煤焦油加氫技術工業(yè)化現(xiàn)狀探討

郭愛英　唐秀強

摘 要：近年來，我國中低溫煤焦油技術取得了突破性進展，煤化工技術研發(fā)及其成果令人矚目。由于我國煤焦油產(chǎn)量及市場潛力十分巨大，通過加氫制取汽、柴油不僅能夠緩解石油危機帶來的問題，同時是國家可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略保障。本文重點探析煤焦油加氫技術工業(yè)化現(xiàn)狀，進而提出相關加氫工藝的控制優(yōu)化策略，旨在為煤化行業(yè)提升煤焦油的利用價值、促進產(chǎn)業(yè)結構升級提供些許參考或助力。

關鍵詞：煤焦油；加氫技術；工業(yè)化；現(xiàn)狀

我國是典型的缺油富煤型國家，每年煤焦油的產(chǎn)量十分驚人。然而以往對煤焦油的開發(fā)相對粗放，不僅提取工藝相對傳統(tǒng)滯后，而且資源利用效率較低，尤其是提煉工藝流程相對復雜，所造成的二次污染十分嚴重，進而與時代發(fā)展產(chǎn)生背離。當然煤焦油組分復雜，要想使其延伸至煤化工產(chǎn)業(yè)鏈，必須要在加氫精制和加氫裂化方面加大投入，最大限度地提取高附加值產(chǎn)品，以滿足社會對產(chǎn)品需求的多元化。通過對國內(nèi)煤焦油加氫技術工業(yè)化現(xiàn)狀的研究，可以發(fā)現(xiàn)其中存在的不足，進而為煤焦油清潔和輕質(zhì)化奠定堅實基礎和保障。

1 對煤焦油概念及用途的闡述

煤焦油是煤在高溫干餾和氣化過程中副產(chǎn)的具有刺激性臭味、黑色或黑褐色、粘稠狀液體產(chǎn)品、產(chǎn)率大約在3%-4%，主要由芳香族化合物組成的復雜混合物，組分上萬種，已從中分離并認定的單種化合物約500種，約占煤焦油總量的55%，根據(jù)干餾溫度和方法的不同可得到以下幾種煤焦油：低溫（450-650℃）煤焦油、低溫和中溫（600-800℃）煤焦油、中溫（900-1000℃）煤焦油、高溫（1000℃）煤焦油。煤焦油是一個組分上萬種的復雜混合物。煤焦油中的很多化合物是塑料、合成橡膠、農(nóng)藥、醫(yī)藥、耐高溫材料及國防工業(yè)的貴重原料，也有一部分多環(huán)烴化合物是石油化工所不能生產(chǎn)和替代的。但是，目前我國煤焦油主要用來加工生產(chǎn)輕油、酚油、蔡油及改質(zhì)瀝青等，再經(jīng)深加工后制取苯、酚、蔡、蔥等多種化工原料，雖然產(chǎn)品數(shù)量較多、用途廣泛，但是相對煤焦油中的500多種化合物來講，還是少得很。

2 煤焦油加氫技術工業(yè)化應用現(xiàn)狀

2.1 中高溫煤焦油加氫裂化工藝

中高溫煤焦油加氫裂化工藝，以煤魯奇爐加壓氣化生產(chǎn)煤氣副產(chǎn)焦油為原料，將中高溫煤焦油與氫氣在熱解爐內(nèi)混合后進入加氫精制反應器，再經(jīng)過換熱進入高壓分離器，分離出的氫氣經(jīng)循環(huán)壓縮機回到加氫精制反應器，生成油進入低壓分離器，分離出低分燃料氣后進入脫氧塔，進一步脫掉燃料氣后進入分餾塔，分餾得到汽油、柴油和潤滑油等。尾油則引入裂化加熱爐與氫氣混合后進入裂化反應器進行裂化反應，生成油進入低壓分離器分離出燃料氣后進入分餾塔，與加氫精制生成油一起進行分餾。中煤龍化哈爾濱煤制油有限公司（原哈爾濱氣化廠）于2000年建成的煤焦油加氫裝置，取得了較好的經(jīng)濟效益。2011年12月該公司10萬噸/年焦油加氫裝置投料成功，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)輕質(zhì)燃料油。

