多種中低溫煤焦油加氫工藝技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

折雄建　曹庭

摘 要：隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展，對(duì)于能源的需求和消耗也隨之提升。我國(guó)作為煤炭資源儲(chǔ)備豐富的國(guó)家之一，以往煤化工業(yè)較為粗放，尤其是對(duì)于煤焦油利用效率極低，進(jìn)而與時(shí)代發(fā)展和社會(huì)需求產(chǎn)生背離。為了進(jìn)一步提升對(duì)中低溫煤焦油的轉(zhuǎn)化應(yīng)用，這就需要明晰各種加氫工藝的優(yōu)勢(shì)和不足，進(jìn)而為技術(shù)的創(chuàng)新優(yōu)化奠定基礎(chǔ)和決策保障。本文以此為視角，重點(diǎn)對(duì)三種中低溫煤焦油加氫工藝技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，以供參考。

關(guān)鍵詞：煤焦油；中低溫煤焦油；加氫裂化；工藝

我國(guó)在世界煤炭資源儲(chǔ)備中具有顯著的優(yōu)勢(shì)，然而煤炭資源中多以中低階煤為主，尤其是沿用傳統(tǒng)的加工模式，不僅能源利用率極低，重要的是浪費(fèi)相當(dāng)嚴(yán)重。其中燃燒和熱解過程中產(chǎn)生的煤焦油一直沒有得到合理、系統(tǒng)、綜合的利用，而且作為粗燃料直接燃燒也是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。通過采用加氫工藝技術(shù)可以對(duì)煤焦油進(jìn)行深度的轉(zhuǎn)化，在獲取環(huán)境友好型清潔燃料的同時(shí)，最大限度地提升了煤炭資源的利用效率。與此同時(shí)，在對(duì)中低溫煤焦油技術(shù)開發(fā)的過程中，形成了多種技術(shù)并存的特點(diǎn)，而不同工藝技術(shù)也具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，為此企業(yè)生產(chǎn)和加工根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)而選擇最為適宜的技術(shù)尤為必要，最終才能夠確保實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)保的三重效益目標(biāo)。

1 中低溫煤焦油加氫的目的及原理

煤焦油是煤炭在干餾、氣化或熱解過程中獲得的液體產(chǎn)品之一，含有大量的烯烴、多環(huán)芳烴等不飽和烴以及硫、氮化合物，其酸度高、膠質(zhì)含量高、產(chǎn)品安定性能差，無法作為優(yōu)質(zhì)燃油出廠。對(duì)煤焦油采用加氫改質(zhì)工藝，在一定溫度、壓力及催化劑作用下，可完成脫硫、不飽和烴飽和、脫氮反應(yīng)、芳烴飽和，達(dá)到降低硫含量和芳烴含量的目的，最終獲得石腦油和優(yōu)質(zhì)燃料油，其產(chǎn)品質(zhì)量可以達(dá)到汽油、柴油調(diào)和油指標(biāo)。煤焦油加氫處理過程中發(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)。

2 中低溫煤焦油加氫工藝的分析

2.1 加氫精制-加氫裂化工藝

中低溫煤焦油加氫精制中還有一種是裂化工藝，用加氫精制-裂化過程將煤焦油中的重油或?yàn)r青轉(zhuǎn)化生產(chǎn)輕質(zhì)餾分油，最大限度的提高了輕質(zhì)油的產(chǎn)出率與單純的加氫精制技術(shù)相比，這項(xiàng)技術(shù)的缺點(diǎn)是增加了加氫裂化的過程，工藝相對(duì)復(fù)雜，過程操作穩(wěn)定性小易控制，但是優(yōu)勢(shì)則是輕質(zhì)油回收率提高，即提高了對(duì)焦油原料的利用率，同時(shí)柴油產(chǎn)品的十六烷值高。按照這個(gè)工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行加熱升溫后進(jìn)入到預(yù)加氫反應(yīng)裝置該裝置的主要作用是對(duì)原料油內(nèi)所含的氮、氧、硫等金屬物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生相應(yīng)的氨氣、水、硫化物等而完成脫除預(yù)加氫完成后，反應(yīng)后產(chǎn)出物質(zhì)利用分離器進(jìn)行分流，主要為氖氣與生成油，生成油利用分餾塔進(jìn)行處理，頂部產(chǎn)出的是產(chǎn)品油底部生成的尾油，系統(tǒng)將尾油送入加氫裂化的反應(yīng)裝置中，以獲得液化氣和石腦油、柴油等餾分產(chǎn)品。

