關(guān)于全餾分中低溫煤焦油加氫預(yù)處理技術(shù)路線可行性分析

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隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對環(huán)境的壓力越來越大，因此對清潔液體燃料的需求呈持續(xù)上升趨勢。但我國的能源儲藏結(jié)構(gòu)為多煤少油，于是為煤化工提供了很好的效益，催生了煤焦油生產(chǎn)液體燃料。進(jìn)而創(chuàng)新出煤焦油全餾分加氫改質(zhì)生產(chǎn)清潔燃料，比傳統(tǒng)的煤焦油加工相比較，更具有可行性，對資源的利用率更高，是緩解我國石油能源緊缺的重要途徑，還有效避免了資源浪費(fèi)、環(huán)境污染的現(xiàn)象。

煤在干餾和氣化加工之后形成的液體，被稱作煤焦油。根據(jù)溫度以及加工方式，可以將煤焦油分為高溫、中低溫，當(dāng)然，其組成和性質(zhì)都有很大的區(qū)別。

1 煤焦油預(yù)處理的必要性

煤煉焦、干餾、氣化的副產(chǎn)物就是煤焦油，與天然石油不同的是，煤焦油性質(zhì)特殊，組成非常復(fù)雜，包含了成千上萬種有機(jī)化合物。一般的煤焦油原料富含水分子較多，還含有可溶性鹽、酚類以及金屬雜質(zhì)，此外，還包含著機(jī)械雜質(zhì)等復(fù)雜物質(zhì)。因此，在經(jīng)深加工之前的煤焦油原料，必須進(jìn)行有效分離、精制、預(yù)處理脫水和雜質(zhì)。如果前期不對煤焦油原料進(jìn)行預(yù)處理，將其水分、金屬等成分脫離，會對影響后期加氫裝置的運(yùn)行狀態(tài)，例如導(dǎo)致設(shè)備結(jié)晶堵塞等。對加工成本和加工周期都會產(chǎn)生巨大的影響。由此可見，全硫分煤焦油加氫進(jìn)行預(yù)處理工序是關(guān)鍵步驟。

2 預(yù)處理工序的技術(shù)路線研究

2.1 減壓蒸餾預(yù)處理工藝

減壓蒸餾預(yù)處理工藝包括兩個部分：原料過濾和減壓脫瀝青。其中，原料過濾是指通過超級離心機(jī)，對固液和油水進(jìn)行三相分離；減壓脫瀝青是指將過濾手段沒能除去的膠質(zhì)瀝青質(zhì)、金屬離子、氯離子等雜質(zhì)脫除。

通過減壓蒸餾措施，能夠有效避免加氫反應(yīng)器壓降提前升高，延長加氫裝置運(yùn)行的周期，降低運(yùn)行成本，保護(hù)了加氫催化劑。此外，減壓蒸餾與處理工藝存在最大的缺點(diǎn)是加氫原料油收油率降低了20%-30%，經(jīng)濟(jì)效益損失大。

2.2 延遲焦化預(yù)處理工藝

常規(guī)延遲焦化預(yù)處理工藝采用的是一爐兩搭工藝，井架式水力除焦系統(tǒng)。原料煤焦油在原料罐區(qū)進(jìn)行脫水處理后，就直接運(yùn)送至原料緩沖罐，經(jīng)過換熱，在分餾塔底生成油，并混合入加熱爐進(jìn)料緩沖罐，在經(jīng)過加熱爐進(jìn)料泵抽出之后，送入熱爐，加熱至溫度達(dá)到495℃后，再進(jìn)入焦炭塔底部。

延遲焦化預(yù)處理工藝，有效解決了煤焦油輕質(zhì)化的問題，對全硫分煤焦油進(jìn)行了脫硫、氮、重金屬的處理，提前進(jìn)行煤焦油裂解和縮合，對后續(xù)加氫裂化裝置進(jìn)料性質(zhì)的改善很有幫助，延長了加氫裝置的運(yùn)行周期。

2.3 電脫鹽脫水預(yù)處理工藝

電脫鹽脫水預(yù)處理工藝，被廣泛用于原有煉化，技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。但是用于煤焦油深加工，傳統(tǒng)的電脫預(yù)處理技術(shù)，只能夠滿足煤焦油蒸餾分離的工藝要求，不能滿足煤焦油加氫工藝的深度脫鹽脫水的工藝要求。因此，對電脫工藝進(jìn)行了如下改動：（1）為降低原料進(jìn)入電脫罐的密度，在常規(guī)的電脫技術(shù)基礎(chǔ)上，增加稀釋輕油，實(shí)現(xiàn)了煤焦油的電脫預(yù)處理；（2）從高壓電場分離工藝來看，通過兩級或三級水洗，可以脫去煤焦油中水和鹽分，還可將煤焦油中重金屬離子，轉(zhuǎn)化為能夠溶于水的鹽類，并在高壓電場分離過程中有效脫除。

2.4 陶瓷膜過濾分離預(yù)處理工藝

陶瓷膜是以無機(jī)材料作為分離介質(zhì)制成，是具有分離功能的滲透膜，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，耐高溫、分離效率高，主要被用于液相分離和凈化分離。陶瓷膜過濾分離技術(shù)用于煤焦油加氫預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)了高效節(jié)能，工藝簡便，投資少的目的，是膜技術(shù)領(lǐng)域的新突破點(diǎn)。

3 結(jié)語

綜上所述，對四種全硫分煤焦油加氫預(yù)處理技術(shù)工藝進(jìn)行對比分析：減壓蒸餾對全硫分煤焦油進(jìn)行托固渣、水分、加氫進(jìn)料輕質(zhì)化等預(yù)處理，具有獨(dú)特的優(yōu)勢，如果忽略油品損失率，該技術(shù)工藝是一個不錯的技術(shù)路線；延遲焦化工藝雖然能夠改良油品工藝，并為加氫裝置提供良好的運(yùn)行條件，但是降低了成油率，工藝流程復(fù)雜，設(shè)備要求高，投資大，沒有較高的經(jīng)濟(jì)效益，與減壓蒸餾工藝相比，沒有實(shí)際工業(yè)業(yè)績；電脫鹽脫水預(yù)處理工藝經(jīng)濟(jì)效益相對較好，油品收率高，對原料損耗低，并且處理效果優(yōu)良，對加氫裝置運(yùn)行、周期各方面都有利，是非常適合煤焦油加氫組合裝置預(yù)處理工藝的，但是由于該技術(shù)仍在試驗(yàn)階段，并沒有被廣泛運(yùn)用；陶瓷膜規(guī)律分離預(yù)處理工藝對煤焦油的處理，滿足加氫裝置的進(jìn)料要求，處理后的煤焦油原料所含水分、金屬離子、機(jī)械雜質(zhì)都顯著減少，但是該技術(shù)工藝在我國并沒有大規(guī)模投入使用，并沒有實(shí)際的工業(yè)業(yè)績。因此，減壓蒸餾預(yù)處理工藝是目前最有效的全硫分煤焦油加氫預(yù)處理技術(shù)路線。

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