2.2 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

2013年國內(nèi)已投產(chǎn)的煤焦油加氫裝置有6家，分別為駐昆解放軍化肥廠1萬t/a（經(jīng)擴建已達6萬t/a規(guī)模）低溫煤焦油加氫裝置、中煤龍化哈爾濱煤化工有限公司5萬t/a低溫煤焦油加氫裝置、七臺河寶泰隆煤化工股份有限公司10萬t/a高溫煤焦油加氫裝置、內(nèi)蒙古慶華集團16萬t/a高溫煤焦油加氫裝置、神木富油能源科技有限公司12萬t/a中低溫煤焦油全餾分加氫裝置，總加工能力約100萬t/a。

2.3 神木天元化工有限公司延遲焦化一加氫組合工藝技術

2010年3月，神木天元化工有限公司二期25萬t/a煤焦油延遲焦化一加氫制燃料油品項目建成投料試生產(chǎn)。二期工程中增加了建設半焦生產(chǎn)裝置、荒煤氣制氫及50萬t/a煤焦油預處理等設施，使50萬t/a中溫煤焦油輕質(zhì)化項目總投資由原備案的55700萬元調(diào)整到155200萬元，其中一期工程25萬t/a投資90100萬元，二期工程投資65100萬元。截至2011年7月底，50萬t/a中溫煤焦油輕質(zhì)化成套裝置連續(xù)安全穩(wěn)定運行3000h以上，延遲焦化裝置生產(chǎn)負荷90%煤焦油加工量56.5t/h，產(chǎn)品收率96%，其中油品收率80%，石油焦收率16%。

3 關于中低溫煤焦油加氫技術的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展策略的研究

首先，當前在中低溫煤焦油生產(chǎn)的過程中，煤焦油產(chǎn)量比較小，并且其分散程度高，對提升煤焦油的綜合利用水平帶來了一些影響。在我國煉焦產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中，規(guī)模較小的煉焦由于不符合我國的節(jié)能要求，而逐漸的被淘汰掉。我國的煉焦產(chǎn)業(yè)開始向著規(guī)?；⒐?jié)能化的方向發(fā)展。其次，未來一段時問在煤化工項目規(guī)劃建設的時候，如果有良好的條件，可以通過建設園區(qū)產(chǎn)業(yè)化的方式，來提升產(chǎn)業(yè)聚集的程度，進而實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的規(guī)模效應，提高中低溫煤焦油的利用率。最后，在我國中低溫煤焦油技術發(fā)展的過程中，大部分技術都是企業(yè)自身進行研發(fā)的，雖然國內(nèi)的部分科研院所參與了中低溫煤焦油的研究，但是因為缺乏交流等因素，沒有能夠全面的促進我國中低溫煤焦油技術的發(fā)展。

總之，隨著國內(nèi)煤化行業(yè)改革深入進行，在時代的變化和需求面前，加大煤焦油加氫技術工業(yè)化進程不僅是工業(yè)化未來發(fā)展的趨勢，更是資源綜合利用進而實現(xiàn)經(jīng)濟循環(huán)發(fā)展的核心基礎。為此煤化行業(yè)要加大對現(xiàn)階段工業(yè)化發(fā)展存在問題的重視，進而對低階煤熱解粗放式提質(zhì)進行創(chuàng)新優(yōu)化，尤其是要引入懸浮床加氫技術，力爭早日實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化質(zhì)量、規(guī)模和進程。

參考文獻：

[1]趙鵬程，姚婷，楊宏偉，等.煤焦油的加工工藝及研究現(xiàn)狀[J].廣州化工，2013，41（1）：26-29.