2.2 懸浮床加氫裂化

采用懸浮窗家氫裂化技術(shù)目的在于完成煤焦油中重油向輕油的轉(zhuǎn)化，此項(xiàng)技術(shù)利用催化劑的流動(dòng)性能帶走反應(yīng)中生成的熱量，減少了污染物的沉淀，解決了堵塞問題。懸浮床技術(shù)能夠是產(chǎn)油率達(dá)到百分之九十二，反應(yīng)性能強(qiáng)，還能夠保持長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，可是由于是新技術(shù)，實(shí)踐應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)比較欠缺，所以需要不斷的進(jìn)行實(shí)踐。與此效果和性能一樣的額還有沸騰床加氫裂化技術(shù)。

2.3 加氫工藝中液相裂解技術(shù)

在對(duì)低溫煤焦油的處理中，利用中高壓條件對(duì)液相煤焦油進(jìn)行加氫處理也叮以得到較好的上藝效果。此種技術(shù)以低溫煤焦油重餾分為原材料，在一定的溫度下對(duì)其進(jìn)行加壓處理，并完成催化，對(duì)煤焦油進(jìn)行裂解加氫生產(chǎn)的產(chǎn)品為汽油、柴油等。生產(chǎn)的流程如下：低溫煤焦油餾分與循環(huán)氫氣混合，經(jīng)過換熱器進(jìn)行處理，進(jìn)入到加熱爐中，待其升至設(shè)定溫度后，進(jìn)入反應(yīng)裝置進(jìn)行生產(chǎn)，生成的汽油經(jīng)過換熱器和冷卻器后進(jìn)入到產(chǎn)品分離裝置，完成油氣飛分離，達(dá)到柴油餾分和中壓氣體，氣體經(jīng)過氫氣循環(huán)壓縮機(jī)吸入后進(jìn)行循環(huán)利用。

3 中低溫煤焦油加氫工藝的發(fā)展

總體來講煤焦油加氫工藝并不復(fù)雜，操作上也較為簡(jiǎn)單、方便，完成中低溫煤焦油的轉(zhuǎn)化只要做好溫度的控制和催化劑的使用工作，基本既可以保證提高煤焦油的轉(zhuǎn)化率。采用加氫技術(shù)提煉出的燃油能源具有很高的環(huán)保性能，使用這樣的新能源大大的緩解了燃油廢氣對(duì)環(huán)境的污染狀況，加氫工藝屬于綠色環(huán)保技術(shù)。就中國(guó)目前的趨勢(shì)來看，中低溫煤焦油的加氫工藝的發(fā)展前途是小可估計(jì)的，但是卻絕對(duì)是好的，尤其是在生產(chǎn)燃料油的方面。在燃料油的制作過程之中，原料一般都是中低溫煤焦油，但是，在對(duì)中低溫煤焦油進(jìn)行加氫處理之前還要采取專業(yè)的技術(shù)進(jìn)行提煉，從而能夠使煤焦油能夠祛除硫、氮、氧等有害的成分，這樣才能夠做出合格的燃料油。這樣的燃料油小僅僅能夠提高能源的利用率，而且還起到減少環(huán)境污染的作用。

總之，在新時(shí)期背景下，加大對(duì)煤焦油的深度開發(fā)迫在眉睫。尤其是我國(guó)作為能源消費(fèi)大國(guó)，對(duì)于中低溫煤焦油加氫工藝應(yīng)該不斷創(chuàng)新和完善，確保達(dá)成節(jié)能環(huán)保目標(biāo)的基礎(chǔ)上，還能提高對(duì)其利用的效率。雖然不同加氫工藝技術(shù)具有各自不同的優(yōu)缺點(diǎn)，但是相信在煤化行業(yè)的共同努力下，加氫工藝技術(shù)將會(huì)愈加成熟，最終確保煤化企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的穩(wěn)固和持久。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷聲瑞，邊波.對(duì)煤焦油深加工中應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù)的探究[J].化工管理，2017（14）：160+162.