工艺流程简单、产品性质优良、生产过程环保等优点，目前这项技术被我国多数化工企业生产所应用。
        表1

        三、中低温煤焦油加氢技术改进策略
        3.1研制专用中低温煤焦油加氢技术催化剂。
        加氢裂化技术是整个加氢精制的技术基础，研制并使用中低温煤焦油加氢的专用催化剂，可以在企业生产过程中得到更快的生产成效，这种特质的催化剂配制需要考虑到当前中低温煤焦油加氢生产现有的其他成熟技术的应用。在实际研发过程中，科研工作者还可以依照原料油的不同组成和性质进行特制催化剂的进一步研究，进而在实际生产过程中极大的拓宽原料油的使用范围。
        3.2控制影响催化剂活性的其他影响因素。
        随着反应的进行，中低温煤焦油中的不同物质会逐步挥发出来，这些物质和不同的反应条件都会逐渐影响催化剂的反应活性，科研工作者要通过不断实验和探索对这些物质和反应条件进行不断的比对，对中低温煤焦油加氢技术进行深层次的挖掘，寻找到合适的原料油处理方式和加氢装置生产限制条件，最终使企业的中低温煤焦油加氢技术生产效益得到最大限度的提升。
        四、中低温煤焦油加氢技术产业发展建议
        当前我国能源企业的主要战略发展方向就是实现企业生产的大型化和规模化两个方向开展，其生产的根本就是拓展企业生产动能，实现最大规模的经济效益。中低温煤焦油加氢技术的主要产品为石脑油、柴油、汽油等日常生活和生产息息相关的产品，这个生产技术与石化企业中高芳烃含量的重馏分油加氢的两个工艺过程极其相近，所以，企业要想实现扩大规模的战略发展也与其发展相似。
        首先，结合当前我国中低温煤焦油生产厂家具有产量小、地域分散的特点，综合利用率难以得到较大提升，但伴随着近年来我国炼焦市场技术的不断进步，不具备竞争力的厂家正在不断面临淘汰，向着大型化、规模化发展的炼焦企业已成为必然趋势，这就为提升中低温煤焦油加氢技术生产的综合利用提供了足够的条件；
        其次，未来的煤化工发展必然要基于煤气化的中低温煤焦油的高产量，这样有利于煤化工企业和项目的规模化建设和规划，多数城市开发区采用园区式办法将这些企业进行产业聚集，进而产生规模效应，实现中低温煤焦油加氢技术的综合利用。
        五、总结
        随着我国中低温煤焦油加氢技术的不断研发和丰富，我国化工企业的煤焦油深加工领域已经取得了不俗的成绩。然而，在实际操作和技术改进上我们依然还存在较大的发展空间，作为化工企业工作者不能躺在前辈的功劳簿上，我们要不断加强技术的改进和创新，与时俱进，才能保障企业的市场竞争力，实现可持续性生存和发展。
        参考文献
        [1]张军民,刘弓.低温煤焦油的综合利用[J].煤炭转化,2010,33(3):92-96.
        [2]邱长春,韩和文,沈和平等.一种煤焦油加工利用的加氢方法[P].中国专利:CN101074381，2010(05):17.
        [3]张晔，赵亮富.煤焦油催化加氢制清洁燃料油的催化剂及制法和应用[P].CN:101574659A,2010.
        [4]张晔,赵亮富.中低温煤焦油催化加氢制备清洁燃料油研究[J].煤炭转化,2009,32(3):48-51.