中低溫煤焦油加氫技術(shù)的生產(chǎn)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究

王錦程（陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司 719319）

引言

中低溫煤焦油的深加工和高溫煤焦油的深加工方式不同，主要是由于中低溫煤焦油的化學(xué)性質(zhì)決定的，中低溫煤焦油中的化學(xué)組分相對(duì)分散，正常情況下中低溫煤焦油的化學(xué)組分質(zhì)量低于1%。因此，不適宜選擇傳統(tǒng)的分離方法。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，產(chǎn)品需求越來(lái)越大，中低溫煤焦油的利用引起了各界的關(guān)注。在本研究中，主要針對(duì)中低溫煤焦油加氫技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用進(jìn)行了研究和分析。

一．中低溫煤焦油的化學(xué)成分

低溫煤焦油在常溫狀態(tài)下是一種暗褐色的液體，其物理密度＜1×103kg/m3，具有較強(qiáng)的黏性，并會(huì)散發(fā)出一種特殊的氣味。經(jīng)恩氏蒸餾實(shí)驗(yàn)得知，低溫煤焦油在三百五十?dāng)z氏度之前可保持50%的餾出率，其具有較高的初餾點(diǎn)，且基本上不存在輕質(zhì)餾分。通過(guò)對(duì)煤焦油不同組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的分析。我們可以得知，以原油的密度來(lái)劃分，低溫煤焦油屬于重質(zhì)原油。其中主要化學(xué)成分有：烷烴、雜環(huán)化合物以及多環(huán)芳烴化合物等。

二．中低溫煤焦油加氫的技術(shù)實(shí)施

1.原料預(yù)處理

在中低溫煤焦油的加工和生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)夾帶著少量的水分和鹽量，這些水和鹽會(huì)對(duì)下游污水等處理造成一定的不便。所以，我們?cè)趯?duì)中低溫煤焦油原料進(jìn)行處理時(shí)，首先要對(duì)煤焦油原料進(jìn)行脫水和脫鹽處理，一般情況下，我們可以采用石油化工的電脫鹽脫水處理方法進(jìn)行處理，利用這種方法基本可以解決低溫煤焦油的水鹽雜質(zhì)問(wèn)題。中低溫煤焦油當(dāng)中含有大量的酚類物質(zhì)，這些酚類物質(zhì)雖然可以作為化工的原料，但是由于酚類物質(zhì)具有一定腐蝕性，且其燃燒效率較低。同時(shí)這些物質(zhì)還會(huì)導(dǎo)致油品產(chǎn)生大量的殘?zhí)亢痛碳ば詺馕?，使得油品的穩(wěn)定性降低。因此，我們?cè)谔幚淼蜏孛航褂驮蠒r(shí)，還要對(duì)低溫煤焦油中酚類物質(zhì)進(jìn)行處理。方法如下，在中低溫煤焦油中添加氫使脫除其中酚類物質(zhì)。除此之外，在中低溫煤焦油中還含有一定量的瀝青，這些瀝青成分使用一般的加氫方式較難完全清除，而且還會(huì)導(dǎo)致催化劑失活的情況。所以，在進(jìn)行中低溫煤焦油瀝青加氫處理之前，要先對(duì)原料進(jìn)行分餾。

2.加氫技術(shù)路線

在一般情況下，處理中低溫煤焦油加氫問(wèn)題，可以選用固定床和懸浮床兩種加氫反應(yīng)器，其中以固定床加氫的技術(shù)路線最為常見(jiàn)。中低溫煤焦油的加氫處理，在其加氫反應(yīng)過(guò)程中，低溫煤焦油的原料首先要在反應(yīng)器中完成加氫精制反應(yīng)，將處于低溫煤焦油中的硫、氧等雜原子、雜質(zhì)等進(jìn)行汽油和柴油餾分，其余的進(jìn)行大分子的裂化反應(yīng)，在加氫裂化反應(yīng)器中完成大分子裂分以后，再進(jìn)行進(jìn)一步的餾分。由于在正常的加氫反應(yīng)狀態(tài)下，低溫煤焦油中含有的多環(huán)芳烴的加氫反應(yīng)，要比單環(huán)芳烴的加氫反應(yīng)速率快，這樣就會(huì)導(dǎo)致完成加氫精制和加氫裂化后的多環(huán)芳烴發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而使得原料中的單環(huán)芳烴含量增多。而單環(huán)芳烴的穩(wěn)定性較強(qiáng)，導(dǎo)致加氫開(kāi)環(huán)的難度增加，并且在反應(yīng)過(guò)程中以較為穩(wěn)定的狀態(tài)存在在原料當(dāng)中。所以，科學(xué)地控制反應(yīng)條件可以使得餾分中的單環(huán)芳烴含量增加。例如：苯、甲苯和二甲苯，也就是BTX。在中低溫煤焦油完成加氫精制和加氫裂化以后，其主要的產(chǎn)物是汽油、柴油和BTX等。

3.芳烴加氫反應(yīng)的控制

中低溫煤焦油中含有較多的芳烴化學(xué)成分，在對(duì)中低溫煤焦油進(jìn)行加氫處理的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生芳烴加氫反應(yīng)。用于中低溫煤焦油加氫的氫原料來(lái)自于焦?fàn)t氣，這種氣體的產(chǎn)量是固定的，而在芳烴加氫的反應(yīng)的過(guò)程中會(huì)消耗大量的氫。因此，在芳烴加氫的反應(yīng)過(guò)程中會(huì)由于焦?fàn)t氣不足而導(dǎo)致氫氣短缺的情況，從而直接影響正常的生產(chǎn)，這樣就使得芳烴加氫反應(yīng)和減少氫耗兩者出現(xiàn)了矛盾。因此，如何處理芳烴加氫反應(yīng)和氫耗之間的矛盾，獲得優(yōu)質(zhì)油品是今后技術(shù)研究的重要問(wèn)題。在催化劑的反應(yīng)問(wèn)題上，中低溫煤焦油加氫的流程中主要發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng)：加氫脫硫反應(yīng)、加氫脫氮反應(yīng)、加氫脫金屬反應(yīng)等。為了更好的提升反應(yīng)的效果，需要催化劑一方面要具備較強(qiáng)的脫硫、脫氮反應(yīng)能力，另一方面還要具備加高的芳烴飽和能力。

三．關(guān)于中低溫煤焦油加氫技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展策略的研究

1.提升煉焦產(chǎn)業(yè)的節(jié)能化和規(guī)模化發(fā)展程度

當(dāng)前在中低溫煤焦油生產(chǎn)的過(guò)程中，煤焦油產(chǎn)量比較小，并且其分散程度高，對(duì)提升煤焦油的綜合利用水平帶來(lái)了一些影響。在我國(guó)煉焦產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，規(guī)模較小的煉焦由于不符合我國(guó)的節(jié)能要求，而逐漸的被淘汰掉。我國(guó)的煉焦產(chǎn)業(yè)開(kāi)始向著規(guī)模化、節(jié)能化的方向發(fā)展。

2.提升產(chǎn)業(yè)聚集的程度

就當(dāng)前的煤氣化技術(shù)而言，因?yàn)槊夯託浼夹g(shù)所產(chǎn)生的合成氣作為生產(chǎn)的原料之一，所以，在煤化工技術(shù)不斷發(fā)展的條件下，煤氣化的中低溫煤焦油的產(chǎn)量也有了很大的提升。未來(lái)一段時(shí)間在煤化工項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)的時(shí)候，如果有良好的條件，可以通過(guò)建設(shè)園區(qū)產(chǎn)業(yè)化的方式，來(lái)提升產(chǎn)業(yè)聚集的程度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的規(guī)模效應(yīng)，提高中低溫煤焦油的利用率。

3.提升技術(shù)科研與生產(chǎn)的聯(lián)系緊密度

在我國(guó)中低溫煤焦油技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，大部分技術(shù)都是企業(yè)自身進(jìn)行研發(fā)的，雖然國(guó)內(nèi)的部分科研院所參與了中低溫煤焦油的研究，但是因?yàn)槿狈涣鞯纫蛩兀瑳](méi)有能夠全面的促進(jìn)我國(guó)中低溫煤焦油技術(shù)的發(fā)展。因此，我們?cè)趯?duì)中低溫煤焦油處理時(shí)，要進(jìn)一步加大對(duì)加氫技術(shù)的研發(fā)、構(gòu)建互動(dòng)發(fā)展的平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)向生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)變。

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